表面有熱浸鍍或電鍍鋅層的焊接鋼管。鍍鋅可增加鋼管的抗腐蝕能力，延長(zhǎng)使用壽命。鍍鋅管的用途很廣，除作輸水、煤氣、油等一般低壓力流體的管線管外，還用作石油工業(yè)特別是海洋油田的油井管、輸油管，化工焦化設(shè)備的油加熱器、冷凝冷卻器、煤餾洗油交換器用管，以及棧橋管樁、礦山坑道的支撐架用管等。
鋼管的鍍鋅方法
有熱鍍鋅和電鍍鋅兩大類。熱鍍鋅有濕法、干法、鉛鋅法、氧化還原法等，其工藝流程如圖所示。
不同熱鍍鋅方法的主要區(qū)別在鋼管酸浸清洗后，用什么方法活化管體表面提高鍍鋅質(zhì)量?，F(xiàn)生產(chǎn)中主要采用干法和氧化還原法，其特點(diǎn)見(jiàn)表。
電鍍鋅的鋅層表面十分光滑致密、組織均勻；具有良好的力學(xué)性能和抗腐蝕能力；鋅耗比熱鍍鋅低60％～75％。電鍍鋅在技術(shù)上有一定的復(fù)雜性，但對(duì)單面鍍層，內(nèi)外表面鍍層厚度不同的雙面鍍層，以及薄壁管鍍鋅等皆須采用此法。
鋅層材料的發(fā)展
為滿足日益提高的各種使用條件要求，延長(zhǎng)鍍鋅鋼管的使用壽命，鋅層材料正在不斷發(fā)展。主要新鍍層有：(1)鐵一鋅合金化鍍層。即鋼管鍍鋅后再進(jìn)行熱處理。如在500～550℃進(jìn)行擴(kuò)散退火10～15min，這樣可使鍍鋅管在油田中的使用壽命延長(zhǎng)近9倍；(2)多元或含有微量合金元素的鍍鋅層。如加入適量的鎳可使耐腐蝕能力比純電鍍鋅管提高10倍以上；(3)復(fù)合鍍層。即按使用條件需要，在鋼管鍍鋅層上再涂以適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)材料，使得在耐腐蝕、耐高溫、耐嚴(yán)寒、耐磨損、耐沖擊及增加彈性等方面，能進(jìn)一步滿足其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)更高的要求。如采用彩色涂層，還有裝飾和標(biāo)志的效果。
鋅鍍層的外觀呈青白色，標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.76V，易溶于酸，溶于堿，是曲型的兩性金屬。鋅干燥空氣中幾乎不發(fā)生變化，鋅腐蝕的臨界濕度大于70%，因此在潮濕大氣中能與二氧化碳和氧作用生成一層主要由堿式碳酸鋅組成的薄膜，這層膜有一定的緩蝕作用，鋅與硫化氫等含硫化物起反應(yīng)生成硫化鋅﹔鋅易受氯離子浸蝕，故在海水中不穩(wěn)定。
鋅在密閉或通風(fēng)不良，空氣潮濕的條件下，與非金屬材料的揮發(fā)物(低分子羧酸，醛，酚，氨等)接觸時(shí)，鋅易遭腐蝕，生成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物，俗稱”白霜”。鋅在高溫，高濕，密閉條件下，與膠木，油漆，木材釋放的揮發(fā)物接觸，鋅有生長(zhǎng)細(xì)絲狀單晶的傾向，俗稱”長(zhǎng)毛” 。
鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵負(fù)，對(duì)鋼鐵而言是陽(yáng)極性鍍層，可提供可靠的電化學(xué)保護(hù)。在工業(yè)大氣，農(nóng)村大氣和海洋性大氣中使用的鋼鐵制品均可選擇鋅作保護(hù)層，其防護(hù)壽命幾乎與鋅層厚度成正比關(guān)系。凡屬有工業(yè)廢氣污染的大氣中，鋅鍍層的耐蝕優(yōu)于鎘鍍層，在海上或海水中則相反。
鋅鍍層經(jīng)鉻酸鹽鈍化之后，耐蝕性可提高6--8倍。故鍍鋅鈍化處理是必不可少的的步驟。在鈍化膜上進(jìn)行有機(jī)染色，可作低文件產(chǎn)品的防護(hù)---裝飾鍍層。
為降低鋅鍍層厚又能提高耐蝕能力，國(guó)內(nèi)外采如下兩種措施﹕一是提高鈍化膜的質(zhì)量，如用藍(lán)色，綠色，軍綠色，黑色鈍化代替常規(guī)的彩虹色鈍化膜，尤以軍綠化鈍化膜耐蝕性最好﹔二是以較薄的含鐵0.3%--0.6%的Zn-Fe合金，或含鎳6%-10%的Zn-Ni合金代替純鋅鍍層，耐蝕性能提高三倍以上，廣泛用于汽車鋼板上代替鍍鋅。
鋅鍍層的使用溫度不得超過(guò)2500C,在此溫度上鋅結(jié)晶組織變形，發(fā)脆，耐蝕性下降。有耐蝕，耐熱要求的零件宜用Zn-Ni合金層。
鍍鋅電解液可分為堿性和弱酸性兩大類，國(guó)內(nèi)外常用的有無(wú)氰鋅酸鹽鍍鋅，氰化鍍鋅，銨鹽鍍鋅，氯化物鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等。就國(guó)內(nèi)而言，無(wú)氰鋅酸鹽鍍鋅仍是主流。近年來(lái)由于鍍鋅添加劑的性能的改進(jìn)提高，氯化物鍍鋅和低氰光亮鍍鋅發(fā)展較快，而銨鹽鍍鋅在繼續(xù)下降。
選擇鍍液要根據(jù)鍍件材質(zhì)，形狀，外觀要求而定，如沖壓小件和復(fù)雜件，特別是需要輔助陽(yáng)極的深孔或管狀件宜選用堿性鍍液﹔對(duì)氫脆敏感的零件宜用弱酸性鍍鋅液。當(dāng)采用兩種性能不同的鍍液時(shí)，對(duì)生產(chǎn)十分有利。
◆鋅酸鹽鍍鋅
1.鋅酸鹽鍍液的特點(diǎn)：
(1)不用劇毒的氰化物，廢水易處理；
(2)鍍層結(jié)晶細(xì)密、光澤好、分散能力和深鍍能力接近氰化鍍液，適合復(fù)雜形狀的零件電鍍；
(3)鍍液穩(wěn)定、操作方便；
(4)對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性；
(5)綜合經(jīng)濟(jì)效益好。這種鍍液亦存在沉積速度慢，允許溫度范圍窄(高于400C不好)，厚度超過(guò)15um時(shí)有脆性，鑄鍛件較難電鍍以及工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生刺激性氣體逸出，必須要安裝通風(fēng)裝置等缺點(diǎn)。
2.鋅酸鹽鍍液之鍍液成分：
A、氧化鋅(純度大于98%)；B、氫氧化鈉；C、DE和DPE添加劑；D、光亮劑；E、水
3.維護(hù)管理技術(shù)：
A、嚴(yán)格控制鋅、堿濃度和比值；B、主添加劑和光亮劑都只能靠經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)加；C、注意溫度和電流密度的相互關(guān)系；D、極間距離及電極排布；E、雜質(zhì)的危害及清除；F、可能產(chǎn)生的故障及糾正方法
◆氰化鍍鋅
1.氰化鍍鋅具有分散能力和深鍍能力好、結(jié)晶細(xì)密、與基體結(jié)合力好、耐蝕性能好、工藝范圍寬、鍍液穩(wěn)定易操作、對(duì)雜質(zhì)不太敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是劇毒、嚴(yán)重污染境?，F(xiàn)在大部分應(yīng)用無(wú)氰鍍鋅或低氰鍍鋅。
2.氰化鍍鋅的鍍液組成：A、氧化鋅；B、氰化鈉；C、氫氧化鈉；D、氰化鍍鋅光亮劑
◆銨鹽鍍鋅
1.從氯化銨-氨羧絡(luò)合劑鍍鋅電解液中沉積的鋅層、結(jié)晶細(xì)致、鍍層光澤美觀、分散能力和深鍍能力好、適合于復(fù)雜零件的電鍍。該工藝曾在我國(guó)普啟遍應(yīng)用，但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)該類鍍液存在鈍化膜易變色、鍍液腐蝕性大、廢水中重金屬難處理、氨對(duì)魚(yú)類有毒等問(wèn)題。從70年代后期逐漸被鋅酸鹽鍍鋅所取代。為發(fā)揮弱酸鍍鋅的優(yōu)點(diǎn)。80年代起，無(wú)氨氯化物鍍鋅在我國(guó)崛起，銨鹽鍍鋅應(yīng)用時(shí)不斷下降。
◆氯化物鍍鋅
1.氯化物鍍鋅是八十年代初發(fā)展起來(lái)的光亮鍍鋅工藝。氯化物鍍液的特點(diǎn)：A、不含絡(luò)合劑的單鹽鍍液、廢水極易處理；B、鍍層的光亮性和整平性優(yōu)于其鍍液體系；C、電流效率高、沉積速度快；D、氫過(guò)電位低的鋼材如高碳鋼、鑄件、鍛件等容易施鍍。
2.氯化物鍍鋅鍍液成分：A、氯化鋅；B、氯化鉀；C、硼酸；D、添加劑(主光亮劑、載體光亮劑、輔助光亮劑)
◆硫酸鹽鍍鋅
1.硫酸鹽鍍鋅的分散能力比前述幾種鍍鋅溶液差些，且結(jié)晶較粗。為改善鍍液性能，引入阿拉伯樹(shù)膠或天然桃膠，對(duì)細(xì)化結(jié)晶有效果，但貨源不足。為此近來(lái)國(guó)內(nèi)外電鍍工作者開(kāi)發(fā)了由芳香族醛或酮磺酸鹽、聚醚化合物和芳香族磺酸鹽組合的光亮劑，使鍍液和鍍層性能獲得很大改善、鍍層細(xì)致、光亮。由于這種鍍液成本低、電流效率高，可使用很高的電流密度，沉積速度快，適合于電鍍外形簡(jiǎn)單的線材、帶材、板材和管材的內(nèi)壁。鍍液的pH值較低，有的還有氯化物，所以對(duì)設(shè)備有腐蝕性。
2.硫酸鹽鍍鋅鍍液組成：A、硫酸鋅是主鹽；B、硫酸鈉、硫酸鋁、氯化銨是導(dǎo)電鹽；C、明礬和硼酸是緩沖劑；D、糊精、萘二磺酸等為細(xì)化結(jié)晶，提高分散能力.
為提高鋼管的耐腐蝕性能，對(duì)一般鋼管進(jìn)行鍍鋅。鍍鋅鋼管分熱鍍鋅和電鍍鋅兩種，熱鍍鋅鍍鋅層厚，電鍍鋅成本低，表面不是很光滑。吹氧焊管：用作煉鋼吹氧用管，一般用小口徑的焊接鋼管，規(guī)格由3/8-2寸八種。用08、10、15、20或者195-Q235的鋼帶制作成的，為了防腐蝕，有得進(jìn)行滲鋁處理。
鍍鋅鋼管的重量系數(shù)
公稱壁厚mm： 2.0 2.5 2.8 3.2 3.5 3.8 4.0 4.5
系數(shù)c：1.064 1.051 1.045 1.040 1.036 1.034 1.032 1.028
注鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。鋼的牌號(hào)：Q215A；Q215B；Q235A；Q235B
試驗(yàn)壓力值/Mpa：D10.2-168.3mm為3Mpa；D177.8-323.9mm為5Mpa
常說(shuō)的鍍鋅管，鍍鋅管的用途現(xiàn)在煤氣、暖氣用的那種鐵管也是鍍鋅管，鍍鋅管作為水管，使用幾年后，管內(nèi)產(chǎn)生大量銹垢，流出的黃水不僅污染潔具，而且?jiàn)A雜著不光滑內(nèi)壁滋生的細(xì)菌，銹蝕造成水中重金屬含量過(guò)高，嚴(yán)重危害人體的健康。六七十年代，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始開(kāi)發(fā)新型管材，并陸續(xù)禁用鍍鋅管。中國(guó)建設(shè)部等四部委也發(fā)文明確從二000年起禁用鍍鋅管，目前新建小區(qū)的冷水管已經(jīng)很少使用鍍鋅管了，有些小區(qū)的熱水管使用的是鍍鋅管。
鍍鋅管應(yīng)該達(dá)到的技術(shù)要求
1、牌號(hào)和化學(xué)成分
鍍鋅鋼管用鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分應(yīng)符合GB 3092所規(guī)定的黑管用鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分。
2、制造方法
黑管的制造方法(爐焊或電焊)由制造廠選擇。鍍鋅采用熱浸鍍鋅法。
3、螺紋及管接頭
3.1 帶螺紋交貨的鍍鋅鋼管，螺紋應(yīng)在鍍鋅后車制。螺紋應(yīng)符合YB 822的規(guī)定。
3.2 鋼制管接頭應(yīng)符合YB 238的規(guī)定；可鍛鑄鐵管接頭應(yīng)符合YB 230的規(guī)定。
4、力學(xué)性能
鋼管鍍鋅前的力學(xué)性能應(yīng)符合GB 3092的規(guī)定。
5、鍍鋅層的均勻性鍍鋅鋼管應(yīng)作鍍鋅層均勻性的試驗(yàn)。鋼管試樣在硫酸銅溶液中連續(xù)浸漬5次不得變紅(鍍銅色)。
6、冷彎曲試驗(yàn)公稱口徑不大于50mm的鍍鋅鋼管應(yīng)作冷彎曲試驗(yàn)。彎曲角度為90°，彎曲半徑為外徑的8倍。試驗(yàn)時(shí)不帶填充物，試樣焊縫處應(yīng)置于彎曲方向的外側(cè)或上部。試驗(yàn)后，試樣上不應(yīng)有裂縫及鋅層剝落同象。
7、水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)應(yīng)在黑管進(jìn)行，也可用渦流探傷代替水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力或渦流探傷對(duì)比試樣尺寸應(yīng)符合GB 3092的規(guī)定。
鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強(qiáng)度(σb)<沒(méi)有計(jì)算公式>
試樣在拉伸過(guò)程中，在拉斷時(shí)所承受的最大力(Fb)，出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ)，稱為抗拉強(qiáng)度(σb)，單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計(jì)算公式為：
式中：Fb--試樣拉斷時(shí)所承受的最大力，N(牛頓)； So--試樣原始橫截面積，mm2。
②屈服點(diǎn)(σs)
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過(guò)程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。
上屈服點(diǎn)(σsu)：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力； 下屈服點(diǎn)(σsl)：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)，屈服階段中的最小應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為：
式中：Fs--試樣拉伸過(guò)程中屈服力(恒定)，N(牛頓)So--試樣原始橫截面積，mm2。
③斷后伸長(zhǎng)率(σ)
在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：
式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm； L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。
④斷面收縮率(ψ)
在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，稱為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計(jì)算公式如下：
式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2； S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2。
⑤硬度指標(biāo)
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示，單位為N/mm2(MPa)。
4分*1.8 |
1.2寸*2.2 |
2.5寸*2.75 |
4寸*3.75 |
4分*2.0 |
1.2寸*2.5 |
2.5寸*3.0 |
5寸*2.75 |
4分*2.2 |
1.2寸*2.75 |
2.5寸*3.25 |
5寸*3.0 |
4分*2.3 |
1.2寸*3.0 |
2.5寸*3.5 |
5寸*3.5 |
4分*2.5 |
1.5寸*2.2 |
3寸*2.5 |
5寸*3.75 |
6分*1.8 |
1.5寸*2.5 |
3寸*2.75 |
5寸*4.0 |
6分*2.0 |
1.5寸*2.75 |
3寸*3.0 |
6寸*2.75 |
6分*2.2 |
1.5寸*3.0 |
3寸*3.25 |
6寸*3.0 |
6分*2.3 |
1.5寸*3.25 |
3寸*3.5 |
6寸*3.5 |
6分*2.5 |
2寸*2.2 |
3寸*3.75 |
6寸*3.75 |
1寸*2.0 |
2寸*2.5 |
4寸*2.5 |
6寸*4.0 |
1寸*2.2 |
2寸*2.75 |
4寸*2.75 |
8寸*4.0 |
1寸*2.5 |
2寸*3.0 |
4寸*3.0 |
8寸*4.5 |
1寸*2.75 |
2寸*3.25 |
4寸*3.25 |
8寸*4.75 |
1寸*3.0 |
2.5寸*2.5 |
4寸*3.5 |
8寸*5.0 |
1.2寸*2.0 |
熱鍍鋅管是使熔融金屬與鐵基體反應(yīng)而產(chǎn)生合金層，從而使基體和鍍層二者相結(jié)合。熱鍍鋅是先將鋼管進(jìn)行酸洗，為了去除鋼管表面的氧化鐵，酸洗后，通過(guò)氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進(jìn)行清洗，然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍鋅具有鍍層均勻，附著力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
冷鍍鋅就是電鍍鋅，鍍鋅量很少，只有10－50g/m2，其本身的耐腐蝕性比熱鍍鋅管相差很多。正規(guī)的鍍鋅管生產(chǎn)廠家，為了保證質(zhì)量，大多不采用電鍍鋅(冷鍍)。只有規(guī)模小、設(shè)備陳舊的小企業(yè)采用電鍍鋅，當(dāng)然他們的價(jià)格也相對(duì)便宜一些。建設(shè)部已正式下文，淘汰技術(shù)落后的冷鍍鋅管，不準(zhǔn)用冷鍍鋅管作水、煤氣管。
一般現(xiàn)在用的鍍鋅鋼管都是熱鍍鋅的，而電氣上用的線槽等用的是冷鍍鋅，顏色有一定的區(qū)別
冷鍍---只在外管壁鍍鋅,熱鍍---內(nèi)外都鍍.
鍍鋅焊管是在焊接鋼管的基礎(chǔ)上再熱鍍鋅(即在鋅鍋內(nèi)將鋅溶化,再將鋼管浸入液體鋅中一段時(shí)間取出,再冷卻吹干). 使鋼管內(nèi)外壁同時(shí)有一層鋅層附著. 鍍鋅管一般用于低壓流體(即水,液體煤氣)的輸送.
