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。
鍍鋅的特點(diǎn)
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，無氰鋅酸鹽鍍鋅仍是主流。近年來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，無氰鋅酸鹽鍍鋅仍是主流。近年來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。
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)魚類有毒等問題。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)
