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热浸镀锌与牺牲阳极

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-28 01:06
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2021年2月28日发(作者:streetball)


建筑钢的热浸镀锌保护与牺牲阳极保护方案比较



1.


热浸镀锌



热浸镀锌也叫热浸锌和热镀锌:


是一种有效的金属防腐方式,


主要用于各行业的金属结


构设施上,是将除锈后的钢件浸入


50 0


℃左右融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,从而


起到防腐 的目的。


热浸镀锌的原理,


简单的说即是将已清洗洁净的铁件,


经由助镀剂的润湿


作用,浸入锌浴中,使钢铁与熔融锌反应生成 合金化的皮膜。热镀锌工艺流程:成品酸洗


-


水洗


-


加助镀液


-


烘干


-


挂镀


-


冷却


-


药化


-


清洗


-


打磨


-


热镀锌完工。



1.1


热镀锌层形成过程



热镀锌层形成过程 是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁


-


锌合金的过程,工件表 面在


热浸镀时形成铁


-


锌合金层,才使 得铁与纯锌层之间很好结合,其过程可简单地叙述为:当


铁工件浸入熔融的锌液时,首先 在界面上形成锌与


α



(


体心


)


固熔体。这是基体金属铁在固


体状态下溶有锌原子所形成一种晶体,


两种金属原子之间是融合,


原子之间引力比较小。



此,当锌在固熔体中达到饱 和后,锌铁两种元素原子相互扩散,扩散到


(


或叫渗入


)


铁基体中


的锌原子在基体晶格中迁移,


逐渐与铁形成合金,


而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金


属间化合物,沉入热镀锌锅底,


即为锌渣。当工件从浸锌液中移出时表面 形成纯锌层,


为六


方晶体,其含铁量不大于

0.003%


。通常电镀锌层厚度


5



15μm


,而热镀锌层一般在


35 μm


以上,甚至高达


200μm


。热镀 锌覆盖能力好,镀层致密,无有机物夹杂。众所周知,锌的


抗大气腐蚀的机理有机械保护 及电化学保护,在大气腐蚀条件下锌层表面有


ZnO



Zn(OH)2


及碱式碳酸锌保护膜,一定程度上减缓锌的腐蚀,这层保 护膜


(


也称白锈


)

受到破坏又会形成


新的膜层。当锌层破坏严重,危及到铁基体时,锌对基体产生电化 学保护,锌的标准电位


-0.76V


,铁的标准电位

< p>
-0.44V


,锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解,铁作为阴极受到保


护。显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力优于电镀锌。



1.2


热浸镀锌工艺的优点:




1


)整个钢材表面均受到保护,无论在凹陷 处管件内部,或任何其它涂层很难进入的


角落,溶化锌均很容易均匀的覆盖上。




2


)镀锌层的硬度 值比钢材还大,故其抗冲击及抗磨耗性均相当良好。




3


)在边角区,锌层往往比其它地方还厚,且有良好的韧性及抗磨耗性 。而其它涂层


在此边角处,往往是最薄最不易施工,最易受伤害处,故常须再维护。




4


)即使因受 很大的机械伤害或其它原因。造成一小部份的锌层脱落,将铁基裸露,


此时,

< p>
周围锌层就会发挥牺牲阳极的功能,来保护此处钢铁,


使其不受侵蚀。而其 它涂层则


刚好相反,锈会马上生成,且迅速漫延至涂层下面,引起涂层剥落。

< p>



5


)锌层在大气中的 消耗是非常缓慢的,约为钢铁腐蚀速率的


1/17


< p>
1/18


,且是可


预估的。其寿命远超过其它任何 涂层。




6


)镀层寿命在某一特定的环境下,主要视镀层厚度而定。而镀层厚度又受钢铁厚度


而决定 ,


即越厚的钢铁易得较厚的镀层,


故同一个钢构中厚的钢铁部位 一定也得到较厚的镀


层,以保证得到更长的寿命。



1.3



热浸镀锌的缺点——热浸镀锌对环境的影响


< br>目前工业上应用的主要是烘干溶剂法工艺,


整个热浸镀锌过程是在高温下进行,< /p>


溶剂烘



干时和待镀工件浸入锌池时,< /p>


大量的氯化氢气体析出;


锌池长时间处于高温下,


表面上产生


大量的氧化锌、


氯化钱;

< br>植漏锌、掉锌进入加热区产生锌蒸气,整个工作环境的气氛十分恶


劣;此外,


浸助镀剂和镀后漂洗时含氯化锌、


氯化钱的溶液溅洒,


使得锌和按离子在废水中


增高。


< br>热浸镀锌对环境的影响主要偏重于对大气的污染。


除少数工业设备


(微氧化还原法)



以采用封闭和半封闭式外,


其它都普遍采用开放式的锌池。


加之大量的乡镇企业采用烧煤的


反射式加热炉,向大气中排放大量的含二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳和粉尘的烟雾。



有害气体造成以下的危害:




1


)氯化氢由助镀剂挥发产生的,具有很强的刺激性 ,慢性中毒时引起呼吸道发炎。




2


)氧化锌粉尘由高温锌池表面与空气接触和漏锌掉入加热区产生。大量吸入后会引起



锌中毒,造成一种类似疟疾的“金属烟雾热”病和上呼吸道方面的 病症。




3


)氨气助镀剂中加入的氯化钱,在高温下分解出氨气,对眼、喉、上呼吸道刺激性强,



引起结膜炎,喉炎和呼吸道疾病。




4


)二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、烟尘等,由加热炉产生的 有害气体污染公共大气。



2.


牺牲阳极法



牺牲阳极的阴极保护法, 又称牺牲阳极保护法。是一种防止金属腐蚀的方法。具体方法


为:


将还原性较强的金属作为保护极,


与被保护金属相连构成原电池,

还原性较强的金属将


作为负极发生氧化反应而消耗,被保护的金属作为正极就可以避 免腐蚀。



1.1


牺牲阳极材料要求


< p>
牺牲阳极在电解质环境中与被保护的金属构件电连接,作为牺牲阳极材料的金属或合金


优先溶解,


释放出的电流使金属构件阴极化到保护电位而实现保护。


为了达到这一目的,


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