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金属涂镀层产品及说明(Galvainfo)-1.6 镀锌钢板制品涂镀层厚度(重量或质量)的选择

时间: 2009-9-29 点击:40523

 

镀锌钢板制品涂镀层厚度(重量或质量)的选择

引言

要准确选择涂镀层的厚度,以满足镀锌钢板用户的需求,需要了解该产品将用于何种腐蚀性的环境中。镀锌层厚度很大程度上决定了镀层的使用期限,但是不能直接用它来定涂镀层的量。1.1节解释了为什么不能用厚度,而是涂布量(英寸-磅单位制)或者涂层质量(国际单位制)来决定涂镀层的量。

 

大气条件的影响

许多环境因素的影响会使锌镀层的腐蚀速率不断改变。例如,“润湿时间” 就是一个重要的影响腐蚀速率的因素,比如在美国干旱西南户外环境中和在年降雨量高的地区或者是多雾地区相比,锌镀层腐蚀速率就明显不一样。同样,硫酸盐,氯化物和硝酸盐等杂质同样会影响腐蚀速率。另外还有一些因素,如溶液中的氧含量,所处环境的温度,都对预测产品的使用寿命起着重要的作用。

2003年美国电镀协会(AGA)用图表发表了最新的一系列镀层厚度达到6+ mils的镀锌产品的使用寿命。这图表照样可以用于连续镀锌板,虽然镀层厚度比较低的平均使用寿命的数据很难在该图表上获得。www.galvanizeit.org) 美国电镀协会AGA的原始数据可以在GalvInfo中心获得,从而得到下面的表1。本质上说表1扩充了左下角的美国电镀协会AGA的原始数据表。由表所显示出来的产品的平均寿命曲线反映出了用“镀料寿命预估”提供的户外腐蚀速率。这个软件是由Teck Cominco公司的格雷戈里张开发的,可以在www.galvinfo.comGalvInfo图书馆-附加信息这部分找到。它适用于纯锌镀锌钢板,也就是说,只含有锌的锌镀层。它不适用于锌/铝或铝/锌镀层。它的预测功能是基于统计模型,智能网络技术和大量的全世界范围内的腐蚀数据。美国电镀协会获得的环境数据是从环球网上得到的。用于得出表1中产品的使用寿命的那些被计算出来的腐蚀数据是6个不同的具有5种不同气候的美国北部城市的腐蚀速率的平均数据。

图中有6条代表常规的ASTM A 653的镀层量的“带”。对于每条带,假设左边的部分最低有一半是现场测试厚度的三倍,右边的部分最高有一半是经常出现的TST厚度。因此这条带的中间部分就是比较准确的预测在特定环境下指定镀层的使用寿命。在普通的郊区环境下, G90镀层的产品上出现5%红锈的使用期限大约是20年。要确定特定环境下的腐蚀速率,用于镀料寿命预估的实际记录的环境数据可以被查处,同时输入到该软件中。

需要考虑产品的使用期限

产品的使用期限是决定具体应用中使用镀层重量(质量)的重要因素。比如,一个金属建筑物的屋顶的标准是在很长时间内不出现红色锈斑。在这种情况下,镀层失效的时间就是出现红色锈斑时的时间(就是锌镀层在很大的区域内被消耗,从而可以在钢表面观察到锈斑)。这就需要使用很厚的锌镀层。另外一种情况就是钢板表面因为腐蚀出现穿孔。在这种情况下,就需要同时考虑钢板的厚度(和对钢板的腐蚀速率情况)和镀层的厚度。

一旦产品的使用期限被确定,将使用期限和它所处的特定环境中的腐蚀速率结合起来是非常必要的。一个人如果能长期将特定环境中的腐蚀速率与产品使用期限结合起来,那么他就会很快确定所需锌镀层重量(质量)。

调整镀层重量[质量]的特定系统

对于镀锌钢板产品,镀层重量[质量],也就是厚度,在ASTM Specification A 653/A 653M标准中给出了明确的规定。每英寸-磅的涂镀量(A653标准)的范围是从G300.30 oz/ft2G2352.35 oz/ft2,还有许多这两者之间的中间镀层重量。等价的采用国际单位制的涂镀量(A653M标准)的范围是从Z9090 g/m2Z700700 g/m2。这几乎是锌重量(质量)8倍。那些镀锌层代号指定的重量是两面的总和,也就是说单面的量只是指定总量的一半。可以查询GalvInfoNote 1.1来了解更多关于镀锌层代号的信息。

对于那些裸露在户外的镀锌板,今天我们一般都是按G90 [Z275]规格进行涂镀。对于运用于室内环境中那些可能存在因冷凝而很潮湿的地方的镀锌板,也按上述标准进行涂镀。在室内干燥的环境中,则按G40 [Z120] 或者G60 [Z180] 规格进行涂镀进已经足够。而对于室外污水排放的波纹钢管则需要很厚的镀层,一般是按G200 [Z610] 规格进行涂镀。

 

镀层重量[质量]对产品使用寿命的影响

虽然腐蚀率由于环境因素的影响而差别很大,如图1所示,但是在任何环境中,镀层的使用寿命与镀层重量[质量]是成线性关系的。这就意味着,要使产品的使用寿命加倍,就需要将重量[质量]加倍。

事例一

·   G60镀层的使用寿命差不多是G30的两倍

·   G90镀层的使用寿命差不多比G5050%

这方面更多的信息可以在ASTM Specification A 653/A 653M附录X4中查询。

 

腐蚀速率数据

   除了在www.galvinfo.com获得“镀料寿命预估”,下面两本资料更详尽和具体的介绍了镀锌板的腐蚀行为。这两本资料内容远远超出镀料寿命预估”包含的内容,不仅包含不同水溶液中的腐蚀速率的信息,还包含在有机,无机和土壤中腐蚀速率信息。

1.        Corrosion and Electrochemistry of Zinc, X. Gregory Zhang, Published by Plenum Press, 1996.

2.       Corrosion Resistance of Zinc and Zinc Alloys, Frank C. Porter, Published by Marcel Dekker, Inc., 1994

这些资料记录的腐蚀速率范围从大约低于0.01 千分之一寸/(0.254m/)---很高的腐蚀速率。举个例子,如果腐蚀速率是0.05千分之一寸/(1.25 m/)G90镀层就能大约使用1617年,因为G90每边的镀层厚度大约是0.83千分之一寸(21 m)在一些环境中,因为腐蚀速率太高,镀锌板并不是最佳选择。这些地方要么是高酸性,要么就是很基础的环境。

 

    

     另外一项关于锌腐蚀速率的资源可以在ASM Metals Handbook Vol. 13B Corrosion: Materials,2005,pp.402-417,中找到,

网址是http://asmcommunity.asminternational.org/portal/site/www/

 

需要强调的是,上面提到的关于锌腐蚀速率的资料的数据都是在1950-1970年之间测的的,第2页表1中的数据则是最近的数据,经过积极的减少污染物排放,如二氧化硫,污染物已经比20世界中期减少很多。镀锌板在城市工业区中的使用寿命比3050年前高很多了。另外方面,沿海环境的腐蚀速率并没有明显变化。因为锌的消耗主要受海盐沉积数量的影响,而并不是空气中的污染物。

*(1千分之一寸=0.001 英寸)

 

联系GalvInfo中心

当使用镀锌板时,准确选择镀层厚度只是很多需要考虑的因素中的一个。其他还包括钢的厚度,钢的强度,钢成形,镀锌涂层时采用的表面处理等。你可以打电话或者发邮件到GalvInfo中心来帮你考虑这些问题:

免费电话:1.888.880.8802

邮箱:info@galvinfo.com

注明:不同环境中的腐蚀速率,ASTM镀锌层代号,镀锌钢板规格分别可以在GalvInfoNotes 3.1, 2.5,1.5中查询。

 

 

注:本文由先进金属材料涂镀国家工程实验室翻译组翻译。

翻译组成员:郝晓东、李亚东、刘昕、李黎等。

 如有异议请联系:Sunday_hxd@126.com hxd@nelact.com

 

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