項(xiàng)目案例

熱鍍鋅生產(chǎn)表面缺陷的案例分析

2019-09-03 7834

     熱浸鍍是提高鋼鐵抗大氣腐蝕性能的有效方法之一,因其鍍層性能優(yōu)良、使用壽命長(zhǎng)、作為保護(hù)層基本不維護(hù)而被廣泛應(yīng)用于輸電鐵塔、微波塔、高速公路護(hù)欄、路燈桿、光伏產(chǎn)品、緊固件、腳手架等長(zhǎng)期室外暴露的鋼鐵制件的防腐蝕。熱鍍鋅表面有許多常見(jiàn)質(zhì)量缺陷如漏鍍、鍍層超厚、粗糙、灰暗、淚痕條紋、龜裂紋、顆粒夾雜、白銹等,其影響因素較多,且控制相對(duì)較難。

     我司通過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)與各鍍鋅廠家之間的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,協(xié)助鍍鋅廠提高產(chǎn)品質(zhì)量,提供配套的技術(shù)問(wèn)題解決方案。以下選取部分曾發(fā)生在鍍鋅廠的表面缺陷進(jìn)行分析講解。


表面缺陷一:粗糙


原因分析:

    1. 鋼中磷含量達(dá)到0.15%以上時(shí),鍍鋅層會(huì)生成特別厚而且容易開(kāi)裂的鐵鋅合金層,形成粗糙的鍍層。

    2.鋅液中鋁含量過(guò)高,形成密度低而浮于表面及鋅浴中的富Al浮渣,粘附鍍鋅層,造成表面粗糙。

    3.浸鋅溫度過(guò)高或浸鋅時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致鍍層過(guò)度增長(zhǎng),形成粗糙的表面鍍層。

    4.過(guò)度酸洗,導(dǎo)致基體表面過(guò)度腐蝕,表面不平整,導(dǎo)致后續(xù)鍍鋅表面粗糙。

表面缺陷二:鋅瘤


原因分析

   1.鋼材材質(zhì)問(wèn)題,鋼中硅含量達(dá)到0.1—0.4%容易出現(xiàn)鐵鋅反應(yīng)的峰值,鋅浴后出現(xiàn)鋅瘤。

   2.吊具角度不對(duì),鋅液回流。

   3.起吊速度過(guò)快,造成上層工件的余鋅流到下一層的表面。

   4.酸洗時(shí)間偏長(zhǎng)或酸洗不到位,表面不平整,鋅浴后出現(xiàn)鋅瘤。

   5.鋅溫太低,導(dǎo)致工件取出后鋅液流動(dòng)性不好,沉積表面形成鋅瘤。

   6.工件出鋅鍋后入水太快,鋅液未完全流盡,凝結(jié)于表面。

   7.鋅浴中鐵含量高將使鋅液的黏度和表面張力增加,使鋅液的流動(dòng)性變差。


表面缺陷三:淚痕


原因分析:

  1.鋅浴時(shí)溫度偏低,導(dǎo)致工件出鋅鍋,鋅液在工件表面的流動(dòng)性不好。

  2.起吊角度過(guò)大,導(dǎo)致出鋅鍋時(shí),鋅液流出工件表面距離延長(zhǎng),鋅液溫度逐步下降后流動(dòng)性不好。

  3.酸洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成鋼基體表面腐蝕過(guò)度,鋼基體表面不平滑影響出鋅鍋時(shí)鋅液在工件表面的流動(dòng)性。

  4.溶劑槽濃度偏高,溫度和濃度太高會(huì)造成工件表面過(guò)度沉積而產(chǎn)生雙鹽膜的結(jié)構(gòu),使鍍層增厚可能造成淚痕。

  5.制品內(nèi)部溫度高,散熱慢,表面鋅液未及時(shí)水冷,導(dǎo)致合金層的過(guò)量生成。

表面缺陷四:粗糙斑點(diǎn)


原因分析:

  1.可能由原材料本身?xiàng)l件(鋼材表面的活性元素si)造成。

  2.鋅液張力過(guò)大,鋅液中應(yīng)添加鎳元素,使鋅液對(duì)鋼的潤(rùn)濕性得到增強(qiáng),使合金相的孕育期延長(zhǎng),從而有效的控制合金相層的形成速度,使相層減薄,組織細(xì)化,使鍍層的表面質(zhì)量得到改善。

  3.浸鋅時(shí)間長(zhǎng),鋅層變厚,表面易造成粗糙斑點(diǎn)。

  4.浸鋅溫度不夠或過(guò)高,鋅層變厚,導(dǎo)致表面容易粗糙斑點(diǎn)。

  5.溶劑中氯化亞鐵含量太高,被帶入到工件表面氯化鋅氨鹽膜中,影響氯化鋅氨鹽膜的連續(xù)性,后續(xù)鋅浴時(shí),影響鍍層質(zhì)量,導(dǎo)致表面粗糙。


表面缺陷五:滴瘤


原因分析:

   1.鋅浴中鋁元素不足,適量的鋁元素,能提高鋅液的流動(dòng)性。

   2.鋅浴中鎳元素不足,適量的鎳元素,能提高鋅液的流動(dòng)性。

   3.工人配合不到位,工件出鋅液后,應(yīng)及時(shí)撞擊或用相應(yīng)工具刮盡滴瘤。

   4.行車(chē)吊速過(guò)快,導(dǎo)致工件表面鋅液溫度下降太快,影響鋅液表面流動(dòng)性。使鋅液不能完全流出工件。


表面缺陷六:表面粘黏



原因分析:

   工件掛得太密,出鋅鍋時(shí)工件與工件表面相互接觸摩擦造成未固化的鍍層發(fā)生粘黏現(xiàn)象。


表面缺陷七:鋅鋁花紋


原因分析:

    1.起吊時(shí)工人灰扒打灰不穩(wěn),工件出鋅液面時(shí),鋅灰打得不充分,導(dǎo)致液面上的鋅灰粘附于工件表面。

    2.鋅液合金元素不足,如鎳和鋁,不能在鋅液表面形成連續(xù)的氧化膜,阻止鋅液表面被空氣氧化產(chǎn)生氧化膜。

    3.起吊時(shí)行車(chē)不穩(wěn),造成工件抖動(dòng)產(chǎn)生氧化膜黏附。

    4.鍍鋅溫度過(guò)高,鋅液氧化過(guò)快導(dǎo)致。


表面缺陷八:漏鍍


原因分析:

  1.表面預(yù)處理不好,鋼材表面的沾染的油漆,礦物質(zhì)油脂光靠酸洗不能有效去除,導(dǎo)致漏鍍。

  2.溶劑槽濃度不夠,導(dǎo)致工件局部表面未形成一層氯化鋅銨鹽膜活化表面,導(dǎo)致后續(xù)鋅浴鍍不上鋅。

  3.浸鋅時(shí)間不夠,浸鋅時(shí)間過(guò)短導(dǎo)致漏鍍。

  4.鋁含量偏高,鋁與助鍍鹽膜中的氯化銨反應(yīng)生成無(wú)助鍍效果的AlCl3,使助鍍鹽膜效果減弱,鋁含量過(guò)高將導(dǎo)致漏鍍。

  5.酸洗不到位,酸洗過(guò)程中酸洗件比較密集,結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,造成欠酸洗、夾線(xiàn)或憋氣,或因酸洗濃度過(guò)高使酸鹽沉積于表面、溝槽之中,不水洗或水洗不徹底,也很容易形成漏鍍現(xiàn)象。


表面缺陷九:表面鋅渣顆粒


原因分析:

  1.鋅液中鐵含量偏高,鋅液中鐵的含量超過(guò)其溶解度會(huì)析出Fe-Zn合金顆粒渣,由于這種顆粒渣與鋅密度差異不大,懸浮在鋅液中的合金渣會(huì)夾在鋅液中被工件帶出,黏附于工件表面形成顆粒。

  2.鋅浴作業(yè)頻率過(guò)高,導(dǎo)致鋅鍋內(nèi)鋅渣不能及時(shí)沉淀。

  3.鋅液溫度不均衡,波動(dòng)大。

  4.鋅液溫度過(guò)高,浸鋅時(shí)間長(zhǎng),溫度過(guò)高,工件和鋅鍋鐵溶解速率過(guò)快。


表面缺陷十:鍍層附著力差


原因分析:

   1.鋅鍋溫度過(guò)高,導(dǎo)致鍍鋅層的晶粒粗大,造成附著力不良。

   2. 鋼鐵材質(zhì)成分原因,鋼材含Si,P超標(biāo)或含碳量太高的鋼,導(dǎo)致鍍層超厚,附著力不良

   3.助鍍劑中的鐵鹽和有機(jī)雜質(zhì)過(guò)高會(huì)導(dǎo)致附著力不良。

   4.鋅液中鐵含量過(guò)高,鐵-鋅合金層變厚,鍍層附著力差

   5.鋅浴中合金元素如鋁、鎳含量過(guò)量,不能生成一層厚度適中、致密的鐵鋅合金層,鍍層主要由純鋅層構(gòu)成,造成附著力差。

常見(jiàn)制品生產(chǎn)工藝介紹

     由于目前國(guó)內(nèi)熱鍍鋅企業(yè)均面臨一個(gè)較大的難題,就是客戶(hù)提供的鋼結(jié)構(gòu)制件、鋼結(jié)構(gòu)成分及類(lèi)型千差萬(wàn)別,這就對(duì)熱鍍鋅操作提出了較高的要求,不同成分及類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)制件需采用不同的生產(chǎn)工藝。適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝及操作對(duì)獲得良好的鍍鋅表面質(zhì)量及較低的生產(chǎn)成本是非常關(guān)鍵的。根據(jù)我司多年生產(chǎn)一線(xiàn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以下提供部分制品的生產(chǎn)工藝參數(shù),供同行交流。

助鍍工藝參數(shù)


助鍍工藝參數(shù)的影響

◆助鍍溫度:助鍍溫度過(guò)低,鹽膜不容易干透,容易爆鋅。清潔制品表面活性不夠,沉積在制品表面的鹽膜不充分,助鍍效果差。助鍍溫度過(guò)高,造成鹽膜過(guò)度沉積形成雙鹽膜,爆鋅。鍍層增厚,鋅灰增多。更高溫度消耗更多熱能。
◆助鍍液濃度:濃度過(guò)低,容易產(chǎn)生漏鍍,鹽膜少,不能有效活化表面,難以獲得平滑均勻的鍍層。濃度過(guò)高,鹽膜過(guò)厚,不易干透,易爆鋅,產(chǎn)生更多鋅灰和煙塵。

 ◆ PH值:過(guò)低會(huì)對(duì)制品腐蝕過(guò)度,產(chǎn)生過(guò)量鐵離子,過(guò)高會(huì)使清潔表面效果變差,過(guò)高同時(shí)可能析出ZnOH2,使助鍍液有效含量下降,出現(xiàn)漏鍍。


鋅浴工藝參數(shù)


注:以上為常規(guī)生產(chǎn)工藝,很多產(chǎn)品為提高其鍍層質(zhì)量和性能在此基礎(chǔ)上添加合金元素硅、鎂、鈦、硼、錳、鋯、鍶、稀土等。

鋅浴工藝參數(shù)的影響

◆鎳的影響:加適量的鎳能減緩或消除Si小于0.25%活性鋼的圣德林效應(yīng),提高鍍層光亮性。
◆鋁的影響:加入少量鋁可提高鍍層光亮性。減少鋅液面鋅的氧化,減少鋅灰。鋁含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致與助鍍鹽膜中的氯化銨反應(yīng)生成無(wú)助鍍效果的AlCl3,使助鍍鹽膜效果減弱或漏鍍,同時(shí)鋁含量過(guò)高也能促使富鋁浮渣的生成。

◆鐵的影響:鋅液中鐵含量超過(guò)其溶解度會(huì)析出Fe-Zn合金顆粒渣(鋅渣),導(dǎo)致鍍層黏附鋅渣粒子的表面缺陷存在,同時(shí)增加鋅耗。

 ◆溫度的影響:溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致鍍層偏厚,過(guò)高容易導(dǎo)致鐵溶解加劇。


 總結(jié)

    總之,通過(guò)熱鍍鋅的基本原理和理論知識(shí),結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐作業(yè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題、提出方案、改進(jìn)工藝和規(guī)范操作,嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)工藝參數(shù)和制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。我們就能減少或避免生產(chǎn)過(guò)程品質(zhì)異常的發(fā)生,生產(chǎn)出更高品質(zhì)的熱鍍鋅產(chǎn)品。
    以上內(nèi)容為我司實(shí)踐中總結(jié)選取,可能存在分歧和不同意見(jiàn),歡迎同行業(yè)朋友指導(dǎo)交流。





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