鍍鋅聚氨酯保溫管的相關(guān)知識(shí)探討專題

供熱行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了各類型產(chǎn)品的進(jìn)步，隨著使用空間的復(fù)雜性和多元化，管廊和架空等環(huán)境，對于保溫管的露天使用需求不斷增加，而傳統(tǒng)的地埋式保溫管因其在PE外護(hù)耐紫外能力差等問題，并不適于在露天環(huán)境下使用，于是以鍍鋅鋼板為外護(hù)的鍍鋅架空保溫管得到了更廣泛的運(yùn)用。

該產(chǎn)品使用鍍鋅鋼板經(jīng)卷管機(jī)制成鍍鋅管替代PE外護(hù)管，以鍍鋅鋼板的耐銹蝕、抗氧化、耐紫外線輻射等的特點(diǎn)，結(jié)合鍍鋅保護(hù)管同聚氨酯保溫層以及內(nèi)工作鋼管為一體式的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)了露天使用的要求，同時(shí)具備PE外護(hù)式和保溫后包裹鍍鋅白鐵式保溫管不可替代的優(yōu)勢。

但是使用鍍鋅鋼板也并不是沒有腐蝕或其他的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)鑒于鍍鋅鋼板在牌號(hào)、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)等方面的復(fù)雜性，也需要對于鍍鋅鋼板進(jìn)行深入的研究，進(jìn)而進(jìn)行科學(xué)的規(guī)范化管理。

該產(chǎn)品相比于傳統(tǒng)式埋地式PE外護(hù)保溫管主要區(qū)別就是外護(hù)層的鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板的選用是該產(chǎn)品的核心所在，而目前行業(yè)內(nèi)對于該問題的研究不多，使用亂象較多，因此本文的重點(diǎn)對于鍍鋅鋼板的使用提出一些中肯的看法。

一、鍍鋅鋼板同樣面臨腐蝕問題

使用鍍鋅鋼板，有可能會(huì)被其外表白亮、均一的狀態(tài)所影響，認(rèn)為其不會(huì)產(chǎn)生銹蝕問題，或者對于該問題重視程度不足，事實(shí)上鍍鋅鋼板的表面如果不進(jìn)行相應(yīng)處理，也是會(huì)產(chǎn)生銹蝕，且銹蝕后不但影響美觀，也影響到對于鋼基體的保護(hù)。鍍鋅板銹蝕后將形成白銹，其形貌如圖所示。

鍍鋅鋼板白銹形貌

● 鍍鋅板的耐蝕機(jī)理

金屬在特定環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，鋅鋅板之所以耐腐蝕其主要原因就是相比于鋼鐵，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位要更低，因此在相同條件下，鋅更不容易腐蝕，因此利用鋅層來對鋼鐵基體進(jìn)行保護(hù)。但其使用過程中還是會(huì)發(fā)生腐蝕的，我們要客觀的看待該問題，并突出其優(yōu)點(diǎn)，不能盲目的認(rèn)為鍍鋅板就沒有腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

● 鍍鋅層對鋼基體的保護(hù)作用

Step1:在表面的鋅層還完整的情況下，鋅層抵御外界侵蝕，對鋼材進(jìn)行物理保護(hù)。但鋅層本身被大氣腐蝕。如圖所示。

鋅層對鋼板物理防護(hù)

Step2:隨著純鋅層的不斷腐蝕，合金層也將局部暴露在大氣中，鋅層和純鋅層還可以起到物理保護(hù)作用，而且由于電極電位的不同，純鋅層對合金層提供陽極保護(hù)而優(yōu)先腐蝕，即鋅層不斷消耗，而保護(hù)合金層完好不發(fā)生腐蝕，這樣就極大的延長了腐蝕穿透的時(shí)間。如圖所示。

鋅層對鋅鐵合金層的犧牲陽極保護(hù)

Step3:純鋅層大量腐蝕，但其犧牲自己最終保護(hù)了合金層的完整，之后合金層對鋼材提供物理保護(hù)，發(fā)生的腐蝕是Zn-Fe合金層在大氣中的腐蝕。如圖所示。

鋅鐵合金層物理保護(hù)

Step4:合金層的不斷腐蝕后，鍍層出現(xiàn)破損，鋼板基體局部裸露于大氣中，由于Zn、Fe和Zn-Fe合金的電極電位分別為-0.762v、-0.439v和-0.59~-0.66v，所以發(fā)生的腐蝕是Zn的電化學(xué)腐蝕，鋅將對鋼基體繼續(xù)提供陽極保護(hù)。如圖所示。

鋅對鐵鋼基體的犧牲陽極保護(hù)

Step5:純鋅層完全腐蝕，鋼鐵有部分裸露在大氣中，合金層未完成腐蝕掉，將對鋼鐵進(jìn)行陽極保護(hù)。如圖所示。

鋅鐵合金層對鋼基體的犧牲陽極保護(hù)

Step6:全部鍍層消耗完畢，鋼鐵基體開始腐蝕。如圖所示。

鐵基體的腐蝕開始

可見，鋅層在對鋼鐵基體的保護(hù)過程中，是以犧牲鋅的方式來保護(hù)鋼鐵，在干燥狀態(tài)時(shí)，由于鋅的性能較活潑，將生成ZnO，在潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，將發(fā)生有氧參與的電化學(xué)腐蝕。鋅的表面會(huì)生成由ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3組成的銹層（俗稱白銹）。盡管腐蝕較慢，但外觀會(huì)產(chǎn)生很大變化，影響美觀預(yù)期，從長遠(yuǎn)角度鋅層也將腐蝕完畢，最終將導(dǎo)致鋼鐵的腐蝕。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，一般采用增加鋅層厚度、在鋅層表面涂裝保護(hù)層（如鈍化、磷化）或增加涂料涂層的方式進(jìn)行對于鋅層的保護(hù)和增強(qiáng)耐久而久性。

我們建議，需要考慮鋅層的腐蝕過程，并有針對性的進(jìn)行鋅層厚度控制和表面加工處理。

二、鍍鋅鋼板的鋅層厚度需要合理選擇

● 鋅層的厚度（重量）的意義

所謂鋅層厚度，指的是每平方米的鍍層總重量（含上下表面），一般標(biāo)準(zhǔn)及鋼鐵行業(yè)使用的鋅層重量包括：275g/m2、220g/m2、180g/m2、120g/m2、80g/m2等。

該指標(biāo)是最為關(guān)鍵的要素之一，足夠的鋅層重量才能延緩腐蝕過程，保護(hù)內(nèi)部的鋼鐵基體不受傷害，盡而不致使聚氨酯保溫層暴露在外，使保溫管作用喪失。

● 鋅層厚度的選用

一般情況下可以選用《鋅和鋼在不同大氣中的重量損失表》，如表1所示來估計(jì)鋅層的使用年限，對于鋅層重量的選用做參考。按照大氣類型即使用區(qū)域的不同，在30年保溫管的標(biāo)準(zhǔn)壽命條件下，鋅層的選用應(yīng)該至少大于275g/m2。因此需引起關(guān)注，也可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)情況進(jìn)行考慮。

表1 鋅和鋼在不同大氣中的重量損失表