CN114657493A - 一种耐腐蚀镀锌钢管及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管，包括中空的钢管以及覆在钢管上的锌膜，镀层厚度在0.2～0.5mm之间且锌膜表面光滑、平整；其生产方法包括：对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；将钢管依次进行钝化后漂洗，用于碱洗的碱洗液选用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠液；本发明以氯化锌和氯化铵混合组成的助镀剂有很好的自动干燥效果，另外添加以缓蚀剂和FHX‑1为主要成分的有机活性剂，有助于增强助镀剂的分散能力、浸润能力以及干燥速度，从而避免工件与锌液接触发生爆锌现象。
Description
技术领域
本发明涉及镀锌技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀镀锌钢管及其生产方法。
背景技术
随着越来越大的需求，现有的加工工艺在速度上已经开始疲劳。钢结构件采用热浸镀锌层防腐蚀，由于使用寿命长，得到了广泛应用，如高压输电铁架、广播电视发射塔、高速公路护栏、钢结构桥梁、矿井支架、镀锌钢管等，钢管按生产方法可分为两大类：无缝钢管和有缝钢管，有缝钢管分直缝钢管和螺旋缝焊管两种。
由于以上设施都暴露在大气中，甚至恶劣的环境中，而且大多是永久性设施，现有的普通钢管在使用时容易遭到腐蚀，导致钢管使用寿命低。如何进一步提高热镀锌层的防蚀能力，提高使用寿命显得十分重要。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀镀锌钢管及其生产方法。
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管，包括中空的钢管以及覆在钢管上的锌膜。
优选的，所述镀层厚度在0.2～0.5mm之间且锌膜表面光滑、平整。
一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，包括下述步骤：
S1，对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；
S2，将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；
S3，取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；
S4，将钢管依次进行钝化后漂洗。
优选的，所述步骤S1中，用于碱洗的碱洗液选用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠液。
优选的，所述步骤S1中，用于酸洗的酸洗液由以下成分按质量比例配制而成：盐酸80～100份；缓蚀剂1～2份；二乙基硫脲1～2份；氯化钠1～2份；水70～80份；缓蚀剂为市售产品Lan-826酸洗缓蚀剂。
优选的，所述步骤S1中，用于上剂的助镀剂，由以下成分按质量比例配制而成：氯化锌50～80份；氯化铵50～80份；有机活性剂20～30份；水150～200份；其中有机活性剂中含缓蚀剂和FHX-1且缓蚀剂8～9份，FHX-1 1～5份，氯化锌与氯化铵的混合比为0.83。
优选的，所述助渡剂的pH值控制在5～6，上剂时的温度为60～80℃，上剂过程持续时间为40～60s。
优选的，所述步骤S2中，锌液的温度控制在500～600℃。
优选的，所述步骤S3中，水温控制在60～80℃进行恒温冷却。
优选的，所述步骤S4中，用于钝化的钝化剂，由以下成分按质量比例配制而成：有机酸8～15份；多烷基硫酸钠2～4份；二氧化硅2～8份；水24～36份；其中有机酸为草酸、柠檬酸、钼酸盐、钛酸盐中的一种或多种。
本发明产生的有益效果：
1、本发明以氯化锌和氯化铵混合组成的助镀剂有很好的自动干燥效果，另外添加以缓蚀剂和FHX-1为主要成分的有机活性剂，有助于增强助镀剂的分散能力、浸润能力以及干燥速度，从而避免工件与锌液接触发生爆锌现象，能够显著改善镀锌层在酸性介质中的耐腐蚀性能。
2、本发明中由盐酸配制形成酸洗液后，添加缓蚀剂，能够在镀层表面形成能阻止金属氧化反应的表面状态，能够减缓酸洗过程中盐酸对钢管的腐蚀、提高其抗蚀性，从而强化基体组织、改善基体机械性能和力学性能的作用，增加产品美观性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管，具体包括中空的钢管以及覆在钢管上的锌膜，镀层厚度控制在0.3mm，锌膜表面光滑、平整。对于本发明中耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，分别于下列实施例一～三。
实施例一：
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，包括下述步骤：
S1，对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；
S2，将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；
S3，取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；
S4，将钢管依次进行钝化后漂洗。
步骤S1中，用于酸洗的酸洗液由以下成分按质量比例配制而成：盐酸80份；缓蚀剂1份；二乙基硫脲1份；氯化钠2份；水70份。
步骤S1中，用于上剂的助镀剂，由以下成分按质量比例配制而成：氯化锌50份；氯化铵50份；有机活性剂20份；水180份；助渡剂的pH值控制在6，上剂时的温度为65℃，上剂过程持续时间为50s。
步骤S4中，用于钝化的钝化剂，由以下成分按质量比例配制而成：有机酸10份；多烷基硫酸钠2份；二氧化硅2份；水30份；其中有机酸为草酸与柠檬酸。
实施例二：
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，包括下述步骤：
S1，对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；
S2，将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；
S3，取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；
S4，将钢管依次进行钝化后漂洗。
步骤S1中，用于酸洗的酸洗液由以下成分按质量比例配制而成：盐酸80份；缓蚀剂1份；二乙基硫脲1份；氯化钠2份；水70份。
步骤S1中，用于上剂的助镀剂，由以下成分按质量比例配制而成：氯化锌50份；氯化铵50份；有机活性剂25份；水180份；助渡剂的pH值控制在6，上剂时的温度为65℃，上剂过程持续时间为50s。
步骤S4中，用于钝化的钝化剂，由以下成分按质量比例配制而成：有机酸10份；多烷基硫酸钠2份；二氧化硅4份；水30份；其中有机酸为草酸与柠檬酸。
实施例三：
本发明提出的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，包括下述步骤：
S1，对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；
S2，将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；
S3，取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；
S4，将钢管依次进行钝化后漂洗。
步骤S1中，用于酸洗的酸洗液由以下成分按质量比例配制而成：盐酸80份；缓蚀剂1份；二乙基硫脲1份；氯化钠2份；水70份。
步骤S1中，用于上剂的助镀剂，由以下成分按质量比例配制而成：氯化锌50份；氯化铵50份；有机活性剂30份；水180份；助渡剂的pH值控制在6，上剂时的温度为65℃，上剂过程持续时间为50s。
步骤S4中，用于钝化的钝化剂，由以下成分按质量比例配制而成：有机酸10份；多烷基硫酸钠2份；二氧化硅8份；水30份；其中有机酸为草酸与柠檬酸。
上述实施例一～三中，步骤S1中，用于碱洗的碱洗液选用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠液；步骤S2中，锌液的温度控制在500～600℃；步骤S3中，水温控制在60～80℃进行恒温冷却，有机活性剂中含缓蚀剂和FHX-1且缓蚀剂8份，FHX-1为3份。
试验一：对镀锌钢管表面的耐腐蚀检测
对比例一：与实施例一相比，除步骤S1中助镀剂不含有机活性剂外，其余步骤一致；
对比例二：与实施例二相比，除步骤S1中助镀剂不含有机活性剂外，其余步骤一致；
对比例三：与实施例三相比，除步骤S1中助镀剂不含有机活性剂外，其余步骤一致。
根据实施例一～三以及对比例一～三，将镀锌钢管材料的钢片切割成10×10cm的六个方块，浸入前述碱洗液一定时间后，进行热镀锌操作后在钢管表面滴加3次1ml的硫酸，通过肉眼观察记录状态。
| 酸洗时间(min) | 钢片外表 | |
| 实施例一 | 52 | 轻微被腐蚀 |
| 实施例二 | 53 | 未被腐蚀 |
| 实施例三 | 53 | 未被腐蚀 |
| 对比例一 | 45 | 被腐蚀 |
| 对比例二 | 46 | 被腐蚀 |
| 对比例三 | 48 | 轻微被腐蚀 |
从上表可知，本发明以氯化锌和氯化铵混合组成的助镀剂有很好的自动干燥效果，另外添加以缓蚀剂和FHX-1为主要成分的有机活性剂，有助于增强助镀剂的分散能力、浸润能力以及干燥速度，从而避免工件与锌液接触发生爆锌现象，能够显著改善镀锌层在酸性介质中的耐腐蚀性能。相较于对比例一～三，实施例一～三中钢管表面被酸洗液的侵蚀时间长，腐蚀程度低，经过该生产工艺的热镀锌钢管耐腐蚀性能和使用强度高，使用寿命长。
试验二：对镀锌层质量的检测
对比例四：与实施例一相比，除步骤S4中钝化剂不含有二氧化硅外，其余步骤一致；
对比例五：与实施例二相比，除步骤S4中钝化剂不含有二氧化硅外，其余步骤一致；
对比例六：与实施例三相比，除步骤S4中钝化剂不含有二氧化硅外，其余步骤一致。
根据对比例四～六，将前述镀锌钢管材料的钢片切割成10×10cm三个方块，浸入前述助镀剂一定时间后，进行热镀锌操作后浸入钝化剂中，完成钝化后取出，放置在一定程度空气流通的通风口，同时给予一定时间后(360～720h)观察记录状态；进行耐中性盐雾性测试一定时间(52～96h)，观察记录状态。
从上表可知，本发明在钝化液中加入有机酸和二氧化硅，能够在镀层表面形成能阻止金属氧化反应的表面状态，提高其抗蚀性，且使产品表面的钝化膜更为均匀，形成了很淡很均匀的淡黄色，显著增强管壁表面光泽度，提高镀锌后钢管表面强度，从而强化基体组织、改善基体机械性能和力学性能的作用，增加产品美观性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐腐蚀镀锌钢管，其特征在于，包括中空的钢管以及覆在钢管上的锌膜。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀镀锌钢管，其特征在于，所述镀层厚度在0.2～0.5mm之间且锌膜表面光滑、平整。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1，对钢管的前处理，依次包括碱洗、水洗、酸洗、清水漂洗、上剂、烘干；
S2，将钢管浸入高温的锌液中在钢管表面形成锌膜；
S3，取出镀后的钢管进行后处理，依次包括外吹、内吹、水冷；
S4，将钢管依次进行钝化后漂洗。
4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S1中，用于碱洗的碱洗液选用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠液。
5.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S1中，用于酸洗的酸洗液由以下成分按质量比例配制而成：盐酸80～100份；缓蚀剂1～2份；二乙基硫脲1～2份；氯化钠1～2份；水70～80份；缓蚀剂为市售产品Lan-826酸洗缓蚀剂。
6.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S1中，用于上剂的助镀剂，由以下成分按质量比例配制而成：氯化锌50～80份；氯化铵50～80份；有机活性剂20～30份；水150～200份；其中有机活性剂中含缓蚀剂和FHX-1且缓蚀剂8～9份，FHX-1 1～5份，氯化锌与氯化铵的混合比为0.83。
7.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述助渡剂的pH值控制在5～6，上剂时的温度为60～80℃，上剂过程持续时间为40～60s。
8.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S2中，锌液的温度控制在500～600℃。
9.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S3中，水温控制在60～80℃进行恒温冷却。
10.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀镀锌钢管的生产方法，其特征在于，所述步骤S4中，用于钝化的钝化剂，由以下成分按质量比例配制而成：有机酸8～15份；多烷基硫酸钠2～4份；二氧化硅2～8份；水24～36份；其中有机酸为草酸、柠檬酸、钼酸盐、钛酸盐中的一种或多种。
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