鍍鋅聚氨酯保溫管的相關(guān)知識探討專(zhuān)題
供熱行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了各類(lèi)型產(chǎn)品的進(jìn)步，隨著(zhù)使用空間的復雜性和多元化，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，而傳統的地埋式保溫管因其在PE外護耐紫外能力差等問(wèn)題，并不適于在露天環(huán)境下使用，于是以鍍鋅鋼板為外護的鍍鋅架空保溫管得到了更廣泛的運用。
該產(chǎn)品使用鍍鋅鋼板經(jīng)卷管機制成鍍鋅管替代PE外護管，以鍍鋅鋼板的耐銹蝕、抗氧化、耐紫外線(xiàn)輻射等的特點(diǎn)，結合鍍鋅保護管同聚氨酯保溫層以及內工作鋼管為一體式的優(yōu)點(diǎn)，適應了露天使用的要求，同時(shí)具備PE外護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(méi)有腐蝕或其他的風(fēng)險，同時(shí)鑒于鍍鋅鋼板在牌號、質(zhì)量、標準等方面的復雜性，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)的規范化管理。
該產(chǎn)品相比于傳統式埋地式PE外護保溫管主要區別就是外護層的鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板的選用是該產(chǎn)品的核心所在，而目前行業(yè)內對于該問(wèn)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(wèn)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，認為其不會(huì )產(chǎn)生銹蝕問(wèn)題，或者對于該問(wèn)題重視程度不足，事實(shí)上鍍鋅鋼板的表面如果不進(jìn)行相應處理，也是會(huì )產(chǎn)生銹蝕，且銹蝕后不但影響美觀(guān)，也影響到對于鋼基體的保護。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
● 鍍鋅板的耐蝕機理
金屬在特定環(huán)境下都會(huì )產(chǎn)生腐蝕現象，鋅鋅板之所以耐腐蝕其主要原因就是相比于鋼鐵，鋅的標準電極電位要更低，因此在相同條件下，鋅更不容易腐蝕，因此利用鋅層來(lái)對鋼鐵基體進(jìn)行保護。但其使用過(guò)程中還是會(huì )發(fā)生腐蝕的，我們要客觀(guān)的看待該問(wèn)題，并突出其優(yōu)點(diǎn)，不能盲目的認為鍍鋅板就沒(méi)有腐蝕風(fēng)險。
● 鍍鋅層對鋼基體的保護作用
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。但鋅層本身被大氣腐蝕。如圖所示。
鋅層對鋼板物理防護
Step2: 隨著(zhù)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作用，而且由于電極電位的不同，純鋅層對合金層提供陽(yáng)極保護而優(yōu)先腐蝕，即鋅層不斷消耗，而保護合金層完好不發(fā)生腐蝕，這樣就極大的延長(cháng)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(yáng)極保護
Step3:純鋅層大量腐蝕，但其犧牲自己最終保護了合金層的完整，之后合金層對鋼材提供物理保護，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
Step4:合金層的不斷腐蝕后，鍍層出現破損，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，鋅將對鋼基體繼續提供陽(yáng)極保護。如圖所示。
鋅對鐵鋼基體的犧牲陽(yáng)極保護
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(yáng)極保護。如圖所示。
鋅鐵合金層對鋼基體的犧牲陽(yáng)極保護
Step6:全部鍍層消耗完畢，鋼鐵基體開(kāi)始腐蝕。如圖所示。
鐵基體的腐蝕開(kāi)始
可見(jiàn)，鋅層在對鋼鐵基體的保護過(guò)程中，是以犧牲鋅的方式來(lái)保護鋼鐵，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(chēng)白銹）。盡管腐蝕較慢，但外觀(guān)會(huì )產(chǎn)生很大變化，影響美觀(guān)預期，從長(cháng)遠角度鋅層也將腐蝕完畢，最終將導致鋼鐵的腐蝕。
在實(shí)際應用過(guò)程中，一般采用增加鋅層厚度、在鋅層表面涂裝保護層（如鈍化、磷化）或增加涂料涂層的方式進(jìn)行對于鋅層的保護和增強耐久而久性。
我們建議，需要考慮鋅層的腐蝕過(guò)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），一般標準及鋼鐵行業(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(guò)程，保護內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(lái)估計鋅層的使用年限，對于鋅層重量的選用做參考。按照大氣類(lèi)型即使用區域的不同，在30年保溫管的標準壽命條件下，鋅層的選用應該至少大于275g/m2。因此需引起關(guān)注，也可以根據實(shí)際設計情況進(jìn)行考慮。
表1 鋅和鋼在不同大氣中的重量損失表
我們建議在設計或實(shí)際運用過(guò)程中應該對于鋅層重量進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，并形成科學(xué)的選擇標準和要求，即要保證保溫管的功能不受影響，又要考慮架空使用其美觀(guān)性的要求。
