镀锌带管工艺特点与防锈原理详解 - 预镀锌管加工流程及应用范围

   日期:2025-04-22     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:179    评论:0    
核心提示:镀锌带方管使用镀锌带钢一般在0.6mm-2mm之间,加工一次成型、规格在20*20-100*100。由于工艺设备不同,同样是热镀锌工艺,对于钢管热镀锌和带钢热镀锌是完全不同的设备。热镀锌钢管附着的金属锌国标要求一般是300g/m2。使用锌层较薄的镀锌带钢为原料进行卷制焊接成的钢管便能符合这部分需求。

镀锌带管,也叫做预镀锌管。从肉眼观察,钢管显得偏亮,表面光滑且美观。严格来说,它属于热镀锌管的一种,只是加工工艺流程与普通热镀锌管有所不同。一般情况下,是先将裸的窄带通过连续热浸锌设备镀上锌,使其成为镀锌带,接着再把镀锌带经过焊接制成镀锌管。从工艺角度来看,因为镀锌带管是先进行镀锌然后再制作管子,所以在国内,大部分厂家生产的镀锌带管其壁厚是在 2.5mm 以下的。镀锌带方管所使用的镀锌带钢,通常其厚度在 0.6mm 到 2mm 这个范围之间,并且是一次加工成型,规格为 20*20 到 100*100。

2. 锌属于一种比铁更为活泼的金属,所以能够在钢铁表面构建出一种原电池,在这个原电池中,锌充当阳极,铁充当阴极。这种原电池的结构可以防止铁被氧化,原因是锌会先于铁被氧化,进而保护了铁。因此,镀锌防锈的原理既包括电化学反应,也包括形成氧化膜。

因为工艺设备存在差异,同样是热镀锌这一工艺,在对钢管进行热镀锌时所使用的设备与对带钢进行热镀锌时所使用的设备是完全不一样的。如图 1 所示,如图 2 所示。

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图1 带钢热浸锌设备

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图2 钢管热浸锌设备

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带钢热镀锌设备能够较为精准地控制带钢内外表面附着的金属锌的数量。常见的带钢管通常以 40 - 60g/m² 的镀锌带钢作为原料。热镀锌钢管附着的金属锌,其国标要求一般为 300g/m²。每平米的锌层重量相差近 10 倍。每克锌的市场价格大概是 2 分钱。每平米的价格差在 5 - 6 元。一根规格为 100*100*2.0mm 且长 6 米的钢管,其内外表面积总和是 4.8 平米。仅就原材料而言,每根的价格大约相差 5*4.8 = 24 元。因为工艺不同以及单位时间产出数量不同,所以加工成本也存在差异。上锌量越高,防腐性能就越好,价格也就越贵。

热镀锌钢管用途广泛。它除了可作输水、煤气、油等一般低压力流体的管线管之外,还能用作石油工业,特别是海洋油田的油井管和输油管。同时,它也可用于化工焦化设备的油加热器、冷凝冷却器、煤馏洗油交换器等。此外,它还可作为栈桥管桩和矿山坑道的支撑架用管等。方矩型的热镀锌钢管主要用于结构方面,能用于装配式建筑结构、电力新能源、装饰护栏以及畜牧业农业建设等。防腐年限超过 300g/m2 且较为久远,但在不同环境下防腐年限存在差异。在重工业区为 13 年,在海洋环境中是 50 年,在郊外可达 104 年,在城市则为 30 年。如图 3 所示。

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图3 现代化农业大棚用热镀锌方矩管

在我们的日常生活中,并非所有的镀锌钢管产品都需 13 年及以上的防腐要求。像临时的建筑用护栏,街边招牌的内部架子等。这些物品可能项目本身或成品适用周期仅 3 - 5 年。对于使用高防腐性能的热镀锌钢管而言,这便是一种资源浪费,属于过度防腐的行为。使用锌层较薄的镀锌带钢作为原料,将其卷制并焊接起来,所形成的钢管能够符合这部分需求。如图 4 所示。

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图4 临时护栏

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热镀锌钢管衍生出了两种标准化产品,一种是热镀锌钢管,另一种是镀锌带钢管。

因为实际需求需要镀锌带钢管,它是不可或缺的。那么为何又说它是一种快要消失的钢管呢?

从产品用途和防腐要求方面来看,有众多竞争产品与镀锌带钢管相抗衡。像表面喷漆的钢管、冷镀锌钢管、热镀锌钢管以及铝合金钢管等,都能够替代镀锌带钢管。然而,在经济指标中,价格是最为重要的一个方面。正是由于镀锌带钢管价格优异,并且能够满足市场需求,所以它才能够大量存在。如果一种产品逐渐消失,很可能是出现了价格更低或者性能更优的替代品。

1985 年,日本钢铁研究中心成功研制并开发出了 Zn-4.5% Al-0.1% Mg 镀层钢板,其商品名为[具体商品名未提及]。经过在大气中 10 个月的暴露实验,结果显示热镀锌镁合金钢板的耐蚀性比普通热镀锌钢板的耐蚀性提升了一倍多。

90 年代开始,日本市场为更好地保护电池组件,对支架要求极为严格,既要具备高强度,又要达成高耐腐蚀性,于是开始大力进行 Zn-Al-Mg 系多元合金镀层的开发。率先开发出 Zn-6%Al-3%Mg 合金镀层,将其商品命名为 ZAM,这种合金镀层的耐蚀性大概是纯锌镀层的 10 倍。由于上述优异的耐蚀性钢材镀锌厚度,ZAM 被称作 21 世纪的高耐蚀热浸镀层。在日本的同类产品里,它的使用排名居首位。它覆盖了日本的大部分产品,涵盖了建筑行业、机电行业、高速公路防护栏、汽车行业、电力行业以及民用日常生活等领域。

2000 年开发出了 Zn-Al-Mg-Si 高耐蚀性镀层钢板,它的商品名是 Super Dyma。这种镀层的化学成分是 Al 占 10%至 12%,Mg 占 2%至 4%,Si 小于 0.1%,其余部分是 Zn。该镀层产品的耐蚀性比普通热镀锌镀层要高出 5 倍多。欧洲的蒂森、塔塔、奥钢联等都相继开发出了自身的热镀锌铝镁专利产品。日本的“中铝”热镀锌铝镁产品主要用于建筑领域,与之不同的是,欧洲的锌铝镁镀层成分都采用“低铝”设计,并且以汽车用钢作为主要的进攻方向。

2023 年 5 月在中国推出了 Zn-Al-Mg 低镀层锌铝镁产品。这些产品包括镀锌带锌铝镁带钢、镀锌带锌铝镁方矩管、镀锌带锌铝镁圆管。它们采用“低铝低镁”设计,经过长时间的设备调试与改造创新,将锌层厚度降低到了 17 - 20g/m²。如图 5 所示。

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图5 镀锌带锌铝镁方矩管

经过实验对比,如图6所示。

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检测样品经过 48 小时的中性盐雾实验 NSS ,此实验相当于在空气环境中进行 2 年的实验,之后:

8 级时,缺陷面积占比在 0.1%至 0.5%之间,外观等级为 B,试样表面存在轻微变色现象。

1 级时,缺陷面积占比在 25%至 50%之间,外观等级为 I,且试样会出现基体金属腐蚀的现象。

实际进行使用测试,从基料力学性能方面来看,低镀层的锌铝镁方管可以完全替代传统镀锌带方管;从表面防腐性能方面来看,低镀层的锌铝镁方管可以完全替代传统镀锌带方管;从表面质量方面来看钢材镀锌厚度,低镀层的锌铝镁方管可以完全替代传统镀锌带方管;从颜色方面来看,低镀层的锌铝镁方管可以完全替代传统镀锌带方管。铝镁元素的加入使得防腐性能极大提高,是传统镀锌带方管的 5 至 6 倍。采用低铝低镁含量,其表面金属防腐涂层双面仅 17 至 20 克/平方米,比传统镀锌带钢低一倍以上,成本更低,价格优势较为明显。

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图6 实验对比图

产品推出后引起广泛关注,国外市场已验证锌铝镁合金的防腐性能。然而,在国内市场,其了解程度不高,且没有国内长时间使用实际防腐效果的案例。镀锌铝镁钢管“中铝”产品在实际推行替换热镀锌钢管时过程不顺利,大多需要高年限防腐要求的工程项目处于观望状态。镀锌带钢管有所不同,防腐年限较短使得工程材料的变更更为灵活。同时,应用终端更倾向于日常生活领域,对于价格更低且产品防腐性能是传统镀锌带钢管 5 倍的“低铝薄镀层”锌铝镁钢管,市场自然在逐步淘汰镀锌带钢管。

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2023 年 10 月这一个月,全国 34 个省级行政区中,有超过 15 个省份使用了生产的“低铝薄镀层”锌铝镁钢管。这些钢管的产量在逐月提升。多年来在生活中随处能见到的传统镀锌带钢管,或许正在逐渐退出历史舞台。

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2015 年 08 月 27 日成立,注册资本达 60000 万人民币,公司处在河北省唐山市。其经营范围涵盖钢管加工制造、金属材料的批发零售以及金属表面热处理等。在 2023 年 5 月实现正式投产,占地面积约为 500 亩,拥有员工 1000 人,设计产能约为 500 万吨。生产的产品有锌铝镁钢带;还有锌铝镁钢管;以及光伏用的锌铝镁支架;包括焊管;有热镀锌焊管;有方矩管;还有热镀锌方矩管等。

冷轧钢卷是由带钢经冷轧制而成的卷曲钢板。它具有较好的机械性能和加工性能,被广泛应用于建筑、机械、汽车、船舶、家电等诸多领域。其材质有低碳钢、中碳钢和高碳钢等多种类型,表面光滑、平整且无缺陷。

锌铝镁钢卷是一种镀层钢板,它是在钢基体表面热镀一层由锌、铝和镁组成的合金层。这种锌铝镁合金层的厚度通常在 20 至 300g/m²之间。锌铝镁钢卷具备良好的防腐蚀性能、耐久性以及美观度。它被广泛应用于建筑、家电、汽车等领域,并且能够替代传统的热镀锌钢卷。

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锌铝镁钢管是通过热浸镀锌铝镁合金工艺制造出来的钢管。它的锌层厚度通常为 275g/m²。这种钢管具备优异的防腐蚀性能、高强度以及良好的延展性。和镀锌钢管相比较而言,锌铝镁钢管的防腐性能更为优越,用途也更广泛,在各种需要耐腐蚀的领域都得到了广泛应用。

锌铝镁光伏支架,是用来安装和支撑太阳能电池板的专用支架。它属于光伏电站的重要构成部分,能够把光伏组件固定在屋顶、地面、水面等各种光伏电站的应用场景中,还可以让光伏电站稳定地运行 25 年。光伏支架主要由锌铝镁材质的 U 型钢或 C 型钢以及支撑连接配件等组合而成。它具备易搬运的特点,也容易进行组装。这些特点有助于降低人工和运输成本。同时,它的耐腐蚀性较强,能够更好地保护太阳能电池板,从而提高光伏电站的运行效率和稳定性。

镀锌带锌铝镁方矩管,其原料为低镀层的锌铝镁钢带。先对该钢带进行剪切,接着卷制,然后焊接,之后补锌,再进行钝化处理,之后切割,最后包装成型。源泰德润以原有镀锌钢带工艺为基础,经过研发设计以及调试试验,加入铝镁元素合金制成钢带作为原材料,用于生产镀锌带方矩管产品。这种产品的耐腐蚀性能优于传统镀锌带方矩管,并且由于原料经过冷轧与整形,还具备美观度高、机械性能好等优点。它广泛应用于民用建筑、交通、装饰护栏等领域。

直缝焊管以及热镀锌直缝焊管,是由钢板或带钢经过卷曲成型后焊接而形成的钢管,通常定尺为 6 米。其外径范围在 DN15(4 分管)到 DN200(8 寸管)之间。焊接钢管在各种工程项目中被广泛应用,像在水电站、市政工程的排水管方面,以及饮用水的运输、结构用等领域。

方矩管是方形和矩形的冷弯型钢,主要用于制作各种结构件和受力件。它由带钢经过卷曲、焊接、酸洗、定径等工序制作而成。其截面形状通常为正方形和矩形,尺寸大小在 20mm 到某个范围之间,壁厚在 0.6mm 到 50mm 之间。主要用于建筑结构、桥梁、车辆、船舶、机器等的制作。方矩管因为其截面形状和尺寸具有多样性,所以能够适应各种不同的应用场景。它具备重量轻、强度高、截面性能好、耐腐蚀以及施工方便等优点。热镀锌方矩管是一种方形和矩形钢管,且经过了热浸镀锌处理,这种方矩管具有较好的耐腐蚀性和美观度,在建筑、交通、机械等领域被广泛应用。其三,机械性能较好,热镀锌方矩管的力学性能较高,能够满足不同领域在使用方面的要求。热镀锌方矩管的应用范围较为广泛。在建筑领域,它可用于建筑幕墙等;在交通领域,可用于护栏、高速公路护栏等;在机械领域,可用于桥梁、车库等。

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