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在长时间运输过程中，热镀锌钢产品表面原本的光滑与亮泽被大量白色或灰色粉末所覆盖，产品颜色变暗，严重区域甚至出现了锈迹。究其原因，新近完成热镀锌处理的工件若以密集排列的方式存放在潮湿且通风条件不佳的环境中，其镀层表面便会生成白色或灰色的粉末状腐蚀物，而这正是人们常说的白锈。通常情况下，若镀件表面的白锈数量有限，则不会对镀层的防腐蚀功能产生显著影响，且这种白锈会随着镀锌件表面的干燥而慢慢消退。然而，若在运输或储存过程中处理不当，白锈的严重程度可能会加剧，这不仅会损害产品的外观，还可能缩短镀锌件的使用期限。长期以来，热镀锌层上出现的白锈问题一直是影响镀锌产品及工程质量的关键难题，成为产品与工程质量验收时的争论焦点，同时也给镀锌厂商和施工单位带来了不少困扰。本研究对产生白锈的热镀锌产品进行了深入分析，揭示了热镀锌钢白锈形成的原理，并提出了相应的预防和处理办法。
白锈产生的原因分析
1. 1 腐蚀产物分析
对出现白锈现象的产品进行观察，发现其轻微腐蚀区域，可通过细砂纸进行轻柔打磨以去除腐蚀物，随后在打磨后的平整表面使用磁性测厚仪进行检测，结果显示热镀锌层依然保持了一定的厚度，对钢基起到了保护作用。然而，对于腐蚀较为严重、出现红锈的区域，采用同样的方法进行测量，却发现镀层几乎已被完全消耗，热镀锌层已无法对钢铁基材提供保护。对出现严重白锈的零件进行取样，并利用扫描电镜对其微观成分进行了分析。分析发现，镀锌层表面所形成的腐蚀产物结构较为松散，未能形成一层致密的腐蚀产物膜，从而未能有效阻止腐蚀的进一步扩展。随后，在出现白锈的热镀锌层表面收集了腐蚀产物粉末，并对其进行了X射线衍射分析。分析结果显示，这些腐蚀产物主要由ZnCO3和ZnO构成。
1. 2 白锈形成的原因
锌这种金属活性极高，一旦其表面与湿润的空气接触，便会立即与空气中的水汽产生化学反应，从而形成一层多孔且粘稠的Zn(OH)2腐蚀层。接着，这层氢氧化锌会继续与大气中的二氧化碳发生反应，进而转化为一层薄而致密、具有一定粘附力的碱式碳酸锌ZnCO3腐蚀层。这层腐蚀产物能够有效防止镀层继续遭受腐蚀。镀锌部件在紧密堆叠并暴露于湿润环境中，由于部件表面缺乏空气流通，局部镀层无法进行形成保护性腐蚀产物的化学反应，进而引发电化学腐蚀，导致白锈的产生。实际上，白锈的形成过程遵循的是“氧浓差腐蚀电池”的原理。在潮湿条件下，密集堆放的镀件所引发的腐蚀现象，可以归结为发生在被压扁的水珠之间的反应。这些水珠的表面与空气接触面积极小，水珠中心区域的锌表面与边缘区域的锌表面，所接触到的氧气供应量存在显著差异。这种差异导致了锌的两处电位产生变化，进而构成了一个氧浓差腐蚀电池。电化学腐蚀的进程明显快于化学反应腐蚀，导致阳极区域的锌迅速遭受侵蚀，生成的腐蚀产物是缺乏保护功能的、相对容易溶解的氢氧化锌。鉴于空气中的二氧化碳难以渗透到阳极区，这一现象阻止了氢氧化锌向具有保护作用的碳酸锌转变，并且氢氧化锌在部分脱水后，主要以Zn(OH)2和ZnO的混合形态（亦称碱式氧化锌）存在。在此情形下，腐蚀生成的物质无法阻止反应的持续发展。在常规的储存和运输条件下，形成的白色锈迹通常不会很严重。然而，当金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌时，其体积会膨胀至原来的3至5倍，导致形成的白锈体积较大，从而使得腐蚀现象看起来比实际更为严重。鉴于热镀锌钢材表面的镀锌层较为厚实，白色锈迹通常对热镀锌钢材的使用寿命影响不大。白锈的严重性受镀层之间所形成的凝结水成分的影响，以及该环境中的持续时长所决定。
白锈的预防及处理
2. 1 白锈的预防
在储存和运输过程中，若镀件必须紧密堆叠，务必实施充分的防护手段以避免产生白锈。必须确保镀件四周维持一个低湿度环境，并且在堆放的镀件之间保持良好的通风，以最大限度地减少白锈的发生。具体应采取的预防措施包括：
热镀锌工件在水冷作业完成后，随即进入表面处理环节。例如，镀锌管道和中空型镀件在镀锌工序结束后，可以涂覆一层清漆；线材、板材以及网材等制品可以选择打蜡或涂抹油脂；而热镀锌的结构件则可以实施铬酸盐钝化处理或无铬钝化工艺。
(2) 应将镀件置于干燥的、有良好的通风环境中。
若镀件需露天存放，则不宜直接置于潮湿土壤或腐朽植被之上。应将镀件离地架起，并使用细窄木条进行分隔，确保镀件表面周围空气流通自如。同时，镀件应呈微倾状态，以便于水分排出。
海运镀锌钢时，鉴于镀层表面可能积聚冷凝水，建议在镀件之间采用木条进行隔离包装。然而，含有松香成分的木材不宜作为隔离材料，因为松香具有腐蚀性。运输与储存镀件时，应选用干燥且未经防腐剂和防火剂处理的木条，例如杨木、槐木或杉木。对于存放在容器中的小型镀件，在包装之前必须确保其完全干燥。在封装包装箱时，建议放入适量的干燥物质。鉴于海上，尤其是热带海域的湿度相当高，确保热镀锌钢材处于干燥且通风良好的状态显得尤为关键。
2. 2 出现白锈后的处理措施
通常情况下，白锈的出现并不代表锌镀层已经遭受严重损害，也不必然预示着镀件的使用年限将缩短。一旦出现白锈，应将原本紧密堆积的镀件分开，以便其表面能够迅速干燥钢材热镀锌厚度，并立即进行检测。若镀件表面的白锈较为轻微，则应使用干布将其擦拭干净。特别是在潮湿的环境中，即便是极轻微的白锈也可能阻碍碱式碳酸锌腐蚀产物保护层的形成。使用硬毛刷可以去除中度至重度的白锈，但钢丝刷则不可取。清除白锈后，需对受影响部位的镀层厚度进行检查，以确保镀锌层厚度充足，从而保护钢基不受损害。长时间存放且出现白锈的工件，其典型的白色和灰色腐蚀产物可能逐渐变黑。一旦观察到这种现象，便表明镀锌层大量腐蚀，使用寿命因而可能缩短。在极端恶劣的环境中长时间存放，会导致严重的白色沉积物或红锈生成，这不仅影响了镀件的使用寿命，还必须采取重镀措施，或者依照相关标准规定进行局部修补。
国内外有关标准对白锈的评述
我国及国际上的热镀锌规范对镀层出现白锈现象都有所论述，这些内容颇具参考价值。以下是对相关内容的总结：依据GB/ - 2002（即我国国家标准《金属覆盖层钢铁制件热镀锌层技术要求及试验方法》）的规定，6.1节中提到：在潮湿环境下存放的热镀锌制品，其表面可以存在白锈（主要由碱式氧化锌构成的白色或灰色腐蚀产物）。1999年（ISO标准《钢铁制件热浸镀锌技术条件与试验方法》）规定，在潮湿环境中储存导致的白色或灰色腐蚀产物（即镀锌层在潮湿条件下形成的碱式氧化锌）不应作为报废的依据。为此，为避免工件在潮湿条件下产生此类白锈，对那些镀锌后无需再涂漆的部件，应在镀锌后进行相应的表面处理。《ISO 1459 - 1973（E）》即《金属覆盖层热镀锌防腐指导原则》：镀层上出现的白色痕迹，即所谓的储存湿锈或白锈，虽会影响到外观，但对镀层的其他性能通常并无不良影响。若要确保热镀锌产品维持其新鲜镀层的光泽，必须采取特定的储存措施。热镀锌后立即加以表面处理可避免或减少这些白锈的生成。”
J IS H8641 - 1983〔日本工业标准《热镀锌》〕中提到，“白锈现象是指在存放过程中，镀件与雨水等接触后形成的白色锈迹。这种锈迹若脱离原环境，则会逐渐消退。此外，白锈对锌层的损耗极小，因此对耐腐蚀性能的影响微乎其微。”BS 729 : 1971（英国标准《钢铁件的热浸镀锌层》）中强调，必须重视镀锌制品的运输和存放环境，防止产生储存湿锈，也就是我们常说的白锈。新镀锌的部件若在潮湿或通风不佳的环境中运输或存放，很容易出现这种白锈现象。而采取镀后处理措施，可以有效降低白锈的发生率。由此可见，白锈是热镀锌层中较为普遍的表面瑕疵，我们应当主动采取措施来防止其产生，然而，通常情况下，这并不构成拒绝接收的充分理由。
结论
(1) 白锈的产生机理实际是氧浓差电化学腐蚀。
将镀件放置在干燥的条件下，并确保镀件之间有良好的通风，这样可以有效降低白锈的形成。
镀锌钢材表面的腐蚀产物较为松散，必须彻底清除，否则其残留可能会阻碍碱式碳酸锌保护层的形成。
白锈是热镀锌层中较为普遍的表面瑕疵，通常情况下，它并不应当成为拒绝接收的理由。
