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本文摘自:李华鑫,郑卢旭,杨建国,等.Q镀锌板焊接接头耐腐蚀性能研究[C].压力容器先进技术——第十届全国压力容器学术会议论文集(上).合肥:合肥工业大学出版社,.
镀锌板是在基体钢板上涂镀一层锌层,镀锌层可有效防止钢材基体受外界环境腐蚀。据统计,全球约有百分之五十的锌产量用于钢材表面的镀锌。镀锌板的防腐蚀机理:1、镀锌层有物理屏蔽作用,暴露在空气中的锌层会与大气中的O2、H2O和CO2等反应,形成一层致密的氧化膜,作为屏障将钢材与外界环境隔绝,起到保护内层钢材的作用。2、另外,锌具还具有阴极保护的功能,对基体钢材起到电化学保护的作用。当表层镀锌层遭到破坏时,镀锌层与基体一起暴露在腐蚀环境中形成原电池,锌充当阳极被氧化,基体钢材作为阴极受到保护,与此同时遭腐蚀的锌能够生成致密的氧化物来降低腐蚀速率。因其具有良好的耐腐蚀性能,镀锌板作为压力容器和管道等设备的连接件,广泛运用于化工过程装备领域,。但正是由于镀锌层的存在,给焊接工艺带来很大挑战,焊接后镀锌板焊接接头处锌层遭到破坏且表面会出现一层黑色物质,焊缝周围锌层遭到一定程度烧损。文献通过对镀锌板母材、焊接接头发黑区域和未发黑区域,进行电化学腐蚀对比测试,发现:焊接对镀锌板材料的耐腐蚀性能有一定的影响,接头发黑区域会降低材料的耐蚀性能,未发黑区域则能提升材料耐蚀性能。焊接后接头处锌层烧损,表面形成氧化膜能在一定程度上减缓腐蚀反应速率,延缓基体腐蚀。镀锌板母材及焊接接头腐蚀都是从锌层开始,接头试样靠近焊趾位置处锌层发生了较严重的腐蚀现象,这是因为锌的化学性质比铁活泼,且焊趾处锌层发生破损,更易发生腐蚀。当锌层腐蚀殆尽后,焊接接头才开始进行腐蚀。在电化学腐蚀过程中,锌层保护了接头及基底碳钢,腐蚀后的锌层形貌变得粗糙疏松。