锌是非常活泼的金属,锌的表面与周围的潮湿空气接触,会首先与潮湿水气发生化学反应,生成一层多孔的、胶粘状的Zn(OH)2 腐蚀产物。随后,氢氧化锌会进一步与大气中二氧化碳反应,生成一层薄的、致密的、有一定粘附性的碱式碳酸锌ZnCO3腐蚀产物,可以阻止镀层进一步腐蚀。当镀锌件紧密的堆积并置于潮湿的空气中时,由于镀件间的表面没有自由流动的空气,镀层的局部表面将不能发生形成上述腐蚀产物保护膜的化学反应,而是发生电化学腐蚀,形成白锈。白锈的形成机理实际上就是“氧浓差腐蚀电池”原理。

在潮湿环境中镀件密集堆放时发生的腐蚀反应可以简化成发生在两镀锌层间被压扁的水珠中的反应,这水珠仅有很小的表面暴露在空气中,接近水珠中心的锌表面和在水珠周边的锌表面的氧的供给量是不同的,这就导致两处锌的电位不同,从而形成氧浓差腐蚀电池。电化学腐蚀速度远高于化学反应腐蚀的速度,阳极区的锌会很快被腐蚀,腐蚀产物为没有保护能力的、相对易溶的氢氧化锌。由于空气中的CO2 很难进入阳极区,这就阻止了氢氧化锌向起保护性作用的碳酸锌转变,而在部分脱水后主要以Zn(OH) 2 和ZnO的混合物形式(又称碱式氧化锌) 存在。在这种情况下的腐蚀产物不能抑制反应的继续进行。通常储运情况下产生的白锈不会太严重。但由于大连角钢金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌时体积将增大3～5 倍,形成的白锈体积较大,使腐蚀程度看起来要比实际情况严重得多。由于热镀锌钢表面的镀锌层较厚,通常白锈对热镀锌钢的使用寿命没有明显影响。白锈的严重程度取决于镀层间凝结水的成分和在所处环境中持续的时间。

 热镀锌钢材白锈的预防及处理

 热镀锌钢材白锈的预防当镀件储存及运输时需要紧密堆放在一起时,应该采取足够的预防措施来防止白锈。在镀件周围保持低湿度的环境和在堆积的镀件间保证足够的通风,可使白锈减至最少。具体的预防措施有:

(1) 热镀锌件经水冷后,即进行表面处理。如镀锌管和中空的镀件在镀锌后可涂一层清漆;线材、板材和网材这类产品可打蜡或涂油;热镀锌结构件可采用铬酸盐钝化或无铬钝化。

(2) 应将镀件置于干燥的、有良好的通风环境中。

(3) 如果镀件不得不在户外存放,镀件不应直接堆放在湿的土壤或腐烂的植被上,应该从地面架高并用窄木条隔开,以使所有镀件表面存在自由流动的空气。镀件应该稍微倾斜放置以方便排水。

(4) 当镀锌钢需海运时,由于镀件表面可能存在冷凝水,故镀件间使用木条隔离包装较好。含松脂的木材不能用作隔离用的木条,因为松脂本身就有腐蚀性。在运输和储存镀件时应使用干燥的、未用防腐剂和防火剂处理过的木条,如杨树、槐树和杉木。存放在容器中的小镀件在包装前要彻底干燥。用包装箱密封时,建议加入一些干燥剂。在海上特别是热带海洋湿度很大,这时给热镀锌钢提供干燥和良好的通风环境就尤其重要。

出现白锈后的处理措施在大多数情况下,白锈并不表明锌镀层已严重破坏,也并不一定意味着镀件的使用寿命会减少。发生白锈后,应将原先密堆的镀件摆开以使其表面迅速变干,并立即检查。当镀件表面的白锈较轻微时,应用干布擦去锈迹。因为在潮湿的环境下,镀件表面非常轻微的白锈也可能妨碍碱式碳酸锌腐蚀产物保护膜的形成。中度到重度的白锈可用硬毛刷来清除,不能用钢丝刷。在清除白锈后必须检查产生白锈部位镀层厚度,以确保留有足够的镀锌层保护钢基。在存放很久的有白锈的工件上,典型的白色和灰色的腐蚀产物可能会变黑。当这种情况出现时就说明大量的镀锌层已经被腐蚀,使用寿命会降低。在极端的情况下,由于在恶劣的环境中长期存放,形成了严重的白色沉积物或红锈,它已损害镀件的使用寿命,就必须重镀或按相关标准规定的方法做局部修补。