钢管热镀锌技术

第一章热镀锌概述
第一节热镀锌发展的历史1
一、热镀锌的由来1
二、世界热镀锌的里程碑1
第二节热镀锌应用与发展2
一、热镀锌在金属防腐蚀上的意义2
二、热镀锌镀层耐大气腐蚀的性能3
三、热镀锌应用范围3
第二章钢铁热镀锌基础理论
第一节钢铁材料热镀锌的性质6
一、钢铁热镀锌的特征6
二、热镀锌与电镀锌的区别7
三、钢管材质成分与性能8
第二节金属锌的结构与性质9
一、 金属锌的结构9
二、锌的热力学性质10
第三节锌的物理化学性质12
一、锌的物理性质12
二、锌锭的化学成分12
三、锌镀层的防腐原理与防护性12
第四节铁锌二元平衡相图及铁锌金属间化合物相16
一、铁-锌系二元状态图（2002年版本）16
二、铁-锌合金层各相的性质17
三、热镀锌镀层的形成及其特性18
第五节化学元素对热镀锌层的影响23
一、 钢基体中成分对热镀锌的影响因素23
二、锌液中金属元素对热镀锌的影响因素26
第六节锌液温度和浸渍时间对镀锌层的影响33
一、热镀锌温度的范围33
二、热镀锌温度对镀层的影响34
三、热镀锌时间对镀层的影响35
四、镀锌温度对合金层成长速率的影响36
第七节硅活性钢对热镀锌的影响38
一、高硅活性钢热镀锌时的主要缺陷38
二、硅对镀锌层影响的特征39
第八节其他因素对镀锌层的影响41
一、钢制品预处理不当时的影响41
二、表面粗糙度对镀锌层附着强度的影响42
三、镀锌层结晶速度对镀锌层的影响42
第三章钢铁制品热镀锌生产工艺
第一节热浸镀锌工艺类别43
一、热浸镀锌工艺类别43
二、热浸镀锌工艺流程44
第二节热镀锌镀前预处理44
一、脱脂除油44
二、脱脂清洗效果的检验47
三、钢制件表面旧漆的去除47
四、钢制件表面酸洗除锈48
五、酸洗操作注意事项52
六、酸洗液常用的缓蚀剂53
七、水漂洗的方法53
第三节钢制品的溶剂助镀处理54
一、溶剂助镀处理的意义54
二、助镀溶剂的作用和机理55
三、助镀剂成分及工艺参数的影响57
四、助镀溶剂烟气的控制60
第四节钢制品助镀溶剂处理后的烘干60
一、助镀溶剂烘干的作用60
二、助镀溶剂烘干的形式60
三、烘干操作方法和注意事项61
第五节钢制品的热浸镀锌62
一、对热浸镀锌的基本要求62
二、热浸镀锌中影响锌镀层的因素62
三、对热浸镀锌用锌的质量要求63
第六节钢制品的热浸镀锌生产操作63
一、锌液温度的控制63
二、钢制品浸锌时间的确定63
三、钢制件进入、离开锌液的速度63
四、锌液中的其他成分对镀锌层的影响65
五、扒锌灰和捞锌渣67
六、空气、水冷却68
第七节钢制品热浸镀锌后的处理68
一、防白锈钝化处理68
二、钝化处理操作要点70
三、钝化膜的测定70
四、热镀锌层白锈的预防及处理71
五、钝化处理后的干燥72
第八节镀锌件的检验、修整与存放72
一、镀锌件检测与修整72
二、镀层的修复73
三、包装与存放74
四、镀锌件的标记、打印74
第四章钢管热镀锌生产技术
第一节钢管热镀锌的基本概念76
一、钢管热镀锌的基本概念76
二、钢管镀锌与温度、浸锌时间和抽出速率的关系76
三、钢管热镀锌的方法77
第二节热镀锌钢管材料的技术要求78
一、热镀锌钢管低碳钢材料的化学成分要求78
二、石油天然气钢管的力学性能要求81
三、钢管热镀锌后镀锌层重量的计算81
四、钢管热镀锌前的力学实验方法82
五、钢管热镀锌前的表面质量检验83
第三节钢管热镀锌前的预处理84
一、钢管基体镀锌前表面状态分类84
二、影响钢管表面状态的因素及对热镀锌的影响84
三、钢管热镀锌前的表面预处理85
第四节钢管的溶剂助镀处理97
一、浸粘溶剂助镀97
二、常用的助镀溶剂的配比99
三、助镀溶剂的净化再生处理101
四、钢管溶剂助镀后的烘干处理101
第五节钢管的热浸镀锌102
一、熔化锌102
二、钢质锌锅的正确使用方法104
三、钢管热浸镀锌105
四、钢管镀锌层的表面处理106
第六节钢管热镀锌生产一般工艺107
一、钢管热镀锌生产工艺流程107
二、钢管上料107
三、钢管的酸洗、水洗107
四、钢管的助镀溶剂处理108
五、钢管助镀后的烘干处理108
六、钢管热浸镀锌108
七、镀锌管的引出与外吹109
八、镀锌管的内吹、横移及水冷109
九、钢管镀锌层的钝化处理110
十、镀锌钢管的喷码标记、包装110
第七节钢管热镀锌操作规程110
一、钢管热镀锌生产前的准备工作110
二、钢管酸洗前的检验规程111
三、钢管酸洗除锈操作规程111
四、钢管酸洗后的清水漂洗规程112
五、钢管浸粘助镀溶剂操作规程112
六、钢管烘干操作规程113
七、钢管热镀锌操作规程113
八、钢管热镀锌时的安全操作114
九、镀锌钢管的冷却处理116
十、镀锌钢管的钝化工艺参数118
十一、镀锌钢管检验规则119
十二、镀锌钢管的标示设备及标示120
十三、镀锌的钢管吊运规则121
十四、最终产品的包装121
第八节钢管热镀锌常用的合金121
一、锌铝对钢管热镀锌的作用121
二、镍合金对镀锌层的作用122
三、常用合金化学成分122
第九节钢管热镀锌生产中的废料123
一、锌灰的产生与利用123
二、锌渣的产生与利用123
第十节热镀锌钢管的缺陷分析及控制措施124
一、钢管镀锌层黏附的锌渣粒子缺陷124
二、钢管镀锌层表面其他缺陷127
三、钢管镀锌层表面缺陷的控制措施130
第五章钢管热镀锌典型生产工艺
第一节大直径钢管热镀锌生产工艺133
一、114mm钢管热镀锌生产工艺133
二、114mm生产线产品大纲133
三、生产操作规范133
四、设备的主要技术性能135
第二节大规格钢管低温镀锌生产工艺139
一、低温镀锌生产工艺139
二、改进后的技术方案140
三、 产品质量鉴定分析141
第六章钢管热镀锌设备
第一节钢管预处理设备142
一、预处理用的清洗槽142
二、钢管自动酸洗机144
三、钢管受料台和供管设备144
四、钢管干燥设备145
第二节钢管热镀锌熔锌设备146
一、钢质熔锌锅的种类146
二、钢质锌锅的材料性能与选用147
三、钢质镀锌锅的结构148
四、钢质锌锅的使用149
五、钢质锌锅的供热与控温要求151
六、钢质锌锅加热的燃料153
七、钢质锌锅加热炉的设计156
八、加热炉的种类156
九、钢质锌锅的日常维护157
第三节节能型热镀锌锅161
一、陶瓷型热镀锌锌锅161
二、陶瓷锌锅的制造方法162
三、陶瓷锌锅加热熔锌功率设计163
四、陶瓷锌锅内加热器的使用与维护164
五、电磁感应锌锅164
第七章热镀锌锅的供热系统
第一节热镀锌炉的加热设备166
一、燃烧加热炉种类166
二、燃气及燃油的加热系统的形式166
三、燃烧系统设备167
四、燃烧控制要点及措施173
五、电阻加热镀锌炉系统174
六、热镀锌炉的测温、控温系统175
第二节煤气发生炉175
一、煤气发生炉主要结构175
二、煤气发生炉的操作176
三、煤气发生炉的故障排除178
四、煤气发生炉的停炉操作179
五、煤气管道常见的故障与处理179
六、煤气管道泄漏的原因分析与修复179
七、煤气发生炉的煤气分析及煤气热值计算180
八、煤气发生炉规格选择及数据的收集182
九、煤气发生炉操作工岗位职责183
第三节热镀锌锅的燃气热量计算183
一、在锌液表面热量散失中的对流散热量184
二、锌液表面的辐射散热量184
三、在锌锅四周热量散失中的对流散热量185
四、锌锅四周的辐射散热量185
五、在锌锅底部热量散失中的对流散热量185
六、锌锅底部的辐射热量186
七、熔化锌锭支出的热量186
八、钢管进入锌锅吸收的热量186
第四节热镀锌用浸入式燃气内加热器187
一、传统的内加热方式187
二、浸入式燃气内加热器的应用187
第五节陶瓷锌锅电内加热器189
一、电内加热器结构形式189
二、电内加热器的优、缺点190
三、纤维增强复合陶瓷型加热器190
四、电内加热器使用故障排除190
第六节国产天然气燃烧器191
一、天然气燃烧器的基本要求191
二、燃气烧嘴的种类192
三、燃气烧嘴的选用与安装192
四、燃烧器的安全使用193
第八章钢质镀锌锅供热炉设计
第一节供热炉基础设计194
一、供热炉底基础设计194
二、供热炉体基础195
三、地下水对炉体基础的影响196
四、炉体地基压力的计算197
第二节燃气炉窑设计197
一、天然气加热镀锌炉设计方案197
二、加热炉的技术条件197
三、加热炉主要控制技术198
第三节锌液、燃烧炉的测温装置198
一、热电偶的性能198
二、热电偶的安装与使用199
三、热电偶的故障与排除199
第九章钢管热镀锌机组设备
第一节钢管镀锌机组201
一、钢管热镀锌机201
二、磁力辊道牵引设备204
三、永磁和电磁结合的牵引设备204
四、钢管外表面喷吹设备206
五、镀锌用压缩空气的消耗量计算208
六、钢管内表面喷吹设备209
七、内吹抹拭锌用的蒸汽量消耗量的计算211
第二节热镀锌钢管后处理装置212
一、 热镀锌钢管自动钝化装置212
二、热镀锌钢管用喷码标示机214
三、镀锌钢管打字机钢管定位装置216
四、热镀锌钢管外壁定点喷印工艺的测长装置217
五、热镀锌钢管色带自动着色装置220
六、 热镀锌钢管自动打捆装置221
第三节钢管热镀锌附属设备231
一、液体换热设备231
二、液体换热器设计原则与计算231
三、锌液抽取泵设备232
四、锌锅底部锌渣清除设备234
第十章热镀锌钢管镀锌层技术要求
第一节钢管热镀锌镀锌层有关国家标准概况235
一、国内钢管制造、镀锌层检验标准235
二、国外钢管热镀锌部分相关标准235
第二节钢管镀锌层的检验236
一、钢管镀锌层技术要求标准236
二、钢管镀锌层的试验方法237
三、钢管镀锌层的表面质量的判定238
四、热浸镀锌层的质量要求238
五、镀锌层的检验方法241
第三节热镀锌钢管镀锌层测试方法245
一、钢管镀锌层的测量项目245
二、其他要求245
三、镀锌层的重量测定方法245
四、镀锌层的均匀试验方法246
第十一章钢管热镀锌生产新技术、工艺
第一节钢管热镀锌节能新技术248
一、导杆式热镀锌钢管内吹降低噪声技术248
二、PLC在钢管热镀锌自动生产线上的应用249
三、减少钢管浸锌时间的程序控制技术256
四、热镀锌钢管内吹同步冷却技术257
五、钢管热镀锌用内、外同步吹抹技术257
六、钢管热镀锌多工位镀锌技术260
七、防止钢管热镀锌“甩尾”缺陷的技术261
八、钢管热镀锌用锌锅用新型纤维炉炉体263
九、新型热镀锌钢管外吹抹拭喷嘴265
十、防止钢管端口钝化液残留的技术268
十一、钢管端部全自动铣削技术269
第二节钢管热镀锌生产新工艺272
一、钢管常温酸洗脱脂一步法工艺272
二、钢管新型酸洗除锈工艺273
三、复合盐酸酸洗钢管工艺276
四、钢管热镀锌镍合金工艺278
五、钢管热镀锌基稀土合金镀层工艺281
六、热浸镀Zn6Al3Mg合金镀层工艺282
七、钢管螺旋浸锌生产工艺286
八、镀锌钢管双根引出工艺288
九、钢管低浓度溶剂热镀锌工艺291
十、热镀锌Q345钢管工艺293
第三节钢管镀锌降低锌耗的优化工艺295
一、锌耗高的原因分析296
二、助镀剂有效工作条件297
三、助镀剂中铁离子的控制与去除方法297
四、助镀剂pH值的控制范围298
五、降低锌耗的综合措施298
第四节提高热镀锌钢管外表面光泽的措施300
一、镀锌层结构对钢管外观质量的影响300
二、钢材化学成分对钢管外观质量的影响301
三、镀锌用锌铝稀土合金对钢管外观质量的影响302
四、适用于钢管热镀锌用的合金302
五、操作工艺对钢管外观质量的影响303
第十二章钢管热镀锌生产过程的三废处理
第一节废气的控制、处理与利用304
一、热浸镀锌过程产生的三废的主要成分304
二、三废控制与处理305
三、运用实际例子311
四、酸洗废气的综合处理314
五、热镀锌炉余热的利用314
第二节热镀锌中废液的控制与处理319
一、钢管热镀锌废酸的处理319
二、废水处理循环利用工艺321
三、含酸废水的处理实际应用工艺322
四、盐酸酸洗废液的综合处理技术325
五、盐酸酸洗废液回收处理设备328
六、污水、废水处理管理制度329
第三节镀锌中锌渣、锌灰的控制331
一、锌渣的控制331
二、锌渣的处理与再生利用331
三、锌灰的控制333
四、锌灰的处理334
第四节镀锌车间的环保辅助设备336
一、镀锌车间的有害气体336
二、降低有害气体的方法336
三、酸洗工段的通风设备337
第十三章钢管热镀锌相关新技术和新工艺
第一节耐腐蚀、耐碰撞的酸洗槽与盐酸再生技术339
一、新型耐酸液腐蚀耐碰撞的酸洗槽339
二、控制酸洗液浓度的新技术340
第二节热镀锌助镀溶剂新技术345
一、助镀剂的添加剂345
二、清除热镀锌助镀剂中铁离子新工艺347
三、防止热镀锌漏镀的助镀剂348
第三节助镀剂再生循环使用技术351
一、干法镀锌溶剂的作用351
二、去除助镀剂中铁离子的原理及方法351
三、助镀剂除铁后溶液的使用效果353
四、经济效益评估354
第四节热镀锌无白烟助镀剂技术355
一、干法镀锌溶剂助镀工艺现状355
二、无白烟助镀剂的开发与应用356
三、使用无白烟助镀剂时镀锌操作357
第五节锌液中添加多元合金技术357
一、钢管热镀锌用多元锌铝镍合金技术357
二、锌铝稀土中间合金合成技术357
三、锌液中添加锌镍多元合金技术358
四、锌液中添加锌锡铋稀土合金技术359
第六节锌锡铋铝稀土合金技术360
一、锌锡铋铝稀土合金360
二、锌锡铋铝稀土合金的应用360
三、锌锡铋铝稀土合金增加流动性的因素361
四、作用与效果362
第七节热镀锌无锌渣产生的锌锅技术362
一、无锌渣产生的新型热熔锌锅362
二、通用镀锌锅的形式362
三、新型镀锌锅的制造方法363
四、使用效果364
第八节耐锌液腐蚀的热电偶保护套管技术364
一、耐熔融锌液腐蚀的套管364
二、新型套管的技术性能365
三、使用效果365
第九节新型耐锌腐蚀的特种焊条366
一、锌锅腐蚀损坏的原因366
二、延长锌锅使用寿命的方法366
三、焊接处理方法步骤366
第十节BGF型耐锌蚀涂料在锌锅上的应用366
一、耐锌蚀材料及配制方法367
二、涂覆方法367
三、结论367
第十一节镀锌层无六价铬钝化技术368
一、三价铬钝化技术的应用368
二、无铬钝化剂的研究369
第十二节氯化锌、铵溶剂中添加KBB热镀锌技术369
一、氯化锌、铵溶剂中添加KBB热镀锌工艺369
二、助镀液管理方法370
第十四章热镀锌生产中常用的分析方法
第一节碱性脱脂剂的分析方法372
一、脱脂剂中含碱量的分析方法372
二、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠混合溶液的分析方法372
第二节酸性溶液的分析方法375
一、工业盐酸总酸度的测定375
二、工业硫酸中硫酸含量的测定375
三、酸洗槽中盐酸的测定376
四、盐酸溶液中亚铁含量的测定377
五、磷酸液中的各成分的分析方法378
六、硼砂溶液含量分析方法380
第三节水的总碱度的测定方法381
一、冷却水总碱度的测定381
二、锅炉用水碱度的测定381
第四节钝化剂中铬含量的测定382
一、钝化剂中三价铬的测定382
二、光度法测定白色钝化液中铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的方法383
三、热镀锌层六价铬的测定方法385
四、含铬废水中微量铬的测定386
第五节助镀溶剂中各成分含量的分析387
一、助镀剂中氯化锌和氯化铵混合溶液中氯化锌的测定387
二、助镀剂中氯化锌和氯化铵混合溶液中氯化铵的测定388
三、助镀剂为单一氯化铵溶液的分析方法388
四、助镀剂中二价铁的测定389
第六节锌液中铁、铝、镍、锡含量的测量389
一、锌液中含铁量的测定389
二、锌液中含铝量的测定（铬天青S比色法）390
三、钢管镀层中铝的含量的测定390
四、锌液中微量金属镍的测定方法392
五、锌液中微量锡含量的测定方法392
六、热镀锌液中有害元素含量的测定（原子吸收法）393
第七节化学分析中有效数字和数字修约的规定395
一、有效数字的规定395
二、有效数字的运算规则395
三、数字修约规则397
第八节科学、生产中数值修约规则397
一、术语397
二、确定修约位数的表达方式398
三、进舍规则398
四、不许连续修约399
五、0.5单位修约与0.2单位修约399
第九节化验室仪器设备、化学药品管理规定400
一、玻璃仪器的管理400
二、化学试剂和药品的管理400
三、电子天平、烘干箱、电冰箱的管理400
四、化验室废料的管理400
五、进入化验室的规定401
六、交接班的规定401
第十节理化试验室化学试剂使用管理制度401
一、药品管理制度401
二、实验室仪器、样品使用管理制度401
三、化验室安全操作制度402
四、化验室危险品、废液、固体废物管理制度402
第十五章附件、附录
附件一附录A(资料性附录）403
附件二石油用钢管的钢带和钢板的力学和工艺性能404
附件三附录C热浸镀锌的影响因素（资料性附录）405
附件四ASTM A53/A 53M06 《无镀层及热镀锌焊接与无缝钢管》407
附件五ISO 1461∶1999（E）408
附件六部分国外无缝钢管成品化学成分分析抽样方法411
附表一热浸镀锌化验室设备、药品表412
附表二热镀锌钢管理论重量对照412
附表三锌层厚度与锌层重量换算413
附表四热镀锌无白烟助镀溶剂浓度、波美度、密度对照413
附表五氯化锌和氯化铵含量与相对密度对照413
附表六氯化铵水溶液的浓度和密度对照表414
附表七氯化锌水溶液的浓度和密度对照表414
附表八波美度与密度的对应关系表414
附表九铁、锌离子沉淀时的pH值对照表415
参考文献