熱浸鍍鋅

工業中應用最廣泛的鋼鐵材料，在大氣、海水、土壤及建築材料等環境中使用時，均會發生不同程度的腐蝕。 據統計，全世界每年因腐蝕而損失的鋼鐵材料大約可佔到其總產量的 1/3。 為了保證鋼鐵製品的正常使用，延長其使用壽命，鋼鐵的防腐蝕保護技術一直受到人們的普遍重視。

熱浸鍍鋅是延緩鋼鐵材料環境腐蝕的最有效手段之一，它是將表面經清洗、 活化後的鋼鐵製品浸於熔融的鋅液中，通過鐵鋅之間的反應和擴散，在鋼鐵製品表面鍍覆附着性良好的鋅合金鍍層。 與其他金屬防護方法相比，熱浸鍍鋅工藝在鍍層的物理屏障與電化學保護相結合的保護特性上，鍍層與基體的結合強度上、鍍層的緻密性、耐久性、免維護性和經濟性及其對製品形狀與尺寸的適應性上，具有無可比擬的優勢。 目前熱浸鍍鋅產品主要有鋼板、鋼帶、鋼絲、鋼管等，其中熱浸鍍鋅鋼板所佔比例最大。長期以來，熱浸鍍鋅工藝因其低廉的施鍍成本，優良的保護特性和漂亮的外觀而備受人們的青睞，廣泛應用於汽車、建築、家電、化工、機械、石油、冶金、輕工、交通、電力、航空和海洋工程等領域。 ^[1] 

熱浸鍍鋅（hot dipped galvanizing）的原理，簡單的説即是將已清洗潔淨的鐵件，經由助鍍劑的潤濕作用，浸入鋅浴中，使鋼鐵與熔融鋅反應生成一合金化的皮膜。良好的熱浸鍍鋅作業，應是各流程均在嚴格的管制下，徹底發揮該流程的功能。且若前一流程的操作不善，會造成後續流程的連鎖不良反應，而大量增加作業成本或造成不良熱浸鍍鋅產品。若前處理不良，則熔鋅無法與鋼鐵正常完全反應，形成最完美的鍍鋅皮膜組織。若後處理不良，則破壞鍍鋅皮膜外觀，降低商品價值等。 ^[2] 

1.整個鋼材表面均受到保護，無論在凹陷處管件內部，或任何其它塗層很難進入的角落，溶化鋅均很容易均勻的覆蓋上。

2.鍍鋅層的硬度值比鋼材還大。最上層的Eta layer 只有 70 DPN 硬度，故易受碰撞而凹入，但下層Zeta layer 及 delta layer 分別有179及211 DPN 硬度值比鐵材的159 DPN硬度值最還高，故其抗衝擊及抗磨耗性均相當良好。

3.在邊角區，鋅層往往比其它地方還厚，且有良好的韌性及抗磨耗性。而其它塗層在此邊角處，往往是最薄最不易施工，最易受傷害處，故常須再維護。

4.即使因受很大的機械傷害或其它原因。造成一小部份的鋅層脱落，將鐵基裸露，此時，周圍鋅層就會發揮犧牲陽極的功能，來保護此處鋼鐵，使其不受侵蝕。而其它塗層則剛好相反，鏽會馬上生成，且迅速漫延至塗層下面，引起塗層剝落。

5.鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的，約為鋼鐵腐蝕速率的1/17至1/18，且是可預估的。其壽命遠超過其它任何塗層。

6.鍍層壽命在某一特定的環境下，主要視鍍層厚度而定。而鍍層厚度又受鋼鐵厚度而決定，即越厚的鋼鐵易得較厚的鍍層，故同一個鋼構中厚的鋼鐵部位一定也得到較厚的鍍層，以保證得到更長的壽命。

7.因美觀、藝術，或在特定嚴重腐蝕環境使用時，鍍鋅層可再施以上漆處理duplex system，只要漆的系統選用正確、施工容易，其防蝕效果比單獨上漆及熱浸鋅壽命加起來還要好上1.5~2.5倍。

8.用鋅層來保護鋼鐵，除了熱浸鍍鋅法外，尚有其它數種方法，一般使用最廣、防蝕效果最好且經濟效益最佳者，為熱浸鍍鋅法。 ^[1] 

耐蝕性主要決定於鍍鋅層的厚度，故量測厚度常為主要判定鍍鋅質量好壞的根據，鍍鋅層受鋼材表面的成分、組織、結構不同而有不同的反應，另進出鋅溶液的角度、速度亦有很大的影響。故預得完全均一的鍍層厚度，實際上不太可能。所以量測附着量絕對不能以單一點（部位）來判定，必須要量測其單位面積（㎡）平均附着鋅重（g）才有意義。量測附着量的方法有很多種，如破壞性的切片金相觀測法、酸洗法，非破壞性的膜厚計法、電化學法、進出貨重量差估計法等。一般常用的為膜厚計法及酸洗法。

膜厚計為一利用磁場感應來量測鋅層厚度最普遍省事的方法，其基本條件為鋼鐵表面必須平滑、完整，才可得較準確數字。故在鋼材邊角處或粗糙、有角度鋼件或鑄件等，均不太可能會的一準確的數字。普通鐵件用原鐵材當歸零基材，尚可得相當準確的數字，鑄件就絕對不準確了。

酸洗法為正式檢驗報告用，最準確的方法，惟切片時必須注意上下部位的公平取捨，才可得準確數字。但其亦有缺點，如費時甚多，複雜鋼材面積不易求得，太大件無法整個酸洗等。故充分利用膜厚計來控制現場製程，而用酸洗法來做最後檢測，就已經足夠了。 ^[1] 

熱浸鍍鋅鋼鐵最易生鏽的部位，仍是鋅層最薄的地方，故必要測其最薄部位是否符合標準。

均一性的試驗法，一般都用硫酸銅試驗，但此方法對於由鋅層和合金層組成的鍍鋅層皮膜測試很有問題。此因鋅層與合金層在硫酸銅試驗液中的溶解速度不同，合金層中也因鋅/鐵的比率差異而不同。所以，以一定浸漬時間的反覆次數來判定均勻性並不是很合理。

因此，最近歐美規格及JIS中，均有廢止此試驗方法的傾向，以分佈取代均一性，以目視或觸感為主，必要時才用膜厚計檢查分佈狀態。又形狀複雜的小構件因面積量測不易，不易求得平均膜厚，有時不得不用硫酸銅試驗法來做參考，但絕不能以硫酸銅試驗取代附着量測定的目的。 ^[1] 

所謂堅實性就是鍍鋅層與鋼鐵密合性，主要要求鍍鋅構件在整理、運搬、保管及使用中具有不得剝離的性質，一般檢驗法有錘打法、擠曲法、卷附法等。

錘打法是以錘打擊試片，檢查鍍層皮膜表面的狀態。把試片固定，免得因錘支持台等高且水平，錘以支持台為中心，使柄重垂直位置自然落下，以4mm間隔平行打擊5點，觀察皮膜是否剝離以為判斷。但是，距離角或端10mm以內，不得作此試驗，同一處不可打擊2次以上等。此法最普遍，適用於鋅、鋁等皮膜堅實測試。其它如擠曲法、卷附法一般很少用，故暫且不提。

一般人常有一種錯誤觀念，往往為了方便量測堅實性，拿兩個鍍鋅鋼材，以邊角互相敲擊，觀察邊角剝落情形以為判斷。若邊角處剛好有幾處較厚的鋅粒。在作業中沒處理好，則一用力敲擊，厚的鋅粒一定會剝落。故此法不能用來判定正常鍍鋅皮膜與鐵基的密合性。

附着量、均一性及堅實性，即為一般規格定義熱浸鍍鋅質量檢驗的項目。亦是一般正式檢驗報告的標準。有關規範。 ^[1]