快要消失的一种钢管——镀锌带管

镀锌带管,也称为预镀锌管(英文为pre galvanized pipe),肉眼看上去钢管偏亮,表面光滑美观,严格来讲也属于热镀锌管的一种,只是加工工艺流程不同。镀锌带管一般是先把裸的窄带通过连续热浸锌设备镀上锌,加工成镀锌带,然后把镀锌带经过焊接制成镀锌管。从工艺上看,镀锌带管由于是先镀锌后制管,所以国内大部分厂家的镀锌带管壁厚在2.5mm以下。镀锌带方管使用镀锌带钢一般在0.6mm-2mm之间，加工一次成型、规格在20*20-100*100。镀锌防锈的原理主要有两个：1. 通过形成一层锌盐薄膜，这层薄膜可以将钢铁表面的气体和液体与钢铁隔离，从而防止钢铁被氧化和腐蚀。2. 锌是一种比铁更活泼的金属，因此可以在钢铁表面形成一种原电池，其中锌作为阳极，铁作为阴极。这种原电池结构可以防止铁被氧化，因为锌会先于铁被氧化，从而保护了铁。因此，镀锌防锈的原理既包括电化学反应，也包括形成氧化膜。由于工艺设备不同，同样是热镀锌工艺，对于钢管热镀锌和带钢热镀锌是完全不同的设备。如图1，图2所示。 带钢热镀锌设备可以较为准确的控制附着在带钢内外表面的金属锌的数量，常见的带钢管一般使用的是40-60g/m2的镀锌带钢为原料。热镀锌钢管附着的金属锌国标要求一般是300g/m2。每平米相差了接近10倍的锌层重量。每克锌市场价格大约为2分元。每平米价格差5-6元。一根100*100*2.0mm，6米的钢管内外表面积总和为4.8平米。仅原材料每根价格相差约5*4.8=24元。（由于工艺不同单位时间产出数量的不同，导致加工成本也有所不同。）上锌量越高，防腐性能越好，价格也就越贵。 热镀锌钢管的用途很广，除作输水、煤气、油等一般低压力流体的管线管外，还用作石油工业特别是海洋油田的油井管、输油管，化工焦化设备的油加热器、冷凝冷却器、煤馏洗油交换器用管，以及栈桥管桩、矿山坑道的支撑架用管等，方矩型的热镀锌钢管主要是结构用，可用做装配式建筑结构、电力新能源、装饰护栏、畜牧业农业建设等等。超过300g/m2防腐年限久远，但是在不同的环境中防腐年限不一样：重工业区13年，海洋50年，郊外104年，城市30年。如图3所示。 但是我们的日常生活中，我们并非所有的镀锌钢管产品都需要13年甚至更长的防腐要求。例如临时的建筑用护栏、街边的招牌内部架子等等，可能项目本身或者成品适用周期仅仅3-5年那么对于使用高防腐性能的热镀锌钢管来讲便是一种资源浪费，是过度防腐的行为。使用锌层较薄的镀锌带钢为原料进行卷制焊接成的钢管便能符合这部分需求。如图4所示。 于是热镀锌钢管便衍生出了两种标准化产品即为：热镀锌钢管和镀锌带钢管。既然根据实际需求，镀锌带钢管是不可或缺的存在。为什么还说这是一种快要消失的钢管呢?单从产品用途以及防腐要求来讲，镀锌带钢管拥有众多竞争产品，例如表面喷漆、冷镀锌、热镀锌、铝合金钢管等等都可以替代镀锌带钢管。但是价格是经济指标中最重要的维度。正是因为价格优异又能符合市场需要，镀锌带钢管才能大量存在。一种产品如果渐渐消失，那么很可能是出现了一种价格更低、或者性能更优的替代品。1985年，日本钢铁研究中心研制开发了Zn－4.5% Al－0.1% Mg镀层钢板，商品名为SuperZinc， 在大气中经过10个月的暴露实验结果表明，热镀锌镁合金钢板的耐蚀性比普通热镀锌钢板耐蚀性提高一倍以上。进入90年代，为了更好地保护电池组件，日本市场对支架的要求非常严格，既要实现高强度，又要达到高耐腐蚀性，因此开始大力开发Zn－Al－Mg系多元合金镀层。日新制钢公司率先开发出Zn－6% Al－3%Mg合金镀层，商品命名为ZAM，其合金镀层的耐蚀性约为纯锌镀层的10倍。鉴于上述优异的耐蚀性，ZAM被誉为21世纪高耐蚀热浸镀层，在日本同类产品中使用排名第一，覆盖了日本的大部分产品，包括建筑行业、机电行业、高速公路防护栏、汽车行业、电力行业、民用日常生活等。2000年日本新日铁公司开发出Zn－Al－Mg－Si高耐蚀性镀层钢板，其商品名为Super Dyma，其镀层的化学成分为Al10% ～12% ，Mg2%～4% ，Si＜0.1%，其余为Zn。该镀层产品的耐蚀性为普通热镀锌镀层的5倍以上。欧洲蒂森、塔塔、奥钢联等也纷纷开发了自己的热镀锌铝镁专利产品，不同于日本以建筑用为主的 “中铝”热镀锌铝镁产品，欧洲的锌铝镁镀层成分均为“低铝”设计，以汽车用钢为主攻方向。2023年5月在中国，唐山源泰德润钢管有限公司推出了Zn－Al－Mg低镀层锌铝镁产品包括：镀锌带锌铝镁带钢、镀锌带锌铝镁方矩管、镀锌带锌铝镁圆管，采用“低铝低镁”设计，经过长时间设备调试与改造创新将锌层厚度降低为17-20g/m2。如图5所示。 经过实验对比，如图6所示。检测样品经过 48 小时中性盐雾实验NSS(空气环境2年) 以后：低镀层锌铝镁方矩管产品表面评级:8级:缺陷面积占比 0.1%~0.5%，外观等级 B，试样表面有轻微变色；镀锌带方矩管产品表面评级: 1级: 缺陷面积占比 25%~50%，外观等级 I，试样出现基体金属腐蚀的现象。实际使用测试，低镀层的锌铝镁方管从基料力学性能、表面防腐性能、表面质量、颜色等方面均可完全替代传统镀锌带方管。铝镁元素的加入极大的提高了防腐性能是传统镀锌带方管的5-6倍。采用低铝低镁含量，表面金属防腐涂层双面仅17-20g/m2比传统镀锌带钢低一倍以上，成本更低，价格优势较为明显。 产品一经推出变引起广泛关注，锌铝镁合金的防腐性能在国外市场已经得到了广泛的验证。但在国内市场了解程度还不高。并没有在国内长时间使用实际防腐效果的案例。镀锌铝镁钢管“中铝”产品在实际推行替换热镀锌钢管的过程并不顺利。需要高年限防腐要求的工程项目大多处于观望。而镀锌带钢管不同，较短的防腐年限对于工程材料的变更灵活度更大。且应用终端的使用更偏向于日常生活相关，对价格更低，产品防腐性能5倍于传统镀锌带钢管的“低铝薄镀层”锌铝镁钢管，市场自然正在逐渐淘汰镀锌带钢管。仅仅2023年10月，全国34个省级行政区便有超过15个省份地区使用了唐山源泰德润钢管有限公司生产的“低铝薄镀层”锌铝镁钢管。且产量逐月提高。多年来生活中随处可见的传统镀锌带钢管可能正在慢慢退出历史舞台。@