ICS25.220.40 A 29
中华人民共和国国家标准
GB/T19355.22016 部分代替GB/T19355—2003
锌覆盖层 钢铁结构防腐蚀的指南和
建议 第2部分：热浸镀锌 Zinc coatings-Guidelines and recommendations for the protection
against corrosion of iron and steel in structures-Part 2: Hot dip galvanizing
(ISO14713-2:2009,MOD)
2016-02-24发布
2016-09-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 19355.2—2016
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件术语和定义
3 4 热浸镀锌设计 5 贮存和运输设计
6 工件的状况对热浸镀锌质量的影响热浸镀锌工艺对工件的影响
..
7
8后处理附录A（资料性附录）工件热浸镀锌的优化设计参考文献
15
表1 镀层特性与钢材成分之间的关系
图A.1 横梁、联接板和筋图A.2 焊接在 一起的平整表面图A.3 狭缝图A.4 空心结构件图A.5 热浸镀锌过程中的取向图A.6 底板上的排气位置设计方案图A.7 平板的热浸镀锌图A.8 气缸图A.9 封闭的内腔
10 10 11 12 12 13 13 14 GB/T19355.2—2016
前言
GB/T19355《锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议》分为3部分：第1部分：设计与防腐蚀的基本原则；第2部分：热浸镀锌；第3部分：粉末渗锌。 本部分为GB/T19355的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分部分代替GB/T19355一2003《钢铁结构耐腐蚀防护锌和铝覆盖层指南》热镀锌部分，
与GB/T19355一2003相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：
-将标准的名称修改为《锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议第2部分：热浸镀锌》；一将原来混编的设计及防腐蚀基本原则、热浸镀锌、粉末渗锌等章节分离，主要提出了热浸镀锌
的技术要求。 本部分采用重新起草法修改采用ISO14713-2：2009《锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议
第2部分：热浸镀锌》。
本部分与ISO14713-2：2009相比，主要差异如下：
为便于使用，本部分规范性引用文件和参考文献采用了在我国已等同或修改采用国际标准的国家标准。 本部分引用文件取消ISO4964，但本部分所使用硬度值域的对应关系是一致的。
本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会（SAC/TC57)归口。 本部分起草单位：武汉材料保护研究所、重庆市计量质量检测研究院、江苏中远船舶配件有限公司、
马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司、浙江桐乡铁盛线路器材有限公司。
本部分主要起草人：吴勇、贾建新、李春燕、范凯平、于翔、高正源、徐广林、潘文干、刘冀鲁、史志民、 沈红卫。
- GB/T19355.2—2016
锌覆盖层 钢铁结构防腐蚀的指南和
建议第2部分：热浸镀锌
1范围
GB/T19355的本部分给出了适用于钢铁结构件防腐蚀保护用热浸镀锌一般准则的指南和建议。 热浸镀锌层对结构件的保护取决于所采用的镀覆方法、结构件的设计和结构件的具体使用环境。
采用附加涂层（GB/T19355的本部分范围之外的涂层），如有机涂层（涂料和粉末涂层）可以进一步提高热浸镀锌结构件保护性能。附加涂层与热浸镀锌联合使用形成的涂层，称为“复合涂层体系”。
GB/T19355本部分的指南和建议不涉及钢铁热浸镀锌层服役过程中的防腐蚀维修，相关项目指南见ISO12944-5规定。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T5267.3紧固件热浸镀锌层（GB/T5267.3—2008，ISO106842004，IDT） GB/T10123金属和合金的腐蚀基本术语和定义（GB/T10123—2001，ISO8044：1999，eqv） GB/T13912金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法（GB/T13912一2002，
ISO1461:1999,MOD)
ISO12944-5色漆和清漆钢结构腐蚀保护涂料体系第五部分：保护涂料体系（Paintsand varnishes--Corrosion protection of steel structures by protective paint systems-Part 5:Protective paint systems)
EN10210-1非合金晶粒细化结构钢热成型空心型材交货技术要求（Hotfinishedstructural hollow sections of non-alloy and fine grain steelsPart l:Technical delivery requirements)
EN10219-1非合金晶粒细化结构钢冷成型焊接空心型材交货技术要求（Coldformedwelded structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels-Part 1:Technical delivery requirements)
EN10240钢管的内外保护镀层连续生产热浸镀锌层技术条件（Internaland/orexternalpro- tective coatings for steel tubes--Specification for hot dip galvanized coatings applied in automatic plants)
EN10346钢板连续热镀锌产品交货技术条件（Continuouslyhot-dipcoatedsteelflat products—Technical delivery conditions)
3术语和定义
GB/T10123界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
热浸镀锌hotdipgalvanizing 将经过准备的钢件或铸铁件浸于溶融锌中而在钢铁制品上形成锌及锌铁合金镀层的过程。
1 GB/T19355.2—2016
3.2
热浸镀锌层hotdipgalvanizedcoating 通过热浸镀锌得到的镀层。 注：“热浸镀锌层”术语在后文中称为“镀层”。
4热浸镀锌设计
4.1总则
设计任何要求表面精饰的制件时，不仅考虑制件的功能及其制造方法，还要考虑制件表面精饰所带来的限制，这是很重要的。附录A图示说明了一些重要的设计特征，其中一些特别针对热浸镀锌。
热浸镀锌工件中的内应力在热浸镀过程中会释放，这可能会造成被镀工件的变形或损坏。这些内应力是在制造阶段最后的操作工序中形成的，如冷加工、焊接、氧割、或钻孔等，轧制过程的残余应力也会保持下来形成内应力。购买方应在热镀浸锌产品设计和制造之前向热浸镀锌厂商咨询，以使其工件的结构适应热浸镀锌工艺的要求。
购买方应该了解两种不同的热浸镀锌类型，并在工件设计时加以区别说明： a) 制件热浸镀锌将钢铁制成件并经适当的前处理后，浸人熔融的锌液里热浸镀
锌（见GB/T13912）； b) 连续热浸镀锌薄板材料经适当的前处理后，连续通过熔融的锌液热浸镀锌，将薄板热浸镀
锌后再加工制成结构件（见EN10346）。
4.2表面前处理
设计和采用的材料应进行良好的表面准备工作。这对于制造高质量镀层是非常重要的（参见6.2）。 表面应无缺陷以保证镀层具有良好的外观和使用性。
暴露在铸铁表面的石墨、退火铸铁表面的含硅微粒会阻碍熔融金属的浸润，应将它们从表面去除以保证获得高质量的热浸镀层。建议退火前和退火后都采用喷砂处理。 4.3相关工艺的设计
热浸镀锌浴和相关设备应具备足够的制件热浸镀锌的能力。所设计的制件最好能一次完成浸镀，如果制件的尺寸大于现有的锌浴尺寸，可将制件的一部分先浸入锌浴，然后转换长度或深度方向再进行浸镀，以得到完整的镀层。相对于一次、完全浸镀而言，分步浸镀（即需要进行第二次浸镀才能获得完整镀层的方式)是非常规方法。
热浸过程中的所有的制件应该被固定。螺栓孔是最常用的。吊耳常作为基本操作的辅助工具。制件可以用夹具或吊架固定，在这种状况下，热浸镀锌后可能会有一些明显的接触痕迹。浸镀操作中，工件一般是垂直移出锌浴，但是部分工件提升时可倾斜一定的角度。整个处理工序中，空气、前处理液和锌液应能流通到工件的所有表面。气泡会妨碍其所在区域的预处理，造成表面漏镀。在约450℃的热浸镀锌温度下，密闭空间里的水溶液会汽化，产生的压力会使工件变形或爆炸。过量的锌会降低附着性，影响外观并造成浪费。
一些制件，例如，热交换器和气罐，可能只能外部热浸镀锌。这需要特殊技术和设备（例如，将制件浸人锌浴时要采取防止制件上浮的措施），应向专业热浸镀人员咨询。 4.4设计要点
推荐采用的热浸镀锌件的设计要点参见附录A。 注意：具有封闭空间的工件严禁进行热浸镀，或者开排气孔，否则会出现严重的爆炸危险，对操作者
2 GB/T19355.2—2016
造成严重的伤害。这方面的设计应该给予足够谨慎地考虑，这对于保证操作者的健康和安全是非常重要的。
在管状结构件上开制导流和排气孔，使得管状结构件的内表面也可以形成镀层，这样对制件具有更好的保护作用。工件的残余应力大到一定的程度会在热浸镀锌温度下释放，这是钢制工件发生意外变形或开裂的主要原因之一。最好选用对称结构，尽量避免采用厚度或截面尺寸变化大的结构，例如，薄板与厚角钢焊接。应该选择产生非平衡应力较小的焊接和装配工艺，在焊接和加工过程中应尽量减少热膨胀的不一致。在热浸镀锌之前最好进行热处理。购买方应该与热浸镀方讨论镀层和装配加工部件的要求。对热镀而言，紧凑的部件组合（占镀锌浴空间最少)是最经济的。焊接最好在热浸镀锌前进行，以保证热浸镀锌层在焊缝上的连续性。
设计的制件结构应有利于熔融金属的流人和流出，并应该避免封住空气。外观轮廊应尽量光滑，避免不必要的边、角，这些都对热浸镀锌有利。制件热浸镀锌以后再采用螺栓联接可以保证较长的耐蚀性寿命。
热浸镀锌件的结构用孔最好在组装前加工，并且切割或磨削这些部位的边角，这样有利于避免“凹槽”的出现，这些“凹槽”中会凝固过多的熔融锌。当制件已经组装好时，气割可能是开孔的最佳方法，因为，钻孔方法所需的空间较大，在紧靠制件边或角的部位很难钻孔。 4.5公差
热浸镀锌层的厚度主要决定于钢的特性和厚度，在有配合要求的面上或孔内应给镀层金属的厚度预留额外的公差。对于平整表面上的热浸镀锌层，预留1mm的余量比较合适。参见GB/T13912中重要表面的定义和镀层的验收标准。
螺纹件的情况要复杂些。例如，热浸镀锌并经离心除余锌的螺母和螺栓，各个国家现行惯例不一样。
以下两者任选一种： a）将螺栓上的螺纹加工到相应的规范规定的公差，而不预留热浸镀锌层的额外公差，热浸镀锌后
再对螺母攻丝； b) 减小螺栓尺寸（例如瑞典标准SS3194），以使螺母上的标准螺纹热浸镀锌后能正常配合。
GB/T5267.3也提供了一些指南。
5贮存和运输设计
热浸镀锌制件应安全地堆垛，以使工件能够安全地搬运、贮存和运输。 热浸镀锌层在潮湿条件下贮存会产生潮湿贮存锈斑，锈斑主要为氧化锌和锌的氢氧化合物，在特别
要求减少潮湿条件下贮存锈斑发展的地方，购买方和热浸镀厂商应在签订合同时就此问题进行沟通，并协商相应的管理措施。这些包括，如：应保证空气能在贮存工件的表面自由地流通，利用隔离物减少工件的接触面积，在设计允许的前提下，工件避免采用封闭的蜂巢结构。
根据GB/T13912要求，若剩余镀层的厚度大于标准的最低要求，潮湿贮存锈斑的发展是可以接受的。
6工件的状况对热浸镀锌质量的影响
6.1总则
按照GB/T13912，大多数钢，包括无合金元素碳素钢（参见，如EN10025-2）、晶粒细化钢（参见，如 EN10025-3和EN10025-4）、淬火和回火钢、热成型空腔型钢（参见，如EN10210-1）、冷成型空腔型钢
3 GB/T19355.2—2016
（参见，如EN10219-1)、建筑用钢（参见，如EN10080）、紧固件用钢（参见，如GB/T3098）、灰口铸铁（参见，如EN1561)和可锻铸铁（参见，如EN1562）都可进行热浸镀锌。其他铁基金属若需要热浸镀锌，则购买方应向热浸镀锌厂商提供充分的资料或样品才能决定这种钢材是否适合热浸镀锌。含硫的易切削钢一般不适合热浸镀锌。 6.1.1材料成分
钢材表面的某些元素，特别是硅（Si)和磷(P)，将促进铁和熔融锌之间的反应，影响热浸镀锌。因此钢材中的某些成分将对镀层的外观、厚度和光滑度产生较大的影响。钢材的前期工艺（无论是热轧还是冷轧)也会影响铁与熔融锌的反应。若对外观要求较高、有特殊的镀层厚度或表面光滑度要求时，应该在制造或热浸镀锌之前向专家咨询。
表1给出了在445℃～460℃温度下热浸镀锌时钢材成分与某些典型镀层特性之间的关系。
表1镀层特性与钢材成分之间的关系
典型活性元素等级 Si≤0.04% 和P<0.02%
类别
附加信息
典型镀层特性
参见注1 Fe/Zn合金会向镀层的表面延伸。镀 镀层外观光亮，组织较细。镀层外层为层厚度随着硅含量的增加而增加。其 纯锌层他元素也会影响钢的活性，特别是磷含量大于0.35%时，将增加钢的活性
A
0.14%≤Si≤0.25%
B
镀层呈灰暗色外观，组织较粗，镀层组织主要是锌/铁合金并常常延伸到镀层表面，抗操作损伤性能降低
0.04% c
镀层厚度随硅含量的增加而增加
Si>0.25%
D
注1：钢成分中Si十2.5P≤0.09%时也可能会出现这些特性。冷轧钢中Si十2.5P≤0.04%时也可能会出现这些
特性。
注2：熔融锌浴中加人合金元素（如，镍)会明显影响表中的镀层特性。本表没有提供高温热浸镀锌（如530℃～
560℃热浸镀锌）相关指南。
注3；在其他因素的影响下，表中所列的钢材成分将会不同，成分范围也将不同。
6.1.2铸铁
铸铁表面难免会有缩疏松和缩孔，应采用喷砂、电解酸洗或其他特别适合于铸铁的方式清理。常规的盐酸酸洗很难去除铸铁表面沉积的型砂、石墨或回火碳。喷砂可以有效地去除这些污染物。复杂形状工件的表面清理可以委托专业热浸镀锌厂商采用氢氟酸处理。铸铁的截面设计需要特别注意。形状简单、实心截面的小型铸铁，只要材料和表面状况合适，热浸镀锌不会有问题。大型铸铁应该考虑等截面厚度的平衡设计，避免热应力造成的变形和开裂。应该尽量采用较大的内圆半径和数字图案，锐角和深凹槽结构应该尽量避免。
铸铁粗糙的表面将导致其热浸镀锌层厚于热轧零件。 注：铸铁有以下几种形式：
一灰口铸铁：灰口铸铁的含碳量大于2%，且含碳主要以石墨片状形式存在。 一球墨铸铁：成分与灰口铸铁相似，但是石墨主要以球状石墨形式存在，一般加人锰和铈。
4 GB/T19355.2—2016
一可锻铸铁：分为黑口铸铁、白口铸铁和珠光体铸铁。韧性和可加工性受退火工艺的影响，不允许有石墨形
式存在。
6.2表面状况
基体材料在浸人熔融的锌液之前应当进行表面清理。建议采用除油和酸洗除锈的方法清理表面。 应该避免过度酸洗。有些表面污渍是酸洗无法去除的，如碳化膜（轧制油的残余物）、油、脂、油漆、焊渣、 标签、胶、标记材料、加工工艺油和其他类似的污染物，这些应该在酸洗之前去除，可以考虑采用更为快速有效的前处理材料。购买方应负责去除这些污渍，或镀锌方和购买方另行协商。 6.3表面粗糙度对热浸镀锌层厚度的影响
钢材表面的粗糙度对热浸镀锌层的厚度和组织有影响。基体金属不平滑的表面热浸镀锌后一般依然可见。酸洗之前的喷砂、研磨使得钢材表面粗糙，所获得的热浸镀锌层厚于单独采用酸洗的表面。 6.4热切割工艺的影响
火焰切割、激光切割、等离子切割都会改变切割面和周围区域钢材的成分和组织，因此难以获得较薄的镀层，而且会降低镀层与基体之间的结合力。为了更为可靠地获得一定的镀层厚度，保证镀层的结合力，结构件制造厂商应打磨去除火焰切割、激光切割、等离子切割的切割面，并去除锐角。 6.5钢材基体内应力的影响 6.5.1总则
钢铁构件热浸镀锌工艺过程包括浸人清洗、预处理、浸入大约450℃的熔融的锌或锌合金液里，当冶金反应发展到形成完整的镀层时再提出熔液。工件中较大的或非平衡应力在热浸过程中会得到释放。因为钢结构中的应力状态在热浸过程中是不可控的，所以热浸镀锌方不应对钢铁构件在热浸镀锌过程中产生的相关变形负责，除非是由于不适当的操作造成的变形，如工件的机械损伤或错误的悬挂方式。 6.5.2变形开裂
当构件中的残余应力超过了构件所用钢材的抗拉强度时将产生变形开裂，但是这种现象较少发生。 良好的热浸镀锌设计一般可以避免这类问题。
在加热和冷却循环过程中，工件内元素的热膨胀系数不同会产生应力，这些应力与工件内原来存在的应力会产生相互作用。工件内应力合力的大小很难预测。在加热和冷却循环过程中，非平衡应力将增加工件的变形程度。良好的热浸镀锌设计和丰富的结构经验将减小发生变形的可能性。经验表明对某种钢材，如果采用某种前处理、热和机械处理、酸洗、热浸镀锌工艺规程曾经获得令人满意结果，则对于同样一种钢材，采用相同的前处理、热和机械处理、酸洗、热浸镀锌工艺规程将不会产生脆性问题。
硬化和高强度钢（屈服强度大于650MPa)的内应力较大，酸洗和热浸镀锌会增加钢材在锌浴中开裂的危险。尽管这类问题一般发生的可能性较小，但是对于几何形状复杂的大型结构件，酸洗和热浸镀锌之前释放应力将会减小开裂危险。对于这类钢材，热浸镀锌前应该向专家咨询。 6.5.3氢脆
结构钢一般不会因酸洗过程中吸收氢而产生脆性，而且，即使存在残留氢一般也不会对结构钢产生影响。对于结构钢而言，吸收的氢会在热浸镀锌过程中逸出。如果钢的硬度大于34HRC、340HV或 325HB，则有必要减少表面前处理过程中的氢的吸收。结构钢的焊缝和热影响区的硬度一般不超过 340HV。因此，这些区域一般不会因酸洗过程中吸收氢而产生脆性。
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