钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其包括在线依次进行的脱脂处理、漂洗、酸洗除锈、漂洗、助镀处理和烘干步骤；所述脱脂处理和酸洗除锈均是在低于40℃的条件下进行的，不仅降低了能耗，而且显著降低了酸雾和碱雾的排放；而且采用本发明的前处理工艺，在不添加稀土助镀剂，在锌浴中不添加稀土的情况下，能实现对锌铝合金的热浸镀，并且锌铝合金镀层厚度更加均匀，不出现漏镀等缺陷。
【专利说明】钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热浸镀锌的【技术领域】，更具体地说，本发明涉及一种钢管热浸镀锌在 线自动化前处理工艺。
【背景技术】
[0002] 钢铁材料的腐蚀无时无刻不在发生。据统计，每年约有10%的钢材因为腐蚀而无 法回收。为防止腐蚀，减少因钢铁材料腐蚀而造成的巨大损失，就必须采取各种各样的防腐 方法，对钢铁表面，例如钢管表面进行热津镀锌处理就是一种普遍采用的处理方法。热浸镀 锌钢管具有较强的耐腐蚀性和强度，能够广泛应用于煤气、暖气和水的输送管道。但是单独 的锌镀层即使增加厚度，其抗腐蚀能力以及使用寿命也难以达到实际应用的要求，而热浸 镀锌铝合金，不容易达到理想的工艺条件，即使加入少量的稀土合金也难以避免出现漏镀 的缺陷；而且现有技术中，对钢管进行的碱洗脱脂和酸洗除锈工序均是在加热的条件下进 行的，不仅热量消耗大，而且会产生大量的酸雾和碱雾，还需要消耗大量的电能用于集雾， 而且酸雾或碱雾的大量溢出，还会影响施工现场的环境以及工作人员的身体健康。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种钢管热浸镀锌 在线自动化前处理工艺。
[0004] 为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：
[0005] 本发明所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，包括在线依次进行的脱脂 处理、漂洗、酸洗除锈、漂洗、助镀处理和烘干步骤；其特征在于：所述脱脂处理是指在脱脂 槽内利用碱性脱脂液对钢管进行脱脂，并且脱脂处理的温度为25?40°C，脱脂处理时间 为8?lOmin ;脱脂处理后的漂洗在流动的清水中漂洗，所述的漂洗水的pH值不应超过9 ; 所述酸洗除锈是指在酸洗槽内利用酸洗液对钢管进行酸洗，并且酸洗处理的温度为15? 30°C，酸洗处理时间为5?8min ;所述助镀处理是指在助镀槽中利用助镀剂在55?65°C处 理60?120秒；烘干步骤是指在80?150°C的热空气中烘干3?7分钟。
[0006] 其中，根据需要在所述脱脂槽和所述酸洗槽上还安装有集雾罩。
[0007] 其中，所述的碱性脱脂液含有：12?15wt%的NaOH，3?5wt%的草酸钠，1? 2wt %的羟乙基亚氨基二乙酸钠，0. 2?0. 5wt %的十二烷基硫酸钠和余量的水。
[0008] 其中，所述的酸洗液含有：15?18wt%的HC1，3?5wt%的草酸钠，1?2wt%的 聚烧氧基化帖稀，1. 2?1. 8wt %的十_烧基苯横酸纳和余量的水。
[0009] 其中，所述聚烷氧基化萜烯的结构为：二环[2,2，1]庚烯-0CH2CH 20-[P0]n-[E0] p-[P0] q-R，在所述分子式中，η为2-4, p为10-20, q为10-20,并且R为C1-C6烷基。
[0010] 与最接近的现有技术相比，本发明所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺具 有以下有益效果：
[0011] (1)钢管在低于40°C的条件下进行碱洗除油和酸洗除锈，不仅降低了能耗，而且 显著降低了酸雾和碱雾的排放，据估算酸雾和碱雾的排放量与常规工艺相比减少90%以 上。
[0012] (2)采用本发明所述的前处理工艺，在不添加稀土助镀剂，在锌浴中不添加稀土 的情况下，能实现对锌铝合金的热浸镀，并且锌铝合金镀层厚度更加均匀，不出现漏镀等缺 陷。
【具体实施方式】
[0013] 以下将结合具体实施例对本发明所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺做 进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和 深入的理解。
[0014] 实施例1
[0015] 本实施例所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其工艺流程包括依次进行 的脱脂处理、漂洗、酸洗除锈、漂洗、助镀处理和烘干步骤。烘干后在温度为430?450°C 的锌浴温度下进行浸锌处理，浸锌时间为90?180秒。作为示例性地，所述的锌浴中含有 5 ?8wt% 的 Α1、0· 2 ?0· 3wt% 的 Ti、0. 6 ?0· 8wt% 的 Si、l. 2 ?1. 5wt% 的 Ni 和余量的 锌。其中，所述脱脂处理是指在脱脂槽内利用碱性脱脂液对钢管进行脱脂，所述的碱性脱 脂液含有：12?15wt%的Na0H，3?5wt%的草酸钠，1?2wt%的羟乙基亚氨基二乙酸钠， 0. 2?0. 5wt %的十二烷基硫酸钠和余量的水，脱脂处理的温度为25?40°C，脱脂处理时 间为8?lOmin。脱脂处理后的漂洗在流动的清水中漂洗，所述的漂洗水的pH值不应超 过9 ;所述酸洗除锈是指在酸洗槽内利用酸洗液对钢管进行酸洗，所述的酸洗液含有：15? 18wt%的HC1，3?5wt%的草酸钠，1?2wt%的聚烧氧基化廠烯，1. 2?1. 8wt%的十二烧 基苯磺酸钠和余量的水，所述聚烷氧基化萜烯的结构为：二环[2,2，1]庚烯-0CH2CH 20-[P0] n-[EO]p-[PO]q_R，在所述分子式中，η为2_4，p为10_20，q为10-20,并且R为C1-C6烷基； 并且酸洗处理的温度为15?30°C，酸洗处理时间为5?8min ;所述助镀处理是指在助镀槽 中利用助镀剂在55?65°C处理60?120秒，所述的助镀剂含有3?5wt%的ZnCl2、8? 12wt %的NH4C1、2?3wt %的CaF2、1?2wt %的三乙醇胺和余量的水；烘干步骤是指在80? 150°C的热空气中烘干3?7分钟。在本发明所述的前处理工艺中，根据需要在所述脱脂槽 和所述酸洗槽上还安装有集雾罩。采用本实施例所述的方法不仅可以在低于40°C的条件 下进行碱洗除油和酸洗除锈，不仅降低了能耗，而且显著降低了酸雾和碱雾的排放。而且， 对于热浸镀锌铝合金，在不添加稀土助镀剂的情况下，钢管表面出现漏镀的面积不高于1 % (漏镀是指镀锌层厚度低于平均厚度的50%以下的地方）。
[0016] 比较例1
[0017] 采用的碱性脱脂液含有：12?15wt%的NaOH，1?2wt%的羟乙基亚氨基二乙酸 钠，0. 2?0. 5wt %的十二烷基硫酸钠和余量的水。该碱性脱脂液只有当温度达到70?90°C 时才能对所述钢管进行满意的脱脂处理（脱脂效果与实施例1相当）；而且脱脂处理时间 需要12?20min。
[0018] 比较例2
[0019] 采用的碱性脱脂液含有：12?15wt %的NaOH，3?5wt %的乙酸钠，1?2wt %的羟 乙基亚氨基二乙酸钠，〇. 2?0. 5wt%的十二烷基硫酸钠和余量的水。该碱性脱脂液只有当 温度达到60?90°C时才能对所述钢管进行满意的脱脂处理（脱脂效果与实施例1相当）； 而且脱脂处理时间需要12?15min。
[0020] 比较例3
[0021] 采用的碱性脱脂液含有：12?15wt%的Na0H，3?5wt%的柠檬酸钠，1?2wt% 的轻乙基亚氣基-乙酸纳，0. 2?0. 5wt%的十_烧基硫酸纳和余量的水。该喊性脱脂液只 有当温度达到60?90°C时才能对所述钢管进行满意的脱脂处理（脱脂效果与实施例1相 当）；而且脱脂处理时间需要12?15min。
[0022] 比较例4
[0023] 采用的碱性脱脂液含有：12?15wt %的NaOH，3?5wt %的草酸钠 ，(λ 2?(λ 5wt % 的十二烷基硫酸钠和余量的水。该碱性脱脂液只有当温度达到70?90°C时才能对所述钢 管进行满意的脱脂处理（脱脂效果与实施例1相当）；而且脱脂处理时间需要12?20min。
[0024] 比较例5
[0025] 采用的酸洗液含有：15?18wt%的HC1，1?2wt%的聚烷氧基化萜烯（同实施例 1)，1. 2?1. 8wt%的十二烷基苯磺酸钠和余量的水。该酸洗液只有当温度达到40?60°C 时才能对所述钢管进行满意的除锈处理（脱脂效果与实施例1相当）；而且除锈处理时间 需要8?12min。
[0026] 比较例6
[0027] 采用的酸洗液含有：15?18wt%的HC1，3?5wt%的柠檬酸钠，1?2wt%的聚烷 氧基化萜烯（同实施例1)，1. 2?1. 8wt%的十二烷基苯磺酸钠和余量的水。该酸洗液只 有当温度达到40?60°C时才能对所述钢管进行满意的除锈处理（脱脂效果与实施例1相 当）；而且除锈处理时间需要8?12min。
[0028] 比较例7
[0029] 采用的酸洗液含有：15?18wt%的HC1，3?5wt%的乙酸钠，1?2wt%的聚烷氧 基化萜烯（同实施例1)，1. 2?1. 8wt%的十二烷基苯磺酸钠和余量的水。该酸洗液只有当 温度达到40?60°C时才能对所述钢管进行满意的除锈处理（脱脂效果与实施例1相当）； 而且除锈处理时间需要8?12min。
[0030] 比较例8
[0031] 采用的酸洗液含有：15?18wt%的HC1，3?5wt%的草酸钠，L2?L8wt%的 十二烷基苯磺酸钠和余量的水。该酸洗液只有当温度达到40?60°C时才能对所述钢管进 行满意的除锈处理（脱脂效果与实施例1相当）；而且除锈处理时间需要8?12min。
[0032] 比较例9
[0033] 采用的助镀剂含有3?5wt%的ZnCl2、8?12wt%的NH4C1、2?3wt%的CaF 2和 余量的水。烘干后在温度为430?450°C的锌浴温度下进行浸锌处理，浸锌时间为90? 180秒。采用与实施例1相同锌浴，其中含有5?8wt%的A1、0. 2?0. 3wt%的Ti、0. 6? 0.8wt%的Si、l. 2?1. 5wt%的Ni。在相同的热浸镀时间下，镀层厚度比实施例1薄，而且 漏镀面积一般为5?10%，镀层质量不稳定，产品合格率不高。
[0034] 比较例10
[0035] 采用的助镀剂含有3?5wt %的ZnCl2、8?12wt %的NH4C1、1?2wt %的三乙醇胺 和余量的水。烘干后在温度为430?450°C的锌浴温度下进行浸锌处理，浸锌时间为90? 180秒。采用与实施例1相同锌浴，其中含有5?8wt%的A1、0. 2?0. 3wt%的Ti、0. 6? 0. 8被％的51、1.2?1.5被％的附。在相同的热浸镀时间下，镀层厚度比实施例1薄，而且 漏镀面积一般为5?8%，镀层质量不稳定，产品合格率不高。
[0036] 比较例11
[0037] 采用的助镀剂含有3?5wt%的ZnCl2、8?12wt%的NH4C1和余量的水。烘干后 在温度为430?450°C的锌浴温度下进行浸锌处理，浸锌时间为90?180秒。采用与实施 例1相同锌浴，其中含有5?8wt%的Α1、0· 2?0· 3wt%的Ti、0. 6?0· 8wt%的Si、l. 2? 1. 5wt %的Ni。在相同的热浸镀时间下，镀层厚度比实施例1薄，而且漏镀面积一般为5? 10%，镀层质量不稳定，产品合格率不高。
[0038] 比较例12
[0039] 采用的助镀剂含有3?5wt %的ZnCl2、8?12wt %的NH4C1、2?3wt %的NaF、 1?2wt%的三乙醇胺和余量的水。烘干后在温度为430?450°C的锌浴温度下进行浸锌处 理，浸锌时间为90?180秒。采用与实施例1相同锌浴，其中含有5?8wt%的A1、0. 2? 0· 3wt%的Ti、0. 6?(λ 8wt%的Si、L 2?L 5wt%的Ni。在相同的热浸镀时间下，镀层厚 度比实施例1薄，而且漏镀面积一般为5?10%，镀层质量不稳定，产品合格率不高。
[0040] 对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案 进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合 的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，包括在线依次进行的脱脂处理、漂洗、酸 洗除锈、漂洗、助镀处理和烘干步骤；其特征在于：所述脱脂处理是指在脱脂槽内利用碱性 脱脂液对钢管进行脱脂，并且脱脂处理的温度为25?40°C，脱脂处理时间为8?lOmin ;脱 脂处理后的漂洗在流动的清水中漂洗，所述的漂洗水的pH值不应超过9 ;所述酸洗除锈是 指在酸洗槽内利用酸洗液对钢管进行酸洗，并且酸洗处理的温度为15?30°C，酸洗处理时 间为5?8min ;所述助镀处理是指在助镀槽中利用助镀剂在55?65°C处理60?120秒； 烘干步骤是指在80?150°C的热空气中烘干3?7分钟。
2. 根据权利要求1所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其特征在于：在所述 脱脂槽和所述酸洗槽上还安装有集雾罩。
3. 根据权利要求1所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其特征在于：所述的 碱性脱脂液含有：12?15wt%的NaOH，3?5wt%的草酸钠，1?2wt%的羟乙基亚氨基二 乙酸钠，0. 2?0. 5wt %的十二烷基硫酸钠和余量的水。
4. 根据权利要求1所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其特征在于：所述的 酸洗液含有：15?18wt %的HC1，3?5wt %的草酸钠，1?2wt %的聚烷氧基化萜烯，1. 2? 1. 8wt %的十二烷基苯磺酸钠和余量的水。
5. 根据权利要求4所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其特征在于：所述聚 烷氧基化萜烯的结构为：二环[2,2，1]庚烯-0CH 2CH20-[P0]n-[E0]p-[P0]q-R，在所述分子式 中，η为2-4, p为10-20, q为10-20,并且R为C1-C6烷基。
6. 根据权利要求1所述的钢管热浸镀锌在线自动化前处理工艺，其特征在于：所述的 助镀剂含有3?5wt%的ZnCl2、8?12wt%的NH 4C1、2?3wt%的CaF2、l?2wt%的三乙 醇胺和余量的水。
【文档编号】C23C2/06GK104195485SQ201410257742
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】黄国勤 申请人:丹阳市腾黄钢管镀锌有限责任公司