浅谈二浴法热熔浸铝技术在波形梁护栏板上的应用_行业资讯_长沙中扬钢结构有限公司
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    浅谈二浴法热熔浸铝技术在波形梁护栏板上的应用

    一、前言

    随着我国经济30多年的高速发展,公路基础设施建设日新月异,同时对交通安全也更加重视,人们对工程质量的认识不断提高,这就对交通安全设施材料提出了更高的要求。

    波形梁钢护栏是介于混凝土防撞护栏和缆索护栏之间的一种半刚性护栏,已广泛应用于高速公路的安全防护设施上,近年在地方公路上也已普及。由于护栏板长期暴露于大气中、受到风吹日晒、雨淋及汽车尾气的腐蚀怍用。就要求护栏板应有足够的耐大气腐蚀性。国际上初期的高速公路护栏板采用涂漆进行防腐蚀,后改为热镀锌,而钢材表面热浸镀铝在我国是九十年代初开始在高速公路防撞安全设施上被广泛采用的。热浸镀铝钢板材料具有钢的强度、铝的防腐性能,目前辽宁省内高速公路的波形梁钢板护栏大多采用此种工艺进行制作。

    二、工艺原理分析

    钢的热浸镀铝工艺主要有两种,即森吉米尔法和熔剂法。前者又称氧化还原法,主要适用于连续生产线。高速公路护拦板的热浸镀铝主要采用熔剂法。

    熔剂法热浸镀铝技术,其特点是通过对工件的表面净化处理和熔剂保护,以保证钢板在进入铝液后,利用金属表面与铝液的相互化学作用,形成性能优良的镀铝层。其工作原理是当将表面净化处理、浸粘特殊熔剂的钢板浸入铝液中后,熔剂汽化蒸发,使铝液接触纯净的金属表面,固态铁与液态铝之间发 生一系列化学作用,形成由铁铝化合物构成的合金层和纯铝镀层,从而有效地改善金属性质,形成性能优良的波形梁护栏板。用熔剂法加工的高速公路热 浸镀铝护拦表面呈银白色金属光泽,若再经氧化着色处理,可显永久的茶色、果绿色、棕色或黄色等多种色彩。该护拦年腐蚀率仅为0.5um,—般抗腐蚀寿命可达50年以上。

    熔剂法热浸镀铝工艺又分“一浴法”和“二浴法”。“一浴法”是将溶剂覆盖在液态铝表面,使工件穿透此溶剂层进入铝液浸铝的方法,“二浴法”是预先将工件表面浸粘溶剂层,再浸铝的方法。前者工艺简单,设备投资少,但对熔盐的组成要求严格,工艺质量不易保证,因铝盐反应而易于老化,熔盐挥发而浪费量大,且铝锅易腐蚀,寿命短。后者虽然需要2 个高温炉子,但对熔盐组成无过分要求。二浴法热熔浸铝技术与其他热熔浸铝技术相比,具有工艺条件宽,适合加工单件重量大镀件,铝层不易产生漏镀,铝层致密无针孔等优点,比较适合像护拦板这样大件的热浸镀铝作业。(如图1图2)

    上图为两种镀铝钢板断面在显微镜下的形态,图1为采用“一浴法”生产的钢板,表面粗糙,镀铝层疏松不均匀;图2为采用“二浴法”生产的钢板,由于提前用溶剂对钢板进行了预处理,使镀层表面光滑,均匀,且更加密实,防腐效果更好。

    三、与镀锌防腐技术对比

    1、常规大气中

    锌与大气中的水、二氧化碳、氧的共同作用下,生成不易溶解的、稳定的碱式碳酸锌,它牢固的附在钢材表面,阻止锌的继续腐蚀,从而保护钢材不受腐蚀。铝在这种情况下,生成致密的三氧化二铝钝化膜,也保护钢材不受腐蚀,所以在种种情况下,锌和铝同样可以保护基体。

    2、特殊大气中

    在公路两侧由于大量汽车尾气的存在,大气中含有大量的二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、二氧化氮等介质。在这种情况下,镀锌层表面不会产生稳定的碱式碳酸锌,而生成可溶性的硫化锌等化合物,这些化合物别溶解流失后,锌重新被暴露出来,腐蚀继续进行,所以锌的阻挡作用消失,当锌被腐蚀完后,基体就将受到严重的腐蚀破坏。铝层在上述环境中,仍然可以生成致密的三氧化二铝钝化膜,这种钝化膜对汽车尾气中的化学成分都是稳定的,所以不会发生腐蚀反应。相比之下,在这种环境中,铝层的阻挡保护作用要远强于锌的保护作用。

    可以看出,从保护机理所存在的区别来看,铝层的耐自然环境腐蚀性能要好于锌的耐腐蚀性能,也更加适用于公路护栏防腐。这个结果也被表1试验数据所充分证实。(如表1)

    在实际应用中镀锌护栏板会很快变灰色并锈蚀,而改用热镀铝护栏板,尤其在沿海地区的公路应用中,镀铝的护栏板在工业大气条件下的耐蚀性是镀锌板的3倍,在海洋大气条件下也超过1.5倍。而热浸镀铝护栏板的生产成本又低于镀锌护栏板,因此用镀铝护栏板代替镀锌护拦板其社会效益十分可观。

    四、应用情况

    经过对多家护栏板厂家的调查,由二浴法热熔浸铝技术所得护栏板镀铝层表面光滑无漏镀,具有良好的外观质量,其锅体寿命也明显延长。

    辽宁省自沈大高速公路起开始推广热浸镀铝护栏板,目前省内公路已广泛采用,多年的应用实践证明热浸镀铝护栏防腐蚀性能优良,寿命长。而近年来二浴法热熔浸铝技术的应用,进一步扩大了热熔浸铝技术的技术优势。

    通过护拦板热浸镀铝工艺的研究和生产,证明了该工艺技术可靠、先进实用、操作程序简单、产品质量稳定,具有较大的推广价值。该项目的实施,促进了我国对铝的热浸镀铝工艺的技术研究和工程化实践。同时提高了交通安全设施的工程质量。


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