ICS 25.220.40 A 29
GB/T 19355.1—2016 部分彳弋替GB/T 19355—2003
ZinC COatingS—GUideIineS and recommendations for the PrOteCtiOn against COrrOSiOn Of iron and SteeI in StrUCtUreS— Part 1: General PrindPleS Of design and COrrOSiOll resistance
(ISO 14713-1:2009,MOD)
2016-02-24 发布
2016-09-01 实施
表1锌在典型大气环境中的腐蚀等级及腐蚀速率..........
GB/T 19355«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/T 19355的第1部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分部分代替GB/T 19355-2003«钢铁结构耐腐蚀防护锌和铝覆盖层指南》防腐蚀设计的 部分内容，与GB/T 19355-2003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1部分:设计与防腐蚀的
基本原则》；
——将原来混编的热浸镀锌、粉末渗锌等章节分离,提出了锌覆盖层设计与防腐蚀的基本原则。
本部分使用重新起草法修改釆用ISO 14713-1:2009«锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的指南和建议
第1部分:设计和防腐蚀的基本原则》。 .
本部分与ISO 14713-1：2009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釆用了在我国已等同或修改釆用国际标准的 国家标准。
本部分由中国机械工业联合会提岀。
本部分由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会(SAC/TC 57)归口。
本部分起草单位:武汉材料保护研究所、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、李秉忠、范凯平、徐广林、潘文干、刘冀鲁、史志民、 沈红卫、褚其峰。
1范围
GB/T 19355的本部分对暴露在不同使用环境下的结构件所使用的防腐蚀锌覆盖层及耐腐蚀等级 提出了设计指南和建议。初始保护涉及到：
--可行的标准工艺；
——设计要求；
--使用环境。
本部分适用于采用以下工艺获得的锌覆盖层：
a） 热浸镀锌层（热浸镀锌制件）；
b） 热浸镀锌层（连续热浸镀锌钢板）；
C）粉末渗锌层；
CI）热喷涂层；
e） 机械镀层；
f） 电镀锌层。
这些指南和建议不涉及镀锌钢服役中的防腐蚀维修。这个问题的指南，可以参见ISO 12944-5和 ISO 12944-8 0
注：各种与产品相关的标准（如钉，紧固件,球墨铸铁管等），对于镀锌层体系提出了具体的要求,这些要求会超出本 标准的本部分所提出的一般性指南。这些特定产品的相关要求,应优先于一般性指南的要求。
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/T 9793热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金（GB/T 9793—2012,ISO 2063： 2005, IDT）
GB/T 9799 金属及其他无机覆盖层 钢铁上经过处理的锌电镀层（GB/T 9799—2011, ISO 2081:2008,IDT）
GB/T 10123 金属和合金的腐蚀 基本术语和定义（GB/T 10123—2001 ,eqv ISO 8044：1999）
GB/T 12334金属和其他非有机覆盖层关于厚度测量的定义和一般规则（GB/T 12334-2001, idt ISO 2064：1996）
GB/T 13912金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法（GB/T 13912-2002, ISO 1461 ：1999,MOD）
GB/T 19292.1 金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 分类（GB/T 19292.1—2003,ISO 9223J992, IDT）
GB/T 19292.2金属和合金的腐蚀 大气腐蚀性 腐蚀等级的指导值（GB/T 19292.2—2003,
ISO 9224:1992,IDT)
GB/T 19355.1—2016
GB/T 19292.4金属和合金的腐蚀大气腐蚀性用于评估腐蚀性的标准试样的腐蚀速率的测 定(GB/T 19292.4—2003,ISO 9226： 1992,IDT)
GB/T 19355. 2 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
(GB/T 19355.2—2016,ISO 14731.2 ：2009 ,IDT)
GB/T 19355. 3 锌覆盖层 钢铁结构防腐蚀的指南和建议 第3部分：粉末渗锌
(GB/T 19355.3—2016,ISO 14731.3 ： 2009 ,IDT)
GB/T 24513.1金属和合金的腐蚀室内大气低腐蚀性分类第1部分:室内大气腐蚀性的测定 与评价(GB/T 24513.1—2009,ISO 11844-1：2006,IDT)
GB/T 26106 机械镀锌层 技术规范和试验方法(GB/T 26106—2010,ISO 12683：2004,IDT)
ISO 12944-5油漆和清漆 钢结构腐蚀防护的涂料防护体系 第5部分：防护涂料体系(PaintS and VarlliSheS一COrrOSiOn PrOteCtiOn Of Steel StrUCtUreS by PrOteCtiVe PaiIIt SySternS一Part 5: PrOteCtiVe Paint SyStem)
ISO 12944-8油漆和清漆 钢结构腐蚀防护的涂料防护体系 第8部分:新工件和维修规范的进 展(PaintS and VarniSheS—COrrOSiOn PrOteCtiOn Of Steei StrUCtUreS by PrOteCtiVe PaiIIt SySternS一Part 8 ： DeVeIOPment Of SPeCifiCatiOnS for new WOrk and maintenance)
EN 10240钢管内部和/或外部防护涂层 自动生产线热浸镀锌规范(Internal and/or external PrOteCtiVe COatingS for Steel tubes一SPeCifiCatiOn for hot dip galvanized COatingS applied in automatic PlantS)
EN 10346 连续热浸镀扁钢产品 交货技术条件(COntinUOUSIy hot-dip COated Steel flat PrOdUCtS一TeChniCal deliVery COnditiOnS)
EN 13438油漆和清漆 建筑用镀锌或渗锌钢铁产品的有机粉末涂层(PaintS and VarniSlUS一 POWder OrgaiIiC COatingS for galvanized Or SherardiZed Steel PrOdUCtS for COnStrUCtiOn PUrPOSeS)
EN 13811 渗锌 铁基产品中锌扩散涂层 规范(SherardiZing一ZinC diffusion COatingS On ferrous PrOdUCtS一SPeCifiCatiOn)
EN 15520 热喷涂 热喷涂部件结构设计的建议(Thermal SPraying一ReCOmmendatiOnS for constructional design Of COmPOnentS With thermally SPrayed COatingS)
3术语和定义
GB/T 12334.GB/T 10123、GB/T 13912、GB/T 9793、GB/T 26106、EN 13811 界定的以及下列术 语和定义适用于本文件。
3.1
大气腐蚀 atmospheric COrrOSiOn
环境温度下，以地球大气作为腐蚀环境的腐蚀(参见GB/T 10123) O
3.2
高温 elevated temperatures
60 C〜200 C范围内的温度。
3.3
异常暴露 exceptional exposure
特殊情况下,这些暴露充分增强了暴露性腐蚀,这些地方增加了腐蚀保护体系的要求。
首次维修寿命 Iife to first maintenance
从初始涂覆时刻算起，到原始覆盖层的保护性能下降到必须对其进行维修才能维持其对基体的保
GB/T 19355.1—2016
护作用的时刻为止的间隔时间。
4材料
4.1钢铁基材
在热浸镀锌中，钢的化学成分,特别是硅和磷的含量会改变钢的反应活性。热喷涂层或渗锌层的保 护性能与钢的冶金和化学性质无关。
可用于热浸镀锌的钢材范围很宽,通常有以下几类：
1） 碳钢，由铁和碳组成，占钢产量的90%［参见ENlOO25-2和ENlOO80］；
2） 高强度、低合金钢,钢中添加有少量其他元素（通常质量分数V2%）,比较典型的是添加1.5% 的镒,在适度增加成本的前提下增加钢的强度［参见ENlOO25］；
3） 为了提高厚截面材料的淬透性,低合金钢中加入其他合金化元素，通常是铝、镒、铭或镣，总含 量多达10%（质量分数）［参见ENIOO83-1］o
钢可热轧或冷轧成型。热轧生产角钢型钢、"H”型钢和其他结构类型构件。有些结构性部件， 如安全栅栏、装饰性栏杆、装饰面板是冷成型的。
铸造和锻造可形成各种不同冶金结构和化学成分的钢铁。这些与热喷涂或渗锌层的保护性能无 关,但需要特别考虑的是铸铁最适合采用热浸镀锌（见GB/T 19355.2）。
4.2锌覆盖层
釆用锌覆盖层是减缓和阻止铁基材料腐蚀的有效方法（参见GB/T 19355本部分第1条所涵盖的 锌覆盖层和锌覆盖工艺范围）。锌覆盖层的应用之所以获得认同，是因为锌层可以通过阻隔效应和电化 学效应保护钢铁。
5锌覆盖层的选择
选择锌覆盖层体系应该考虑以下因素：
a） 服役的一般环境（宏观气候）；
b） 当地环境的变化（微观气候），包括预期未来的变化和任何异常暴露；
C）所要求锌覆盖层体系的首次维修寿命；
d） 辅助部件的需要；
e） 临时保护时后处理的需要；
f） 涂漆的需要，为达到最小的维修成本,对接近其首次维修寿命的最初复合涂层体系或锌覆盖层 进行涂漆；
g） 适用性和成本；
h） 如果体系首次维修寿命小于钢铁结构所需的寿命,应易于维修。
注：在任何特定的大气暴露条件下锌覆盖层的寿命大致与覆盖层厚度成正比。
所选定的体系的施工工序应与钢铁件制造商和锌覆盖层体系应用方协商确定。
6设计要求
6.1防腐设计的一般原则
结构和产品设计将影响保护体系的选择。为适应优化的防护体系而修改设计使其更加合理和
GB/T 19355.1—2016
经济。
设计时应考虑下列a）〜j）项：
a） 应提供安全方便的清洁和维修通道；
b） 坑槽结构容易积存水和污垢,应予避免;平整光滑轮廓的设计有利于防护镀层的应用,并有助 于提高耐腐蚀性。腐蚀性化学品应远离结构部件,例如,采用引流管排出用于除冰的盐；
C）对安装后人无法再进入的部位,所采用的覆盖层体系应按构件要求的使用寿命来设计；
d） 如果存在双金属腐蚀（由于异种金属或合金之间相联系产生的腐蚀），应考虑额外保护措施（见 GB/T 19355.2）；
e） 涂覆的钢铁很可能与其他建筑材料接触,应特别关注接触区域的保护,例如,使用油漆,胶带或 塑料薄膜予以隔离；
f） 热浸镀锌、粉末渗层、机械镀锌层、锌鳞片涂层或电镀仅在工厂进行;热喷涂既能在工厂又能在 现场进行。当锌覆盖层需要油漆,尽管在车间涂装更易控制,但是对于在运输和安装过程中容 易损伤的部位,最终涂装宜在现场进行。在金属覆盖层上进行粉末喷塑时只能在工厂完成。
涂层体系在野外应用时,技术规范应考虑避免已镀覆钢铁在整个安装过程中的损坏,并考虑钢 结构安装完成后的维修程序；
g） 热浸镀锌（根据GB/T 13912）、粉末渗锌或热喷涂,应在弯曲成型和其他成型工序之后进行；
h） 标记的部位和方法,不得影响涂覆的前处理工艺和质量；
i） 采取一定的预防措施,减少加工过程中或加工之后变形的可能性；
j） 工件镀覆过程中的环境条件也需要加以考虑O
6.2不同锌覆盖层工艺的应用设计
热浸镀层的设计规范不同于其他锌覆盖层体系。GB/T 19355.2提供热浸镀层的设计指南。这是 对设计基本原则的补充以获得良好的钢结构设计方案。
粉末渗层的设计规范,可以参见GB/T 19355.3o
热喷涂加工设计时应在初期阶段先与热喷涂锌操作者讨论，以便准备合适的设备能够到达工件的 所有需要喷涂的位置（见EN 1552O）O
电镀锌的设计如电镀一般的设计原则一样,在此不再讨论。机械镀锌层的设计最好与专业人士一 起讨论。在一般情况下,这种工艺最适合能在滚筒中翻滚的小件,但专用的设备可能适用于其他形状的 零件。
6.3管件和空心件
63.1总则
干燥且密封的管件和空心件内表面不需要保护。充分暴露在大气中，或在室内环境下的空心型材， 可能会发生结露,若不密封,应考虑到对其内部和外部进行保护。
6.3.2内外表面的防腐蚀保护
一般而言,结构件内外表面的热浸镀锌层厚度是相同。但是有一些特殊产品的涂层厚度在内部和 外部的表面上是不同的，如配水系统管路（参见EN10240）o当管材和空心件在制成结构件后再进行热 浸镀锌,应设计流锌和排气通道，以便于热浸镀浸锌加工（见GB/T 19355.2） O
结构件内外表面的粉末渗锌层的厚度是相同的。空心型材没有预防措施的必要。当管材进行粉末 渗锌时,锌粉和砂的混合物应在热扩散过程之前装入管件（见GB/T 19355.3） o
6.4连接件
6.4.1紧固件可以使用热浸镀锌、粉末渗锌或热喷涂涂层
螺栓、螺母和其他结构连接部位的保护处理应予足够的重视。理想的情况下，对于一般表面，它们 的防护处理应该提供类似的性能。具体要求则在相应产品标准（如GB/T 5267）和即将出版的一系列 紧固件涂层标准中给出。
钢铁紧固件可采用热浸镀锌（GB/T 13912规定锌覆盖层最小的厚度55 μm）、粉末渗锌或其他覆盖 层。若使用不锈钢紧固件,应采取措施尽量减少双金属腐蚀,参见7.9。
应特别注意高强度摩擦夹紧螺栓连接的配合面。没有必要去除这些地方的热喷涂层、粉末渗锌或 热浸镀层，以获得足够的摩擦系数。但是,应该考虑长期使用产生滑移,避免蠕变,必要时可考虑调整装 配尺寸。
6.4.2涂层焊接的考虑
建议焊接在热浸镀锌、粉末渗锌或热喷涂之前进行。焊接防飞溅喷剂在热浸镀锌前处理工序中不 能去除,应避免使用。岀于这个原因，在采用焊接喷雾剂的地方,建议使用低硅、水溶性喷雾剂。焊接之 后,进行保护镀（涂）之前,表面应达到钢结构预处理标准的规范要求。焊接应该尽量对称,如，主轴线两 侧等量，以避免结构件产生非对称应力。镀（涂）之前应去除焊接残留物。对热喷涂而言常规的预处理 通常是足够的,但是热浸镀锌则需要附加的预处理,特别应该去除焊渣。有些焊接后会残留碱性沉积 物,在热喷涂前应先釆用清洁水清洗后再用喷砂去除这些碱性沉积物。热浸镀锌和粉末渗锌的前处理 工艺即可去除这些碱性沉积物,不需要如此操作。
制造钢结构可以不涂敷防锈底漆，因为在热浸镀、粉末渗锌或热喷涂之前要求去除油漆。
如果焊接应在热浸镀锌、粉末渗锌或热喷涂之后进行,最好在焊接前去除焊接部位的镀（涂）层，以 保证最好的焊接质量。焊接后对焊接部位采用热喷涂、钎焊条或（和）富锌涂料等方式进行适当的修复 性保护。
不建议焊接粉末渗锌制件,但是某些条件下可采用点焊。
对于焊接后需要涂装或粉末喷涂的镀（涂）层钢件,其表面条件应该达到涂装或粉末喷涂前的标准 技术要求。
由不同的金属组成的组装件应该与加工厂商讨论,釆用不同的预处理方法。
根据卫生和安全法规的规定,镀锌件的焊接必须在空气流通的场合下进行。
6.4.3钎焊或软焊接
软焊接组件不能进行热浸镀锌或粉末渗锌，而且,钎焊件也应该尽量避免采用热浸镀锌和粉末渗 锌,很多种类的钎焊不适合进行热浸镀锌或粉末渗锌。如果考虑进行钎焊,就应向热浸镀专家或粉末渗 锌专家咨询。
由于这些工艺中可能会使用腐蚀性助焊剂，为了避免涂层零件的腐蚀,镀（涂）工艺之后必须去除助 焊剂残留物,设计这些部件时也应考虑便于清除助剂残留物。
6.5复合体系
ISO 12944-5和EN 13438给出了有机涂层应用于热浸镀锌涂层或粉末渗锌层的资料。当这样一 个有机涂层得到应用时,长期以来人们用“复合体系”这个术语来表述复合涂层,通常这个术语更多是用 来表述在热浸镀锌制件上涂敷有机涂层。
注：对于指定供应的复合体系，EN 15773提出了供应链中的质量要求。
GB/T 19355.1—2016
因为在钢结构失效之前,钢因腐蚀而损失，因此镀锌钢结构的使用寿命长于最初镀锌层体系的寿 命。如果有必要延长镀锌层的寿命,应该在钢铁生锈之前,最好在锌镀层还残余20 Vm〜30 之前进 行维修。这种在残余镀锌层上加有机涂层体系的总寿命比单一的有机涂层更长。
镀锌层加有机涂层体系的总寿命通常明显地长于单一的镀锌层和单一的有机涂层的寿命之和。这 里存在协同效应，即镀锌层的存在降低了漆膜下生锈,油漆阻止镀锌层的早期腐蚀。如果需要保留一个 适当完整的油漆层作为维修的基础,最初涂敷的涂料体系应该适当地增加厚度。
维修通常在镀锌层外观损坏和老化的时候进行。与油漆相比,镀锌层老化的时间通常比较长。因 此建议锌覆盖层在20年或更长进行首次维修，而相同的涂敷油漆的涂层，由于涂料外观的原因，建议 10年就进行首次维修。还应当指出，油漆老化的区域可能滞留水分,从而加速金属腐蚀,尤其是在不被 雨水冲刷的表面。
如果维修工作被延迟,直到锌覆盖层消耗并已开始生锈,则采用与生锈钢材涂漆相同的方式进行 维修。
6.6维修
如果在钢结构的设计使用年限内,镀层的腐蚀速率较低,不足以影响结构的使用性能,镀锌层可以 不进行维修。如果要求较长的寿命,则应拆除钢结构（或部分）重新镀锌,或在仍保留有油漆涂层情况下 重新涂漆维修涂层。
7不同环境下的腐蚀
7.1大气暴露
锌覆盖层的腐蚀速率是受它暴露在潮湿、污染的空气和表面污染物中时间的影响,但腐蚀速率比钢 慢得多,而且常随时间的延长而减小。GB/T 19292.2给出锌大气腐蚀速率的基本信息。
表1给出几组基本环境（参照GB/T 19292.1）。相对湿度低于60%时，钢铁的腐蚀速率可忽略不 计,且不需要锌覆盖层,如许多建筑物的内部。然而,若有因外观和卫生要求,如食品厂,可能仍然需要 额外附加或不附加涂装封闭的锌覆盖层；当相对湿度高于60%或暴露于潮湿、全浸或长期凝露环境条 件下,钢铁像大多数的金属一样会遭到严重的腐蚀。表面沉积的污染物特别是氯化物和硫酸盐会加速 腐蚀。钢铁表面的沉积物如果吸潮或在钢铁表面生成溶液,会进一步加剧钢铁腐蚀。环境温度也会影 响未加保护钢铁的腐蚀速率,且波动的温度比恒定的温度影响更大。
微观环境，即在钢构件周围占主导地位的环境条件，同样也很重要，因为以它为数据比以基本气候 条件做出的腐蚀评价更为精确。但是在项目的设计阶段,我们往往不知道这些微观环境。然而，因为它 是在总体环境中防腐蚀保护的一个重要因素,应尽可能准确地确定这个因素。桥梁下（特别是在水面之 ±）的环境就是典型的微观环境。
建筑物内部钢构件的腐蚀取决于内部环境而非正常的大气环境,如：户外环境干燥和温度升高的对 它的影响都不明显。建筑物外墙的钢构件的腐蚀与外墙的构造有关,如：钢构件不直接与外墙瓦接触， 而是被一定的空间分割成两个独立的部分时,其腐蚀危害比钢构件与外部环境相接触或直接嵌入外墙 瓦要小。当建筑物内存在工业加工、化学气氛、潮湿或污染环境时,应引起特别的注意。半敞开的钢结 构,如农场的谷仓、飞机库,应考虑为户外环境。
按照GB/T 19292.1的描述,表1列出了锌覆盖层暴露在不同类别的腐蚀环境中的腐蚀速率大致 范围。
GB/T 19355.1—2016
表1锌在典型大气环境中的腐蚀等级及腐蚀速率
|
腐蚀等级C 锌的腐蚀速率rcorr∕（μm∕a） ____腐蚀水平____ |
典型环境（举例） | |
|
室内 |
室外 | |
|
CI 尸 COrrWo∙1 _____WS_____ |
可采暖的室内，湿度相对较低， 污染可忽略不计。如办公室、学 校、博物馆___________ |
干燥或寒冷地区，污染非常低，很少凝露的大气环 境。例如:某些沙漠、北极、南极洲的中心地区 |
|
C2 0.1 < rcorr≤0.7 |
无采暖的室内，温度有变化，相 对潮湿，较少产生凝露，污染较 低。如仓库、体育馆_______ |
温带气候区，污染较低（SO2<5卩g/n?）的大气环 境。例如:农村、小城镇、干燥或寒冷区。 大气环境且有短的时间内湿润、例如沙漠、次北极地区 |
|
__ C3 0.7 VrcOrrW2 中等 |
室内有时产生凝露，生产过程造 成中度污染，如食品加工厂、洗 衣房、酿酒厂、牛奶厂 |
温带气候区，中等污染（SO2：5 pig/n?〜30昭Ar?） 或有一些氯化物影响的大气环境。如市区、低氯化 物沉积的沿海地区。 大气污染较低的亚热带和热带地区_______ |
|
C4 2 V 尸COrrV4 高 |
室内经常产生凝露，生产过程造 成高度污染。如工业生产厂房、 游泳池 |
温带气候区，高污染（So2：30昭/h?〜90昭/m3）或 氯化物影响较大的大气环境。如污染的市区、工业 区、无海水飞溅的海滩、除冰盐影响严重地域。 中度污染的热带和亚热带大气环境_______ |
|
C5 4 <rcorr≤8 很高 |
室内凝露非常频繁、受或同时受 生产过程高度污染，例如工业用 洞窟、热带和亚热带地区通风不 良的库棚___________ |
温带和亚热带地区，严重污染（SO2: 90 μg∕m3 -250 μg∕m3）,有或同时有氯化物严重影响的大气环 境。如工业区、沿海地区海滩上的遮阳棚 |
|
CX 8 Vrco∏∙ £25 极高 |
室内几乎完全处于凝露状态或 长期处于极潮湿的环境中，受或 同时受生产过程高度污染。例 如，潮湿热带气候区不通风的库 棚内，并有室外污染物，如氯化 物、腐蚀刺激的粒状物质飘入 |
亚热带和热带地区（大部分时候是潮湿气候），大气 环境污染极其严重（So2浓度高于250昭/H?）,同 时伴有工业污染和氯化物影响，例如，极端的工业 污染区域、偶尔有海水飞溅的海岸和滨海区域 |
|
注1：沿海地区氯化物沉积很大程度上受海盐向内陆输送因素的影响，如风向、风速、地形、海岸边挡风的海岛、离 海的距离等。 注2：氯化物的极端影响，例如，海水的飞溅或重盐雾。超出了 GB/T 19292.1的等级范围。 注3：具体服役的大气腐蚀类型超出了 GB/T 19292.1的等级范围，如化工行业。 注4：在海洋大气环境下存在氯化物沉积,有遮蔽而无雨水冲刷表面，氯化物的沉积，由于存在盐的吸湿性,腐蚀 等级会更高。 注5：在CX腐蚀等级的环境中，建议以一年的腐蚀损失来确定大气腐蚀类型。 注6：二氧化硫（SO?）浓度的确定至少要花1年的时间，以年平均值表示。 注7： GB/T 24513.1详细描述典型的室内环境腐蚀等级Cl和C2。对室内腐蚀等级ICl到IC5进行了定义和分类。 注8：腐蚀等级的评判标准的依据是腐蚀速率，腐蚀速率是按照标准试样的腐蚀评价方式试验而得 （JAL GB/T 19292.4）。 注9：厚度损失值与GB/T 19292.1所给出的值相同,除此外,每年2皿或以上的速率,数值是釆取四舍五入的整数。 注10：锌的参考材料见GB/T 19292.40 注11：腐蚀速率超过C5等级的上限被认为是极度严重。腐蚀等级CX是指特定的海洋和海洋/工业环境。 注12：首先近似认为,所有金属锌表面的腐蚀在特定的环境以同样的速度进行。钢铁腐蚀通常会以比锌快10倍 〜40倍,在高氯化物环境下通常会出现更高的比率。数据取自GB/T 19292.1和GB/T 19292.2。 注13：大气环境随着时间发生变化。许多地区大气中的污染物（特别是二氧化硫）浓度逐年降低。这导致了这些 地区的腐蚀等级降低。这也导致锌覆盖层表现出的腐蚀速率低于历史记载的腐蚀性能数据。另一些地 区随着工业的发展污染增加，因此其环境的变化将意味着腐蚀等级的提高。 注14：锌和锌铁合金层的腐蚀速率大致相同。__________________________________ | ||
表2给出了锌覆盖层暴露于不同的腐蚀等级的环境中的首次维修寿命、不同体系的预计最长寿命 和最短寿命以及耐用度分级。耐用度分级如下：
a) 非常低(VL)： O〜V2年；
b) 低(L)： 2年〜V5年；
C) 中等(M)J 5年〜VlO年；
d) 高(H)： 10年〜V20年；
e) 非常高(VH)： 220年。
表2不同锌覆盖层体系在不同腐蚀环境中首次维修寿命
|
体系 |
参考标准 |
最小厚度 μm |
腐蚀等级(GB/T 19292.1) 使用寿命最小/最大(年) 耐用性级别(VL,L,M,H,VH) | |||||||
|
C3 |
C4 |
C5 |
CX | |||||||
|
热浸镀锌 |
GB/T 13912 |
85 |
40∕>100 |
VH |
20/40 |
VH |
10/20 |
H |
3/10 |
M |
|
140 |
67∕>100 |
VH |
33/67 |
VH |
17/33 |
VH |
6/17 |
H | ||
|
200 |
95∕>100 |
VH |
48/95 |
VH |
24/48 |
VH |
8/24 |
H | ||
|
热浸镀锌板 |
EN 10346 |
20 |
10/29 |
H |
5/10 |
M |
2/5 |
L |
1/2 |
VL |
|
42 |
20/60 |
VH |
10/20 |
H |
5/10 |
M |
2/5 |
L | ||
|
热浸镀锌管 |
EN 10240 |
55 |
26/79 |
VH |
13/26 |
H |
7/13 |
H |
2/7 |
L |
|
粉末渗锌 |
EN 13811 |
15 |
7/21 |
H |
4/7 |
M |
2/4 |
L |
1/2 |
VL |
|
30 |
14/43 |
VH |
7/14 |
H |
4/7 |
M |
2/4 |
VL | ||
|
45 |
21/65 |
VH |
11/25 |
H |
6/11 |
M |
3/6 |
L | ||
|
电镀板 |
GB/T 9799 |
5 |
2/7 |
L |
1/2 |
VL |
1/1 |
VL |
0/1 |
VL |
|
25 |
12/36 |
H |
6/12 |
M |
3/6 |
M |
1/3 |
VL | ||
|
机械镀 |
GB/T 26106 |
8 |
4/11 |
M |
2/4 |
L |
1/2 |
VL |
0/1 |
VL |
|
25 |
12/36 |
H |
6/12 |
M |
3/6 |
L |
1/3 |
VL | ||
|
注L寿命采用舍入到整数的数值。耐用性级别是根据首次维修寿命的最小值和最大值的平均值确定,如85 Mm 锌覆盖层在腐蚀等级C4环境下,每年的锌腐蚀速率在2.1 Atm和4.2 μm之间，预计使用寿命85÷2.1 = 40.476(舍入到40年)和85÷4.2 = 20.238年(舍入到20年)。平均使用寿命为(20 +40)÷2 = 30年，标 为“VH”。 注2：保护涂层体系的首次维修寿命:此表中所列出的体系，环境等级和首次维修寿命分类,仅仅表示可选择的 符号。所推荐覆盖层厚度是针对较长的保护寿命的，然而针对较短的使用寿命选择覆盖层厚度往往更为 经济。 注3：本表可用于确定任何锌覆盖层的首次维修寿命。任何给定的环境中腐蚀速率可用腐蚀等级C3到CX来表 示。所选体系的首次维修寿命的最低值和最高值都已在本表中列出。 注4：要获得厚度完全一致的覆盖层是不可能的。本表的第三列表示每个体系覆盖层的最低平均厚度。在实践 中,整体可能会大大超过这个最低值,这是非常重要的，因为锌覆盖层能够为邻近区域提供保护,这会提前 损耗覆盖层。 注5：应该注意,EN 10240要求的厚度为最小局部厚度。此外，在这些表中所列的覆盖层厚度可能与一些标准中 特定的覆盖层厚度不一致。 | ||||||||||
表2 （续）
|
体系 |
参考标准 |
最小厚度 μm |
腐蚀等级（GB/T 19292.1） 使用寿命最小/最大（年） 耐用性级别（VL,L,M,H,VH） |
|
C3 C4 C5 CX | |||
|
注6：表中给出了适用热镀锌的结构钢、冷轧型钢的锌覆盖层应用及适用于冷成型后的电镀锌钢板、热喷涂锌 层、机械镀锌层、粉末渗锌层的指南。较薄的材料制成的热浸镀锌成品和半成品、紧固件和其他经离心法 除余锌的工件的镀层厚度往往较薄（可参见相关的产品标准）。因为锌覆盖层的寿命大致与其厚度或涂覆 量成正比，可以据此评估这些较薄覆盖层的相应性能。 注7：锌/铝合金涂层（5%〜55%的铝）的使用寿命通常会比纯锌更长,在广泛使用之前，未列入本表。这些材料 的分级可在大量发表的技术文献中获得。 注8：热浸镀锌产品厚度:GB/T13912标准规定对应于厚度＞6 mm的钢材，热浸镀锌涂层的厚度不低于85 μmo 厚度低于6 mm的钢材、自动热浸镀锌管和离心除余锌的工件（通常为螺纹件及其他零件）的镀层厚度较 薄,但一般也要求大于45 μm0当这些不同厚度的镀层的使用地方确定时,它们的使用寿命可以通过计算 确定;锌覆盖层的使用寿命和它的厚度成正比。对于管材，EN 10240为买方提供了一个附件,规定了可获 得更长使用寿命的较厚镀层的技术条件。GB/T 13912没有对厚度超过85 μm的热浸镀锌层提出规定要 求,但是通常标准所适用的规定可以和具体的厚度数据一起构成具有第三方验证能力的规范。了解钢材 的成分是很重要的，在签订合同之前应向热浸镀锌专家咨询，因为并不是所有的类型的钢材都能获得超厚 的镀锌层。钢材合适才能签订超厚镀锌层合同。 注9：粉末渗锌产品厚度：EN 13811规定3级渗锌层的厚度可达45 /ɪm,但为了特殊应用可用更厚的渗层，渗层 厚涂层可高达75 μm0在需要超厚渗锌层的时候应向粉末渗锌专家咨询，因为并不是所有的类型的钢材都 能获得超厚的渗锌层。 注10：热喷涂锌层：热喷涂后通常增加一道封闭涂层,形成一个腐蚀防护涂层体系。涂层体系的性能较大程度上 依赖于有效的喷涂施工过程。GB/T 19355的本部分没有提供性能数据,进一步的指南见EN 1552Oo | |||
7.2 土壤腐蚀
土壤的物理和化学性质变化范围较宽，如PH值变化从2.6〜12,电阻从几十欧姆至约IOO k∩,± 壤总体是非同质化的，这些都意味着锌镀层在土壤中的腐蚀不可能一致。土壤中的腐蚀情况取决于矿 物质的含量、矿物质的性质、有机物的成分、水和氧含量（有氧腐蚀和厌氧腐蚀）。受污染土壤中的腐蚀 速率通常高于未受污染土壤。有关土壤腐蚀性的基本指南可参见EN 125Ol-Io
一般而言,含石灰和砂土的土壤（假如不含氯化物）腐蚀性最弱，而黏土和黏泥灰土的腐蚀性也有 限,对于泥塘和泥炭土壤来讲,腐蚀性取决于土壤中总体酸含量。
许多钢铁结构,例如管道、隧道、罐体装置由于穿过了不同类型的土壤，因氧浓差电池的形成会导致 局部区域（阳极区）腐蚀加剧（点蚀）。对于某些应用，如土质加固，可结合镀锌层釆用控制性回填。
腐蚀电池也可能在土壤一空气、土壤一地下水的界面处形成,这也会导致腐蚀加剧，对这些区域应 加以特别关注。另外,对土壤中（或水中）的钢结构采用阴极保护,则不仅能降低对保护涂层的要求,而 且能延长使用寿命。对于复杂的环境,应征求专家的意见以得到充分指导。
虽然锌覆盖层在大多数土壤里的年平均腐蚀速率低于10卩m,但是特定的土壤环境中的腐蚀影响 因素是很复杂的，对于复杂的腐蚀环境应该详细地向专家咨询。
7.3水中腐蚀
水的类型（软或硬的淡水、微咸水、盐水）对水中钢铁的腐蚀和金属保护涂层的选择起主要作用。 对于锌覆盖层,腐蚀的主要影响因素是水的化学成分,但水的温度、压力、流速、流动性及氧含量也很重 要。例如,锌不能应用于热的不结垢的水中；在冷凝水中也会发生严重腐蚀,尤其在55 C〜80 °C之间 （如桑拿浴环境中）。另外,任何水温条件下的锌覆盖层都能提供阻隔性保护;温度低于60 £以下的锌 覆盖层还能提供阴极保护。锌覆盖层在低温结垢水中的寿命通常比在无垢水中长（可釆用RyZnar或 LangeIier指数来计算水是否结垢）。因为淡水的成分变化很大,应该参照早期的经验或向专家咨询。
对热水而言,应重视专家的意见（亦可参见EN 12502-3） o用于各种供水系统钢构件（包括管道、配 件、水箱及箱盖）的覆盖层,凡是与饮用水接触的,都应无毒,不应使水变味、变色、变浑浊,不会导致水中 细菌繁衍。水箱的热浸锌层若需要进行涂装保护,应采用高标号沥青涂层。
涨落区，（即：由于水的自然涨落,如:潮汐运动而带来水位变化的区域;或船闸及水库里人为造成水 位变化的区域）或飞溅区均应予以特别重视。因为除了水的侵蚀之外,还存在大气腐蚀和磨料侵蚀。
影响淡水腐蚀的因素复杂,难以给出简单的指南。以下给出了一些海水的指南,但是需要强调的 是,对于所有的水环境、复杂条件的腐蚀问题,都应该向专家咨询以获得全面的指导。
锌在温带海水中的平均腐蚀速率通常介于每年10 μm和20 Mm之间。通常,热浸镀锌管,热浸镀 锌/电镀锌钢板,其他适合于热浸镀锌、粉末渗锌、电镀锌或机械镀锌的钢铁结构件,在海水中使用时通 常都需要有附加的保护（见ISO 12944-5、ISO 12944-8和EN 13438） O咸水的腐蚀性可能高于或低于海 水,无法对其使用寿命进行一般性评估。
关于热浸镀锌涂层在水的储存和分配系统中的腐蚀性能指南,可以参见EN 12502-30
7.4磨料侵蚀
发生在水中的砾石漂移、砂粒磨损、波浪飞溅等会引起自然机械磨损，风尘颗粒（如砂）还会加剧侵 蚀。与传统的涂料涂层相比,锌覆盖层具有较高的抗磨料侵蚀能力（十倍或更高）。锌-铁合金的硬度特 别高。人行道、机动车道或两者混合区域会发生严重磨粒侵蚀。粗糙碎石下的部位也会受到严重冲蚀 和磨损。锌覆盖层和钢之间良好的结合力（尤其是具有锌铁合金反应的热浸镀锌和粉末渗锌）有利于降 低这类影响。
7.5化学侵蚀
影响锌覆盖层在液态化学环境中的腐蚀性能的首要因素是化学溶液的PH值。锌覆盖层在PH值 5.5以上和PH值12.5以下的溶液中都有较好的表现。搅拌、通气、温度、钝化和缓蚀剂等因素都可能 会影响涂层的腐蚀率。
在PH 5.5 -PH 12.5范围内，锌的表面会形成保护膜,腐蚀速率很慢。保护膜准确的化学成分取 决于特定的化学环境。由于许多液体PH值在5.5〜12.5范围内，镀锌钢容器被广泛应用于许多化学溶 液的储存和运输,但是应该避免长期或经常与酸或强碱直接接触。
虽然许多有机溶剂对有色金属的影响都很小,但是应用于具体的一种化学物质时应征询专家建议。
7.6高温下的腐蚀
上述所有的锌覆盖层一般都适用于高温环境,但是有机材料或涂层则另当别论。
GB/T 19355标准的本部分不考虑200 °C以上的情况。
200 C〜500 °C之间的温度只出现在特定的结构和工作条件下，如钢制烟囱、暖气管道、焦化厂的 煤气输送总管。暴露在这类环境中的覆盖层应征求专家意见。
粉末渗锌层的耐高温性能可以达到600 OCO
7.7接触混凝土
当湿气通过裂缝和空隙渗透进入混凝土时,与混凝土接触的未受保护的钢制件会发生腐蚀。钢和 氧气或湿气反应产生的氧化产物能够产生足够的压力会损坏混凝土（如开裂）。锌覆盖层（通常为应用 于钢筋上热浸镀锌层,见ISO 14657）,可长时间阻止这种损坏,这取决于具体接触的环境类型。
由多种有益因素的联合作用,镀锌钢筋在混凝土中有较好的防腐蚀性能。其中最重要的因素是,锌 镀层开始腐蚀的氯化门槛大大高于（2倍〜4倍）无涂层钢。此外，锌钝化的PH值范围比钢大,使镀锌 钢筋有能力抵抗在混凝土凝固期间碳酸化作用造成的PH值降低的影响。即使镀锌层开始腐蚀，其腐 蚀速率也大大地低于无镀层钢O
与钢相比,锌在较低的PH值下仍然能保持可钝化性（9.5 : 11.5）,这使得镀锌钢筋在混凝土凝固期 间因碳酸化作用造成的腐蚀较低。
锌与潮湿的混凝土反应,析出氢气,形成羟基锌酸钙。这种腐蚀产物是不溶性的且可以保护底层的 锌（在周围的混凝土混合物的PH值低于13.3的条件下）。
研究表明，在覆盖层钝化和混凝土硬化之前存在初期反应,部分覆盖层的纯锌层会被溶解。然而， 一旦混凝土硬化,羟基锌酸盐腐蚀产物层形成,这种初期反应即停止。对从野外钢结构中回收的镀锌钢 筋的研究表明，镀锌层上保留的钝化状态可以延长使用周期，即使是暴露在周围混凝土含氯量较高的情 况下。
对于PH值较高或含氯的混凝土环境,锌表面可采用专门的后处理方法进行钝化,作为一种防护措 施防止过度析氢,一些严重的案例表明，过度析氢会减小钢筋的抗拉强度。对一般混凝土环境的研究表 明，钝化与不钝化的镀锌钢筋在结合强度上没有统计学差异。
根据EN 13811,粉末渗锌可钝化，因此无论是在高氯或低氯混凝土中都可获得应用。在所有其他 方面,与混凝土接触的粉末渗锌的行为方式与热浸镀锌的相同。
7.8接触木材
镀锌产品有很多非常成功的应用,其中包括与各类木材接触的用途。但是,应该注意,镀锌层应该 避免直接与刚进行酸性防腐剂处理的木材直接接触。但是一旦木材干燥、防腐剂固定以后,则镀锌层可 以与木材接触，即使是木材再次被打湿也不会有影响。很多酸性木材,如，橡树、甜栗树、西方铅笔柏和 花旗松都可以与镀锌工件连接使用,虽然可能会有一些初始腐蚀。在这种情况下,应该考虑采用隔离技 术,如,采用有机涂料涂敷接触部位。
由于采用热扩散工艺,粉末渗锌层由锌/铁合金组成,形成的表面具有较高的摩擦系数,类似于许多 热浸镀锌工件的合金层发展到了整个镀层。这些覆盖层可以满足高负荷的要求，用于固定木材,如，用 于钉子的表面保护。
7.9双金属接触
当两种不同金属直接接触，同时有电解质存在（如水气），可能会发生双金属腐蚀，在电化学序列中 （参见表3）,电位较负或呈阳极的金属会优先腐蚀从而阻止了其他金属的腐蚀。
表3锌与其他金属的相对电极电位
阳极——更容易腐蚀
镁
锌
表3 （续）
阳极--更容易腐蚀
铝
碳钢和低合金钢
铸铁
铅
锡
铜,黄铜,青铜
镣（钝态）
不锈钢
钛
阴极--不容易腐蚀
双金属效应是牺牲性保护作用的基础,如果锌覆盖层（如热浸镀锌层）局部被破坏,使得钢铁小面积 暴露,锌覆盖层仍然可以提供牺牲性保护。锌覆盖层会优先腐蚀以保护在电化学系列中处于它下面的 任何金属。
发生双金属腐蚀的程度取决于多项因素,包括:相接触的具体金属，两种金属表面积的比率和暴露 的环境。
一般来说,双金属腐蚀程度会随着两个金属之间的电极电位差的增加而增大,两种金属在电化学序 列表中的位置相差越远则电极电位差越大。这部分差异取决于这两种金属在电化学系列中的位置。然 而，电极电位可能因氧化层的形成而改变，因此双金属腐蚀的程度不能单独依靠电极电位来确定，而以 下所述的其他因素也很重要。
两种金属的表面积之间的比率是非常重要的，阳极与阴极金属的表面积之比越高越好。如果发生 较大的氧还原反应,这个比率会减少,这样会增加阳极金属的腐蚀。
暴露条件是至关重要的，电解质必须对两种金属提供电桥,双金属腐蚀才可能发生。因此在干燥的 室内环境中，双金属腐蚀的可能性是非常低的，而在室外大气环境中，双金属腐蚀的可能性会增加，这由 于存在雨水和露水。然而,最坏的暴露环境是浸泡在溶液中，电解质长期桥接这两种金属。
通常两种金属彼此绝缘会减小双金属腐蚀的可能性。对于螺栓连接,这可通过使用氯丁橡胶或塑 料垫圈达到目的,而对于重叠表面,可使用塑胶垫片，或在一个表面上涂敷合适的涂料来实现。…
在大气环境下,若热浸镀锌钢与其他金属的表面积之比较高,通常热浸镀锌钢与大多数常用工程金 属相接触都可以正常地服役,如表4所示。相反,在浸泡条件下,双金属腐蚀的效果显著增加,通常需要 釆取某种形式的隔离措施。
表4锌和其他金属材料直接接触时的额外腐蚀
|
金属 |
大气暴露 |
浸泡 | |||
|
乡村大气 |
工业或城市大气 |
海洋大气 |
淡水 |
海水 | |
|
铝 |
a |
a-b |
a-b |
b |
b-c |
表4 （续）
|
金属 |
大气暴露 |
浸泡 | |||
|
乡村大气 |
工业或城市大气 |
海洋大气 |
淡水 |
海水 | |
|
黄铜 |
b |
b |
a-c |
b-c |
c-d |
|
青铜 |
b |
b |
b-c |
b-c |
c-d |
|
铸铁 |
b |
b |
b-c |
b-c |
c-d |
|
铜 |
b |
b-c |
b-c |
b-c |
c-d |
|
铅 |
a |
a-b |
a-b |
a-c |
a-c |
|
不锈钢 |
a-b |
a-b |
a-b |
b |
b-c |
|
“a”是指锌覆盖层不会受到任何额外腐蚀,在最坏的情况，只有很轻微的额外腐蚀,通常在服役中可以容忍的。 “b”是指锌覆盖层将遭受轻微或中度的额外腐蚀,在某些情况下是可容忍的。 “c”是指锌覆盖层可能会受到相当较严重的额外腐蚀,通常是要有必要的防护性措施。 “d”是指锌覆盖层可能遭受严重的额外腐蚀,并应避免接触。 | |||||
与镀锌钢结构相接触的金属或合金应用指南如下：
a） 铝：由于与空气接触铝的电极电位相对较低,双金属腐蚀比较严重。然而,应当记住,在镀锌钢 与铝彼此结合使用，铝为覆盖面的应用条件下，由于铝板的表面区域较大,建议采用隔离措施。
b） 铜：由于镀锌钢与铜和含铜合金接触时产生的电极电位差较大,建议采取电绝缘措施，即使在 大气环境下。设计时也要避免可能存在水从铜流向镀锌钢件表面的地方，因为溶解在水里的 少量的铜会产生沉积,导致双金属腐蚀发生。
C）铅:在大气环境下与铅发生双金属腐蚀可能性很低,相关报道也说明没有问题,例如，与锌和镀 锌产品一起使用的防水板,采用铅固定的镀锌杆桩。
d）不锈钢:不锈钢与镀锌钢的最常见的应用是大气环境中螺母和螺栓的组合。由于双金属腐蚀 可能性低,而且不锈钢紧固件面积小,虽然双金属腐蚀通常不是一个问题,但是更多的实践中 还是保留用绝缘垫圈绝缘的习惯。
实践经验表明，当锌与其他金属的表面积比率较高，显示的等级为“a”或“a-b”时，接触的结果很少 或不增加腐蚀。然而，当表面积的比率降低或腐蚀率较高时,可能需要采用一定的绝缘措施。
8适用于锌覆盖层的加速试验方法
盐雾试验不能用于准确测试锌覆盖层钢，因为它们加速失效机理是不适用的。如果没有一个合适 的干/湿循环,锌层无法形成氧化层。缺少氧化层,金属锌受到不断地侵蚀,预测得到的锌覆盖层使用寿 命非常低。
注：在许多镀锌钢应用中，正努力开发准确的测试方法来测定合适的“加速”使用寿命。在美国，其中一个防腐蚀试 验体系是ASTM B117o ASTMG- 1金属腐蚀委员会具有高于盐雾标准ASTM Bl 17和ASTMG85的仲裁权。 委员会通过与使用ASTM B117相关的决议√4ASTM G-1金属腐蚀委员会确认,按照ASTM标准B117进行 的盐雾试验结果与自然环境中的性能几乎没有相关性。因此，委员会建议,在其他以此为目的的标准中，这个 试验不具有实用性和引用价值,除非进行长期大气暴晒证实。在ISO / TC 107 SC 7,适用于金属覆盖层体系的 加速试验的使用指南正在准备之中O
参考文献
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[2] GB/T 5267.3紧固件热浸镀锌层
[3] GB/T 20852金属和合金的腐蚀大气腐蚀防护方法的选择导则
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[5] EN 10025-2热轧结构钢产品第2部分:非合金结构钢的交货技术条件
[6] EN 10025-6热轧结构钢产品 第6部分:淬火和回火条件下高屈服强度结构钢板交货技术 条件
[7] EN 10080混凝土钢筋可焊接钢筋总则
Eδ] EN 10083-1淬火回火钢 第1部分:通用交货技术条件
[9] EN 12501-1金属材料耐腐蚀防护土壤腐蚀的可能性第1部分:总则
E10] EN 12502-1金属材料耐腐蚀防护 水分配和存储系统中腐蚀的可能性评估指南 第1部 分:总则
Elll EN 12502-3金属材料耐腐蚀防护水分配和存储系统中腐蚀的可能性评估指南在水 的分配和存储系统评估的指导 第3部分:铁基材料热浸镀锌的影响因素
E12] EN 15773热浸镀锌钢或粉末渗锌制件粉末有机涂层的工业应用（复合体系）技术条件、 建议和指南
[13] ASTM B117盐雾试验仪器操作标准
[14] ASTM G85-02el改性盐雾试验标准方法
中华人民共和国
国家标准
锌覆盖层钢铁结构防腐蚀的 指南和建议第1部分： 设计与防腐蚀的基本原则
GB/T 19355.1—2016
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