目前，球墨鑄鐵管采用水泥內(nèi)襯作為內(nèi)防腐方式，鋅加瀝青作為外防腐方式，并在消費(fèi)工藝中曾經(jīng)制造完成，無須施工裝置后停止防腐處置。這已成為國(guó)際外球墨鑄鐵管消費(fèi)廠家的通用做法，防腐效果也十分清楚。
一、 鋅層防腐研討的現(xiàn)狀
在管道防腐的研討中，在1938年最早末尾了鋅層的研討。經(jīng)過多年的有數(shù)種資料的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終找到了廉價(jià)的適用于決大少數(shù)狀況下的防腐資料——鋅，并在1958年正式地在其管道產(chǎn)品上采用鋅層防腐。
如今，鋅層外層防護(hù)曾經(jīng)在世界范圍內(nèi)被證明為最有效的防腐措施之一，可以有效地延伸管道的運(yùn)用壽命。經(jīng)過研討發(fā)現(xiàn)，外防腐組成方式：鋅層+瀝青漆具有密不可分優(yōu)秀的防護(hù)效果，其中的鋅層起著決議性的作用。在歐洲規(guī)范EN 545：1994《供水球墨鑄鐵管、管件》第4.4.2.2條中，以及在國(guó)際規(guī)范ISO 8179-1：1995（E）《球墨鑄鐵管——外涂層——第一局部》第4.4條中都有明白規(guī)則：鋅層密度不得低于130g/m2，局部最低密度不得低于110g/m2。在我國(guó)國(guó)度規(guī)范GB/T17456-1998中，等效地采用了國(guó)際規(guī)范ISO 8179-1：1995。
我國(guó)對(duì)鋅層防腐的研討還比擬少，而在國(guó)外，對(duì)鋅層防腐研討曾經(jīng)有60多年的歷史。外部規(guī)范中，將鋅+瀝青外防腐方式確定為球墨鑄鐵管基本的規(guī)范外防腐層，并適用于絕大少數(shù)的土壤類型，同時(shí)這也是歐洲等興旺國(guó)度的球墨鑄鐵管的規(guī)范外防腐形式。 二、 土壤對(duì)球墨鑄鐵管腐蝕性
1．電化學(xué)腐蝕
金屬與電解質(zhì)溶液接觸會(huì)發(fā)生電化學(xué)作用，其外表與溶液之間發(fā)生電位差，即電極電位。金屬外表會(huì)因晶界、晶體缺陷、夾雜、應(yīng)力和外表損傷不同而能夠存在不同的相，這些電化學(xué)上的不平均性使得金屬外表微觀各部電極電位不同，構(gòu)成了腐蝕原電池。電位低的局部失掉的電子，成為金屬離子，進(jìn)入溶液，稱為陽極；電子流向電位高的局部，成為陰極。這種原電池反響的結(jié)果，致使在金屬外表構(gòu)成少量的鐵銹。
球墨鑄鐵管的氧濃差電池：當(dāng)球墨鑄鐵管道埋設(shè)于濕潤(rùn)的地下時(shí)，頂部的回填土相對(duì)疏松且距空中近，而底部基本上為原土，土質(zhì)致密且距空中遠(yuǎn)。氧氣從頂部滲入時(shí)會(huì)形成管道上下的氧氣濃度差，而管道自身既是電極，又是電極結(jié)合導(dǎo)線；水為電解質(zhì)，于是構(gòu)成"氧濃差電池"。
鐵失掉電子進(jìn)入水膜，氧氣失掉電子成為氫氧離子。
2．微生物腐蝕
微生物腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕，所不同的是介質(zhì)因腐蝕微生物的繁衍和新陳代謝而改動(dòng)了與之接觸的資料界面的某些理化性質(zhì)。習(xí)氣上可分為厭氧腐蝕和好氧腐 蝕。
硫酸鹽恢復(fù)菌SBR是微生物中對(duì)腐蝕影響最大，研討最多的厭氧腐蝕誘發(fā)根源。Von Wogozen Kuhr等人在1974年提出了經(jīng)典的去極化實(shí)際，以為埋地鑄鐵管的點(diǎn)蝕是由于SBR的活動(dòng)經(jīng)過氫化酶將金屬外表去氧，總反響式如下：
4Fe+SO42-+4H2O 3Fe（OH）2+FeS+2OH-
好氧菌為鐵氧化菌、硫化菌和鐵細(xì)菌，經(jīng)過硫細(xì)菌的作用發(fā)生硫酸可以發(fā)作好氧腐蝕。這些細(xì)菌在硫酸濃度到達(dá)10~12%時(shí)興能存活，可以對(duì)鑄鐵發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。另一種緣由是在好氧條件下金屬外表細(xì)菌繁衍而構(gòu)成一個(gè)上下不平不規(guī)則的生物膜。微生物的活動(dòng)使得生物膜內(nèi)環(huán)境發(fā)作變化，如氧濃度、pH值、酸堿度等，使金屬外表構(gòu)成陰陽區(qū)，招致原電池反響。
三、 鋅層防腐作用機(jī)理
鋅層是一層生動(dòng)的維護(hù)層，在防腐效果上表現(xiàn)出絕佳的維護(hù)功用：
1． 電化學(xué)維護(hù)
鐵的電位是－0.440mV，而鋅的電位是－0.763mV，比鐵的電位低，氧的電位為1.4mV。這樣鋅氧之間的電位差較大，更易構(gòu)成原電池，從而將鑄鐵管壁失掉維護(hù)。
2． 構(gòu)成動(dòng)搖的維護(hù)層
在與環(huán)境土壤接觸進(jìn)程中，金屬鋅與土中的碳酸鹽等物質(zhì)結(jié)分解不可溶解的碳酸鋅，這層維護(hù)膜緊緊的粘結(jié)在管壁上，構(gòu)成一層致密延續(xù)的、不可溶解的、不可滲漏的涂層。涂敷在鋅層之上的瀝青密封毛孔也具有極端重要的作用，可以促進(jìn)鋅層轉(zhuǎn)變成動(dòng)搖的和不可溶解的鋅鹽�；瘜W(xué)反響式如下：
ZnZn2++2e-
Zn2++CO32- ZnCO32-
3．損傷的自我愈
在管道運(yùn)輸或裝置進(jìn)程中，能夠會(huì)發(fā)作局部損傷。鋅在原電池的作用下迅速轉(zhuǎn)變成鋅離子。鋅離子經(jīng)過瀝青層密封毛孔的作用遷移并掩蓋損傷，構(gòu)成動(dòng)搖的和不可溶解的維護(hù)鋅層。
Zn2++CO32- ZnCO32-
四、鋅層防腐的重要性
對(duì)極端腐蝕性土壤中49條管線的調(diào)查結(jié)果顯示：
■鋅層防腐管道：效勞期16 ~ 19年，只要兩根管道，0.5mm ~ 0.7mm鑄鐵管壁厚度被腐蝕。
■無鋅層防腐管道：85%管道被腐蝕。
對(duì)1961-1974年間運(yùn)用的管線關(guān)于腐蝕方面的調(diào)查結(jié)果：
瀝青外防腐管道數(shù)量 瀝青+鋅層外防腐管道數(shù)量
截止到1974年年底，腐蝕的管道數(shù)量 35 9
在1961-1974年時(shí)期，運(yùn)用的管道長(zhǎng)度（km） 13700 65150
每1000km 損壞的管道數(shù)量 2.55 0.14
瀝青層+有/無鋅層外防腐實(shí)驗(yàn)：將試樣分為兩組，一組僅涂抹瀝青層，另一組涂抹鋅層，再加上瀝青層，然后在樣片的中央劃出相反尺寸的傷口，再放置到NaCl M/10 ~ Na2SO4 M/100溶液中浸泡一年，最后取出，停止試樣比擬。結(jié)果顯示，僅涂抹瀝青的樣片的防腐層，尤其是傷口處遭到了破壞，基本失掉了維護(hù)作用，而鋅+瀝青的樣片的防腐層堅(jiān)持完整，傷口處也失掉了很好的愈合，參見下圖4。
鋅層在防腐功用上扮演著極端重要的作用：一方面，構(gòu)成的致密的不溶解維護(hù)膜附著在管壁上，可以很大水平地增加電化學(xué)和微生物的腐蝕；另一方面，金屬鋅還具有抗沖擊的塑性變形才干，增強(qiáng)對(duì)管道的維護(hù)。
鋅+瀝青防腐才干還反映在兩者相互間的作用上：鋅與鑄鐵之間以及鋅與瀝青之間具有很好的粘合性，給管道與外界筑起了一道完整的維護(hù)屏障，并預(yù)防防腐失效。鋅還會(huì)經(jīng)過瀝青媒介作用，促使鋅鹽的轉(zhuǎn)變以及自我愈合性的遷移，進(jìn)一步擴(kuò)展了防護(hù)才干，使得能夠出現(xiàn)的創(chuàng)傷失掉及時(shí)的修復(fù)。所以鋅與瀝青的無機(jī)結(jié)合發(fā)生了完美的防護(hù)效果，兩者缺一不可。
僅采用瀝青塑性資料的外防腐的球墨鑄鐵管道，在防腐進(jìn)程中遭到周圍土壤所施加的應(yīng)力作用以及溫差變化的影響，容易發(fā)生穿透防腐層的不規(guī)則裂紋，形成防腐失效。在創(chuàng)傷處由于缺乏鋅層共同的自我愈協(xié)作用，管道基本失掉了應(yīng)有的維護(hù)，形成腐蝕。
五、 結(jié)論
目前，我國(guó)的有些球墨鑄鐵管的運(yùn)用單位，沒有看法到鋅層防腐的重要性。為了節(jié)省投資，人為地省去鋅層，僅采用單層瀝青防護(hù)。從久遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)角度來看，這是得失相當(dāng)?shù)�，大大地延長(zhǎng)了管道的運(yùn)用壽命，并給管道的平安性埋下隱患。
對(duì)鋅層的工藝控制極為注重，為了維護(hù)用戶的利益，不允許出品無噴鋅的球墨鑄鐵管，以確保管道的防腐效果及運(yùn)用壽命。在工藝中采用高壓電噴法，將金屬鋅絲熔化來噴涂鋅層，使之平均、致密、高黏附。同時(shí)還設(shè)定嚴(yán)厲的質(zhì)量檢測(cè)制度監(jiān)視其實(shí)施結(jié)果，并填入當(dāng)天的消費(fèi)記載，內(nèi)容包括：檢測(cè)頻率、管徑、時(shí)間、鋅層重量、鋅層密度等等。
1984年，英國(guó)水研討中心做出的結(jié)論以為：球墨鑄鐵管的鋅層外防腐是十分重要的，可以有效地增加腐蝕。為了增強(qiáng)管道的外防腐才干，有必要將鋅層的密度提高到200g/m2。
對(duì)球墨鑄鐵管來說，到目前為止，鋅加瀝青的外防腐應(yīng)是最好的也是最基本的防護(hù)資料。關(guān)于腐蝕性較強(qiáng)的地域的管道鋪設(shè)，可以在基本防護(hù)層的基礎(chǔ)上，外加聚乙烯膜套，或聚亞安酯涂層，或聚乙烯涂層等方式，來停止特殊維護(hù)。
注：本文的參考文獻(xiàn)大局部取自于外部資料，僅供各位參考。關(guān)于文章采用的一些數(shù)據(jù)我們可以不做出解釋。