摘要：通过宏观和微观观察分析、对畜牧养殖场屋顶使用的热镀锌与热镀铝锌基板彩色涂层钢板进行检测，结果显示热镀锌基板耐腐蚀性热镀铝锌基板彩色涂层钢板好，建议在碱性环境中内不宜采用热镀铝锌基板的彩色涂层钢板。

Abstract: By the macro and micro observation and analysis, Livestock farms roof using hot dip galvanized and AL-Zn color coated steel sheet for detection.The results showedHot dip galvanizing substrate corrosion resistance than Al-Zn substrate of color coated steel sheet. Suggestion in an alkaline environment should not adopt Al-Zn substrate for color coated steel sheet.

Key words: Hot Dip Galvanizing . Hot-dipped Al-Zn. color coated steel sheet. livestock farm. SEM. EDS

In livestock farm buildings should not use Hot-dipped Al-Zn color coated steel sheet

QING Hui

(Sichuan Institute of Product Quality Supervision ＆ Inspection， Chengdu 610031， China)

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0前言

彩色涂层钢板具有优良的耐蚀性、耐久性、冷弯加工成型性、装饰性、良好的经济性及环保作用，现在已广泛应用于建筑领域如住宅钢结构、高层钢结构、轻型钢结构和钢结构厂房等。它是以金属卷材（冷轧板、热镀锌板、镀铝板、热镀铝锌板、不锈钢等）为基材，在表面涂覆各种有机涂料而成。

在我省凉山州地区在同一栋养猪场内屋顶安装的彩色涂层钢板内部表面存在不同的形貌，一边表面锈蚀不明显，另一边表面锈蚀较严重，形貌见图1。由于屋顶彩钢板同时安装使用，使用了2年左右，为了分析其形成原因，分别对屋顶的彩色涂层钢板取样，其中锈蚀严重的彩色涂层钢板编号为1#、另外锈蚀较轻的彩色涂层钢板编号为2#。

图1 猪场屋顶彩色涂层钢板表面形貌

1、宏观检测

1#和2#样品的与阳光接触的蓝色外表面（正面）差异不大，两者表面涂覆白色漆的表面（反面）锈蚀差异较大，分别在体视显微镜下对1#、2#样品的内表面进行观察，1#样品白色油漆层表面存在机械划痕，并且锈蚀部位多发生在机械划痕部位，其形貌见图2。2#样品白色油漆层表面也存在机械划痕，但外观无明显的锈蚀现象，形貌见图3。一部分的机械划痕已呈现鼓包现象，揭开其鼓包油漆层后可观察到锈蚀产物。

图2 1#样品反面涂层形貌

图3 2#样品反面涂层形貌

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2012/9/11 19:06:39 Last edit by miceboy

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2、微观分析

采用三乙醇胺脱除剂去除彩色涂层钢板的表面涂膜[1]，在电镜下分别观察去除表面涂膜的1#、2#样品的反面，电镜显示1#未锈蚀的表面微观形貌为树枝状结构，形貌见图4。采用能谱仪对表面进行定量分析，结果显示为铝锌镀层，谱图见图5，定量分析结果见表1所示。测量结果显示1#样品为55 %铝-锌热镀锌基板。

图4 1#样品反面微观形貌

图5 1#样品反面能谱仪采集谱图

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2012/9/11 19:07:29 Last edit by miceboy

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2#样品未锈蚀的表面微观形貌为小锌花结构，使用能谱仪对表面进行定量分析，结果显示为镀锌层，谱图见图6，定量分析结果见表2所示。

图6 2#样品反面能谱仪采集谱图

根据上述的测量结果显示1#样品基板为热镀55 %铝-锌基板。2#样品为热镀锌基板。

在电镜下对1#样品的腐蚀部位进行观察，腐蚀主要发生在富锌区域，其中树枝状结构的富铝区部分已发生腐蚀。电镜下的微观形貌见图7，使用能谱仪进行定性和Map分析，结果显示其腐蚀产物中主要存在K、Si、Ti、Cr、Fe、Cl、S、C、O等元素，能谱谱图见图8，能谱定量分析结果见表3，Map分析结果见图9。

图7 1#样品腐蚀部位微观形貌

图8 1#样品腐蚀产物能谱谱图

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2012/9/11 19:07:54 Last edit by miceboy

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图9 能谱仪Map分析

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2012/9/11 18:59:50 地板管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3、分析与讨论

根据文献显示[2][3]彩色涂层钢板在多种环境下镀铝锌钢板的防腐性能均优于镀锌钢板。其原因主要为镀铝锌层的微观结构为实心树枝状结构富铝的α相固溶体和枝晶间网络状富锌的伪共晶相β相[4][5]。Al-Zn合金镀层的显微组织是由含富铝、富锌相的外层和以FeAl₃、α-FeAlSi金属间化合物为主要成分的内层组成。
在腐蚀开始阶段，合金镀层中树枝晶间网络状的富锌相优先溶解，镀层对钢基起到了电化学保护作用，由于该镀层中锌的含量相对较低，因此一段时间后富锌部分消耗掉，在此过程中，钢基的腐蚀电位逐渐升高，达到Al的腐蚀电位。当富锌部份腐蚀时，树枝晶间被Zn、Al腐蚀产物填充。猪场内产生的氨气溶解到水溶液中形成NH₄⁺和OH^–，导致了枝晶间区域介质的碱化，从而破坏了α相的保护膜，因为氧化铝在碱性溶液中是不稳定的,在此情况下镀锌反而比镀铝锌更耐腐蚀[6]。
由于彩钢板使用环境为湿度高、早晚温差大的地区，晚上彩钢板表面形成水膜。在猪场内产生的氨气、硫化氢和硫酸类等气体[7][8]溶解在水膜中，形成了电化学腐蚀。白天日照时间长，彩钢板表面温升快，其表面形成的水膜被破坏，枝晶间富锌部位所形成的Zn、Al腐蚀产物无法形成致密的保护层。

4、意见和建议

在我国现行有效的标准GB/T12754-2006《彩色涂层钢板及钢带》对于反面涂层技术要求只对涂层厚度进行了要求，而其它的涂层性能要求均未作规定。建议用户在订购彩色涂层钢板产品时，根据使用环境和使用条件合理选择彩色涂层钢板。
5、结论

在畜牧养殖场使用环境中不宜使用热镀铝锌基板的彩色涂层钢板。

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2012/9/11 19:10:10 Last edit by miceboy

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2012/9/11 19:02:32 6楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

参考文献:

[1] 张震坤梁静宋武元彩色涂层钢板表面涂膜的快速脱除法[J] 检验检疫科学 2004 第14卷第5期

[2] 杜鹏翔钢板热浸镀铝锌合金镀层的形成过程及其结构分析[J] 材料保护 2001 第34卷第11期

[3] 吕家舜, 李锋, 文伟, 张清辉, 徐伟军铝锌硅热浸镀液的侵蚀性及镀层结构与性能研究材料保护 2008 第41卷第8期

[4] 邓鈽王先进 55%Al-Zn合金镀层钢板的发展与应用[J] 钢铁 1994 第29卷第4期 VOL.29，NO.4

[5]卢燕平 Al55%-Zn合金镀层钢板组织与腐蚀特性[J] 材料科学与工艺 1997 第5卷第4期

[6] 杨云余宗森稀土对Zn＋5％Al合金镀层钢板在湿热气氛中腐蚀性能的影响[J] 稀土 1994年 02期

[7] 陈中胜郁富慧猪业生产的环境污染与控制 [J] 猪业科学 2011年第7期

[8] 田宗祥减少规模化养猪场粪污对环境的影响及调控措施[J] 国外畜牧学-猪与禽第29卷第3期

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