Nguyên lý phun kẽm nhiệt có thể được tóm tắt như sau: đầu tiên, sử dụng khí nén cao áp và ống dẫn để thổi các hạt cát lên bề mặt phôi nhằm loại bỏ gỉ sét và lớp oxit trên bề mặt kim loại, đồng thời làm tê bề mặt để tăng khả năng hấp phụ của lớp phủ phun nhiệt. Sau đó, sử dụng nguồn nhiệt oxy, axetylen hoặc điện (gia nhiệt điện được sử dụng cho các phôi lớn, gia nhiệt oxy và axetylen được sử dụng cho các phôi nhỏ và trung bình) thông qua khí nén và các dụng cụ chuyên dụng (súng phun) để phun kẽm dạng nguyên tử siêu tốc lên bề mặt kim loại.
Ưu điểm của mạ kẽm
1. Mạ kẽm nguội sử dụng phương pháp tẩy gỉ và phốt phát hóa làm tiền xử lý, để lại cặn axit và kiềm trên bề mặt phôi, tạo ra nguy cơ ăn mòn và làm cho lớp mạ kẽm nhúng nguội dễ bị bong tróc. Quá trình phun kẽm sử dụng phương pháp phun cát làm tiền xử lý, tạo ra bề mặt phôi rất sạch và nhám. Điều này ngăn ngừa ăn mòn từ trong ra ngoài và hiện tượng bong tróc kẽm sau khi phun kẽm.
2. Mạ kẽm nhúng nóng yêu cầu nhiệt độ cụ thể khoảng 440°C, có thể gây biến dạng phôi. Tuy nhiên, quy trình phun kẽm sử dụng nhiệt độ rất thấp, dưới 80°C, giúp ngăn ngừa biến dạng. 3. Các quy trình mạ kẽm nhúng nóng và nguội giới hạn kích thước phôi theo chiều dài, chiều rộng và chiều cao của bể mạ kẽm, trong khi quy trình phun kẽm thì không.
4. Cả hai quy trình mạ kẽm nhúng nguội và nhúng nóng đều đặt ra thách thức về việc sửa chữa tại chỗ. Hư hỏng mối hàn trong quá trình lắp đặt, bốc dỡ hoặc vận chuyển tại chỗ chỉ có thể được sửa chữa bằng sơn. Với phương pháp phun kẽm, việc sửa chữa tại chỗ có thể được thực hiện bằng cách phun kẽm, tránh được các điểm nghẽn trong quy trình.
5. Do phương pháp mạ kẽm nhúng nguội sử dụng quá trình tẩy gỉ và phốt phát hóa làm tiền xử lý, bề mặt phôi thường thô ráp và độ bám dính của lớp phủ kém. Ngược lại, phương pháp phun kẽm sử dụng quá trình phun cát làm tiền xử lý, tạo ra bề mặt nhám hơn nhưng độ bám dính của lớp phủ tốt hơn, với độ bền kéo đạt ≥6 MPa.
6. Mạ kẽm nhúng nguội gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng và tiềm ẩn những lo ngại đáng kể về môi trường, trong khi mạ kẽm nhúng nóng có tác động môi trường tối thiểu. Do đó, mạ kẽm nhúng nóng sẽ ngày càng phổ biến hơn trong việc bảo vệ chống ăn mòn cho các kết cấu thép.
Quy trình mạ kẽm phun nóng
Toàn bộ quy trình thi công chống ăn mòn bằng phương pháp phun kẽm nóng được chia thành bốn bước: xử lý bề mặt → phun kẽm → xử lý bịt kín → kiểm tra chất lượng.
Xử lý bề mặt
Vì chất lượng xử lý bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và tuổi thọ của lớp phủ, việc xử lý sơ bộ bề mặt nền đúng cách là rất cần thiết. Phun cát bề mặt nền để loại bỏ rỉ sét theo yêu cầu của quy trình. Tiêu chuẩn loại bỏ rỉ sét tuân theo tiêu chuẩn Sa3 trong “Phân loại rỉ sét và mức độ loại bỏ rỉ sét cho bề mặt thép trước khi sơn” (GB8923-88). Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chất lượng sau: Phun cát kỹ lưỡng để loại bỏ vảy, dầu mỡ, rỉ sét, bụi bẩn, sơn và các chất bám dính khác. Bề mặt phải có độ bóng kim loại đồng đều. Sau khi phun cát, làm sạch bề mặt bằng khí nén khô sạch hoặc bàn chải sạch. Tiêu chuẩn Sa3 trong “Phân loại rỉ sét và mức độ loại bỏ rỉ sét cho bề mặt thép trước khi sơn” (GB8923-88) cũng cần được xem xét.
Phun cát
Trong quá trình thi công, các thiết bị và biện pháp sau được sử dụng: máy nén khí, bình chứa khí, bộ tách dầu-nước, bộ lọc khí, bình phun cát, băng keo, súng phun cát và vòi phun sứ chống mài mòn. Chất mài mòn là cát sông có độ cứng cao, dạng góc cạnh (0,5-2mm). Cát phải khô, có độ ẩm dưới 1%, sạch và không lẫn tạp chất. Vòi phun sử dụng vòi phun sứ hình chữ L có khả năng giãn nở. Thông qua chu trình giãn nở-nén-giãn nở, luồng khí thoát ra từ vòi phun cát đạt tốc độ siêu âm, làm tăng đáng kể động năng của chất mài mòn, kích hoạt và tích điện bề mặt chất nền, từ đó tăng cường độ bám dính của lớp phủ. Quá trình loại bỏ gỉ sét bao gồm việc đưa khí nén vào bình chứa khí, đi qua bộ tách dầu-nước và bộ lọc khí để làm sạch, làm khô và loại bỏ dầu mỡ trước khi vào bình phun cát. Băng keo ép cát vào súng phun cát và phun lên bề mặt kim loại. Với các thiết bị và điều kiện này, quá trình xử lý bề mặt có thể đạt tiêu chuẩn Sa3, với độ nhám bề mặt từ 40-60µm. Tại thời điểm này, điện thế điện cực, mức độ hoạt hóa và độ bám dính của lớp phủ trên bề mặt kim loại đều đã đạt các thông số tối ưu.
Phun kẽm
Việc phun kẽm nên được hoàn thành trong vòng 2-3 giờ sau khi phun cát. Điều này là do điện thế điện cực của bề mặt chất nền sau khi phun cát khác biệt đáng kể so với trước khi xử lý, khiến nó đạt đến điện thế tối thiểu. Tại thời điểm này, sự hoạt hóa bề mặt chất nền đạt giá trị tối đa, và độ bền liên kết giữa chất nền và lớp phủ đạt mức cao nhất. Điện thế điện cực trên bề mặt chất nền về cơ bản vẫn ổn định trong 2-3 giờ. Theo thời gian, điện thế điện cực bề mặt bắt đầu tăng lên, cường độ hoạt hóa suy yếu, và độ bền liên kết giữa lớp phủ và chất nền giảm xuống. Điều này là do độ dày của lớp màng oxit bề mặt. Trong vòng 2-3 giờ, lớp màng oxit mỏng dễ bị phá vỡ bởi các hạt phun tốc độ cao khi chúng va chạm vào bề mặt. Sau 2-3 giờ, lớp màng oxit hoạt động như một rào cản giữa lớp phủ và chất nền, làm gián đoạn sự bám dính giữa lớp phủ và chất nền. Thiết bị phun sử dụng súng phun được sản xuất trong nước (thường là súng phun khí nén cầm tay Zhonglian của Nhà máy Máy phun Thượng Hải). Vật liệu kẽm được sử dụng là dây kẽm chất lượng cao, không dầu, có đường kính 3 mm và hàm lượng kẽm ít nhất 99,5%-99,7%.
Thời gian đăng bài: 05/09/2025
