1 范围
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：
b）热浸镀锌层（连续热浸镀锌钢板）；
c）粉末渗锌层；
d）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。
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
下列文件对本文件的应用是必不可少的部分。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（包括所有的修订单）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，ISO 2064:1996，IDT）
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 9223:1992，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 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 19355.2-201x，ISO14731.2：2009，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 19355.3-201x，ISO14731.3：2009，IDT）
海外英语
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
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
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
EN 10346 连续热浸镀扁钢产品交货技术条件
齐世荣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
EN 13811 渗锌铁基产品中锌扩散涂层规范
EN 15520 热喷涂热喷涂部件结构设计的建议
3 术语和定义
为了便于使用，GB/T 12334 ，GB/T 10123，GB/T 13912，GB/T 9793，GB/T 26106，EN 13811所给出的和以下术语和定义适用于本文件。
3.1
大气腐蚀atmospheric corrosion
腐蚀环境为常温下的地球大气的腐蚀（参见GB/T 10123）。
微型光纤光谱仪
3.2
高温elevated temperatures
60℃到200℃范围内的温度。
3.3
经济学家张宏驰异常暴露exceptional exposure
特殊情况下，这些曝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。
3.4
首次维修寿命life 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EN10025-2和EN10080]；
2）高强度、低合金钢，钢中添加有少量其他元素（通常<2％wt），比较典型的是添加1.5％的锰，在适度增加成本的前提下增加钢的强度[参见EN10025]；
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，通常是钼、锰、铬或镍，总含量多达10％（wt）[参见EN10083-1]。
钢可热轧或冷轧成型。热轧生产角钢、“I”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
采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曝露；
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经济。
设计时应考虑下列a）至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。
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 19355-3。
pcg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 15520）。
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
6.3.1总则幸福的n种感觉
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）。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）。
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）。
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/T13912规定锌覆盖层最小的厚度55微米）、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。出于这个原因，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，在热喷涂前应先采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，采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
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微米至30微米之前进行维修。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（特别是在水面之上）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。
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