熱浸鍍鋅介紹
前言
01
鋼鐵材料為今日人類生活中不可或缺的重要資源。然而因其本身特性使然，使得”銹蝕”無日不時伴隨著我們，並無時無刻地損耗著我們的資源－鋼鐵。尤其，台灣地處高溫高濕的海洋性季風的惡劣環境下，”銹蝕”問題較其他各國更為嚴重。
先進諸國，很早就注意到”銹蝕”的嚴重性，據估計，因防蝕所造成的損失，在日本一年約達國民生產毛額（GNP）的3.5%，在美國，則為4.2%，在英國為3.5%，德國為3%，而台灣則遠超過以上國家。如以日本之3.5%來計算，在2015年我們不知不覺中損失了新台幣5,865.65億元（2015年國民生產毛額約為新台幣16兆7590億）。所以先進國家均成立了有關的防蝕技術研究機構，以採取各種有效的措施，來避免或減少其損失。然而我國目前似乎尚沒有一主要機構來正視此一問題。因此，到處可以看到因防蝕技術不良或防蝕方法錯誤所造成的「銹蝕」景觀，實在令人非常痛心。
熱浸鍍鋅防蝕技術是目前各先進國家，使用最廣泛，也是最有效的大氣防蝕方法，其性能、特點及經濟效益，在本簡介中均有論及。盼能藉著本簡介之說明，使大家對熱浸鍍鋅之防蝕方法，有更深一層的認識，並加以採用。但願我們早日在台灣各地都可以看到那沉著、穩健的「鋅」的色彩，充滿在我們生活中的每一個角落而為我們人類有限的資源，負起維護保衛的重責大任。
熱浸鍍鋅的使用已有170年以上的歷史了，其原理至今仍無改變。且因有無數的研究報告針對其作業流程作詳細檢討，因此才有從最原始的濕式鍍鋅演變至今的乾式及連續式等作業。其防蝕效果也被公認為是目前最好的，且最具經濟效益的。據估計，全世界每年經熱浸鍍鋅保護的鋼材約有20,000,000 tons，其對人類有限資源之維護價值實在是難以估計。
先進國家熱浸鍍鋅的使用已非常廣泛，舉凡電力、電信、道路、運輸、橋梁、港灣、建築等都使用，所以「有鐵的地方，就有熱浸鍍鋅」應不為過。台灣地區身處亞熱帶潮濕型海洋性環境，腐蝕問題比其它各國嚴重有過之而無不及，但卻因對於防蝕問題之警覺性不夠，使得隨處可見鋼鐵因銹蝕而廢棄的景觀，實在值得令人深思。
熱浸鍍鋅的優點
02
- 整個鐵材表面均受到保護，無論在凹陷處管件內部，或任何其它塗層很難進入之角落，溶融鋅均很容易均勻的覆蓋上
- 整個鐵材表面均受到保護，無論在凹陷處管件內部，或任何其它塗層很難進入之角落，溶融鋅均很容易均勻的覆蓋上
鐵地（Base steel）為原來之鐵基，一般硬度約為159 DPN hardness。
ζ層（Zeta layer）最靠近鐵基之一層緻密合金層，構造複雜，富有韌性及延展性，以Fe Zn7之化成存在，鐵含量約7~11 %。
δ1層（Delta layer）為一顯著單斜系柱狀組織，以Fe Zn13化成存在，鐵含量約6%，硬度值約179 DPN。
η層（Eta layer）最上部之純鋅層，為一稠密六方晶系，質軟、富於延展性，變形加工不易破裂。鋅純度約98.5 %以上，硬度值約70 DPN。
圖 1：熱浸鍍鋅皮膜斷面顯微鏡組織
- 在邊角區，鋅層往往比其它地方還厚，(如圖2)，且有良好的韌性及抗磨耗性。而其它塗層在此邊角處，往往是最薄最不易施工，最易受傷害處，故常須再維護。
圖 2：鋼構件邊角之鍍鋅層較厚
- 即使因受很大的機械傷害或其它原因而造成一小部份的鋅層脫落，致使鋼鐵底材裸露，此時，此處周圍的鋅層會發揮犧牲陽極的功能，保護鋼鐵使其不受浸蝕。而其它防蝕方法則剛好相反，銹會馬上生成，且迅速漫延至塗層下面，引起塗層剝落，(如圖3)所示
圖 3：鍍鋅層與油漆破裂之腐蝕差異
- 鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的，(如圖4)所示，約為鋼鐵腐蝕速率的1/17至1/18，且是可預估的。其壽命遠超過其它防蝕方法。
圖4：熱浸鍍鋅的耐久年限
- 鍍鋅層在某一環境的壽命，主要視鍍鋅層厚度而定。鍍層厚度又受鋼鐵厚度之厚薄而影響，即越厚的鋼鐵容易獲得較厚的鍍層，故同一個鋼構中厚的鋼鐵部位一定可得到較厚的鍍層，且可得到更長的壽命，(如圖5)所示。
圖5： 熱浸鍍鋅在各種環境的腐蝕速率
- 因美觀、藝術，或腐蝕特別嚴重的環境，鍍鋅層上可再施以油漆處理duplex system，只要油漆的系統選用正確、施工容易，其防蝕效果也比單獨油漆或熱浸鍍鋅之壽命加起來還要好，約可達1.5~2.5倍之壽命。(如圖六)
圖6：熱浸鍍鋅及熱浸鍍鋅加油漆（duplex-system）之耐用年限比較
- 用鋅層來保護鋼鐵，除了熱浸鍍鋅法外，尚有其它種方法，其優劣點比較(如圖7)，一般使用最廣、防蝕效果最好且經濟效益最佳者為熱浸鍍鋅法。
