与HDG接触的不同金属

热浸镀锌涂层主要由锌和锌合金组成，但有时被置于与不同金属接触，包括不锈钢，铝，铜和耐候钢。当两种不同的金属接触并暴露于共同的电解质时，其中一个金属经历加速腐蚀，而另一个受保护。不同金属之间的这种加速腐蚀被称为电抗腐蚀。由于在某些情况下，电流腐蚀可能以高速速度发生，因此评估镀锌钢与其他金属的组合，以确定电流腐蚀是否有所关注。

所有金属具有不同的电势，可以在诸如水分或盐水的导电介质存在下进行量化。电流系列金属列出了特定培养基中电活动顺序的金属和合金（见图1盐水)。

接近该系列顶部的金属和合金的负电势比下面较贵重或稳定的金属大。当两种不同电势的金属在适当的条件下组合时，原电池(图2)形成。

电常电池类似于电池，由浸入电解质溶液中的两个异种金属组成。当两种金属通过外部导电路径连接时，发生电化学反应涉及电子从一个金属转移到另一个金属到另一个（电流）。这导致金属损失电子的加速腐蚀，而金属接收电子被保存。

然而，仅仅因为不同的金属接触并不意味着会发生电偶腐蚀。原电池的形成需要以下所有部件的存在¹：

• 阳极- 更大负电势的金属，其中电子通过反应产生。这里发生加速腐蚀。
• 阴极-电子接收处的负电势较小的金属。阴极不受腐蚀。
• 返回当前路径- 阳极和阴极之间的电气连接（例如直接接触）。
• 电解质-允许电子从阳极转移到阴极的导电介质。一个常见的例子是普通的湿气，如水、雨、露、雪、高湿度或浪花。

防止电化学腐蚀

为防止发生电抗腐蚀，腐蚀细胞的一个元素必须被打断：

• 更换阳极或阴极- 不能避免不同金属的组合，指定最小化电位差异的组合。
• 去除回路电流(电气隔离)-利用具有极低吸湿能力的电惰性间隔材料。常见的材料包括氯丁橡胶、橡胶、塑料、聚酯薄膜、尼龙、聚四氟乙烯、玻璃增强环氧(GRE)垫圈等。防腐蚀浆料、干胶和密封剂也可在实际情况下使用。
• 去除电解液暴露-安装在有遮蔽的条件下，如气候控制建筑的内部，通常不会导致电偶腐蚀。在大气曝露或浸泡条件下，应用耐用的涂料系统可以最大限度地减少环境中电解质的接触。当电气隔离不可行时(临界滑移连接、焊接连接等)指定此方法。两种金属都要喷涂，以避免加速腐蚀集中在阳极金属的涂层缺陷区域。维护漆面以减少阳极的暴露。

影响电偶腐蚀速率的主要因素

电位差异——是指图3.用于含有盐水中各种金属电势值的电偶系列^8.。通常，在将镀锌钢与远离电流系列中的锌远离锌的金属相结合时，腐蚀的严重程度增加。实际电位值将根据盐水的特定电解质而变化^4.。

锌 - 金属表面面积比-避免小面积镀锌钢与大面积阴极金属相结合。例如，避免使用镀锌紧固件组合阴极金属，如碳钢，铜，或不锈钢。一般来说，建议阳极-阴极表面比至少为10:1，以减少电腐蚀^8.。

电解质或安装环境的侵略性- 在许多大气应用中，雨水和露水是初级电解材料，但它们不含许多盐和离子，这将使它们具有高度导电性。另一方面，工业和海洋环境可能导致含有大量盐和离子的强电解质材料存在。在浸没情况下更容易形成电池。

其他因素- 金属氧化物层形成，腐蚀抑制剂，化学反应，金属表面的物理和化学均匀性，以及环境影响（温度，氧含量，电极电位的影响等）^1那2。

对镀锌钢的双金属效果

下表是通过解释现有的腐蚀数据得出的，指出了电势、环境和表面积比的影响，以预测电偶腐蚀对镀锌涂层长期性能的影响^3.那5.那6.。在某些情况下，如果预计会有中等程度的影响，每个项目的电偶腐蚀都是可以容忍的。由于电偶腐蚀是一个非常复杂的腐蚀问题，有很多变量，因此很难预测腐蚀速率，以下信息仅基于有限的变量集提供指导。

特定的双金属应用涉及批量热镀锌钢

其他锌涂料- 当镀锌钢与其他锌涂层接触时，不必担心电流腐蚀。常见示例包括使用机械镀锌螺栓来连接高强度HDG结构钢，以及金属化桥梁和镀锌交叉胶带之间的连接。由于锌涂层厚度与涂层寿命直接相关，锌涂层的组件将是第一个体验腐蚀的。

彩绘钢- 理论上，HDG钢可以与涂料钢成功结合，但这假设了一种努力保持的耐用涂料涂料系统。如果涂漆的组件经历损坏或风化，则优选涂漆两个金属以最小化镀锌的暴露。

耐候钢当HDG螺栓用于连接耐候钢时，锌最初会自行牺牲，直到耐候钢上形成一层锈蚀保护层，防止进一步的牺牲作用。批处理HDG部件有足够的锌厚度，以持续到耐候钢的铜绿发展(通常为1-5年)，只有最小的涂层寿命损失。因此，耐候钢可以用HDG螺栓紧固，尽管阳极表面积比很低^9.。

HDG通风/排水孔插头 -由锌或铝制成的锥形塞子用于填充镀锌空心构件(如扶手)上的排气孔。铝插头更加经济，根据表1，在海洋环境中，任何对使用寿命影响不大的插头都是可以接受的。对于放置在沿海或高湿度/高氯化物环境中的镀锌产品，最大寿命也是设计的主要考虑因素，可以考虑使用锌塞。

螺栓连接结构的连接- 可以指定介电垫圈和螺栓套管以实现螺栓的全部隔离，但应评估所有介电材料与负载条件相容^8.。对于高强度连接，垫片和垫圈在现有标准下是不允许的，这意味着在使用前必须对连接设计和安装的影响进行评估和量化^7.。

HDG和混凝土中的黑色钢筋-如果指定在混凝土中以镀锌钢和黑钢连接裸露板的不同网格层或仅在地面桩基础的钢筋上部部分，镀锌钢筋在混凝土中钝化后，锌会加速腐蚀^10.。虽然钝化在几十年内不会经常发生，但在高氯化物环境(如重型道路盐化或海洋环境)中应特别考虑电偶腐蚀。常见的缓解措施包括镀锌所有钢筋、支架、垫片和扎线;绝缘胶带用于电气隔离;并在连接点上增加混凝土覆盖层。

参考

1. 狒狒，罗伯特，电镀腐蚀，金属手册，第9次。，卷。13，腐蚀，ASM国际。
2. 张，x.g.，锌的电流腐蚀及其合金，电化学学会，第143卷，第4期，1996年4月。
3. 英国标准协会;锌和锌基合金与其他金属或碳接触时产生的额外腐蚀;PP 6484：1979。
4. ASTM G82-98（2014），开发和使用电流系列的标准指南，用于预测电流腐蚀性能，ASTM International，West Conshohocken，Pa，2014，www.astm.org
5. MIL-STD-889C，国防部标准实践:异种金属(2016年8月22日)。
6. 美国钢铁协会。不锈钢生产者委员会，1977年4月。
7. 中国红十字会结构连接研究委员会，使用高强度螺栓的结构关节规范。RCSC，2014年8月1日（包括2015年4月勘误表）。
8. 休伊特,克里斯托弗•;汉弗莱斯,艾伦;Eric Twomey，《异性相吸:不同金属电腐蚀的底漆》现代钢结构，2019年1月。
9. 耐候钢的研究，邓志明等，“耐候钢护栏用热浸镀锌螺栓的大气腐蚀性能”，国立台湾大学土木工程研究所硕士论文。344(休斯顿，德克萨斯州，NACE, 1998)。
10. 钢筋腐蚀的来源yeomans，sr，混凝土中的镀锌钢筋2004年爱思唯尔