[发明专利]用于使锌表面锈化的方法及其系统

说明书

本发明涉及一种用于使结构元件的锌表面锈化的方法，该方法包括以下步骤：将具有锌表面的结构元件提供到壳体中；在锌表面周围提供气氛，其中所述气氛包括碳基气体和湿气；以及对锌表面加热至少1小时，以提供锈化的锌表面，其中锌表面的加热通过将气氛加热到至少50℃的温度来发生，湿度为至少70％和碳基气体浓度为至少5体积％。本发明还涉及一种闭路冷却塔中的锈化的蒸发式冷凝器，其中该闭路冷却塔中的锈化的蒸发式冷凝器是通过根据本发明的方法锈化的。本发明还涉及一种根据本发明的用于使锌表面锈化的系统。

技术领域

本发明涉及用于使锌表面锈化的方法及其系统。

背景技术

众所周知，金属表面，尤其是铁/钢表面，容易生锈。为了防止金属表面生锈，通常对表面进行涂覆。例如，涂层可以涂覆有形成保护层的另一种金属，例如锌。保护(金属)层通常是反应性的，可以形成保护表面的钝化层。

钝化是保护金属层形成金属氧化物层的过程。众所周知，当涂覆的表面暴露于外部环境时，例如锌的钝化层需要时间来形成。通常这个(自然)过程需要大约6-8周。这是将(锌)涂层表面暴露于外部环境的缺点。

保护金属层的钝化也可以是化学诱导的。这种方法的缺点是使用有毒化学品，例如铬(或含铬化合物)。因此，这种方法是不期望的，并且在许多国家限制使用铬(或含铬化合物)。

在钝化过程中形成的保护层包含碳酸锌(ZnCO₃)，称为羟基二碳酸五锌(pentazinc hydroxy di-carbonate)。此外，钝化过程需要来自外部环境的二氧化碳。外部环境中缓慢的钝化过程是外部空气中二氧化碳含量低这一事实的直接结果。所谓的“白锈(whiterust)”早期会在潮湿环境下形成和出现，这在几十年来都是已知的。

发明内容

根据本发明的方法旨在消除或至少减少上述缺点。

为此，本发明提供了一种用于使结构元件的锌表面锈化的方法，包括以下步骤：

-将具有锌表面的结构元件提供到壳体中；

-在锌表面周围提供气氛，其中所述气氛包括碳基气体和湿气；以及

-对锌表面加热至少1小时，以提供锈化的锌表面，

其中锌表面的加热通过将气氛加热到至少50℃的温度来发生，湿度为至少70％和碳基气体浓度为至少5体积％。

应当注意，为了本发明的目的，锈化是为材料提供保护性覆盖物，否则材料会因腐蚀或风化而损坏。

锈化处理中进行的化学反应例如按照如下所示的反应，其中Zn为锌，O₂为氧气，ZnO为氧化锌，Zn(OH)₂为氢氧化锌，CO₂为二氧化碳，H₂O为水，ZnCO₃为碳酸锌：

2Zn+O₂→2ZnO

ZnO+H₂O→Zn(OH)₂

Zn(OH)₂+CO₂→H₂O+ZnCO₃

在根据本发明的最优选实施例中，所形成的锈化层为羟基二碳酸五锌(Zn₅(CO₃)_2-X·(OH)_6+2X或PZHC)，是一种减少或克服腐蚀的致密保护外层，其中X为0≤X≤2，X优选为0≤X≤1，或甚至X为0≤X≤0.5。

二氧化碳是碳基气体的一个例子。应当理解，可以使用其他碳基气体。