溶融亜鉛メッキと亜鉛メッキ鋼板：違いを説明

電気亜鉛メッキとは何ですか？

電気亜鉛メッキ（一般に冷間亜鉛メッキと呼ばれる）は、亜鉛インゴットが陽極となり、鋼帯が陰極となる電気化学プロセスである。

このプロセスでは、亜鉛原子が電子を失ってイオンとなり、電解液に溶解する。その後、陰極となる鋼帯が亜鉛イオンから電子を受け取り、亜鉛原子に還元して鋼帯表面に析出させ、めっき層を形成する。

溶融亜鉛メッキ・シートとは何ですか？

溶融亜鉛メッキ板と電気亜鉛メッキ板では、亜鉛メッキの量に大きな違いがある。

溶融亜鉛メッキ鋼板の亜鉛メッキ量は少なすぎることはない。

通常、最低でも50～60g/mである。² 両面、最大600g/m².

電気亜鉛メッキシートの亜鉛メッキ層は非常に薄く、最低でも15g/mしかない。².

しかし、より厚いコーティングが必要な場合、生産速度が遅く、最新の生産工程には適さない。

通常、電気亜鉛メッキシートの最大亜鉛メッキ量は約100g/mである。².

こうした制約のため、電気亜鉛メッキシートの生産は大幅に制限されている。

電気亜鉛メッキと溶融亜鉛メッキの比較

専門家1の意見

溶融亜鉛メッキ鋼板と電気亜鉛メッキ鋼板の塗装構造には基本的な違いがある。

溶融亜鉛めっき鋼板は、純亜鉛皮膜と鋼帯基材の間にやや脆い化合物層を持つ。純亜鉛皮膜の大部分は結晶化の過程で亜鉛華を形成し、気孔のない均一な皮膜となります。

対照的に、電気亜鉛メッキ層の亜鉛原子は物理的作用によって鋼帯の表面にのみ析出する。このため、多くの空気乾燥孔が残り、腐食性媒体による孔食の影響を受けやすくなる。

その結果、溶融亜鉛メッキ鋼板は電気亜鉛メッキ鋼板よりも耐食性が高い。

溶融亜鉛めっき鋼板と電気亜鉛めっき鋼板の製造工程も全く異なる。溶融亜鉛メッキ鋼板は通常、冷間圧延鋼板を焼鈍し、亜鉛メッキラインで連続的に溶融亜鉛メッキしたものである。鋼板の急速な加熱と冷却は、鋼板の強度と可塑性にある程度影響し、専門的な生産ラインで脱脂と焼鈍を行う冷延鋼板と比較して、スタンピング性能が低くなります。

一方、電気亜鉛メッキ鋼板は冷延鋼板から作られ、冷延鋼板と同等の加工性能を持つ。しかし、製造工程が複雑なためコストが高くなる。

結論として、溶融亜鉛メッキ鋼板は生産コストが低く、用途が広いため、亜鉛メッキ鋼板市場の主要品種となっている。

専門家2の意見

電気亜鉛メッキは電極反応によって亜鉛メッキを行うプロセスであり、溶融亜鉛メッキは原料を亜鉛鍋に浸漬して亜鉛メッキを行うもので、金属間反応と物理的反応の両方を伴う。

溶融亜鉛めっきの原料表面は、金属間化合物の層と亜鉛の層で構成されるが、電気亜鉛めっきの表面は中間層を含まない亜鉛だけである。

電気亜鉛めっきの亜鉛層は薄く、溶融亜鉛めっきの亜鉛層は厚い。

電気亜鉛めっきは生産能力に限界があり、生産量も少ないが、溶融亜鉛めっきは生産能力も生産量も多い。

電気亜鉛めっきの表面仕上げと耐食性は溶融亜鉛めっきよりも優れているため、高価になる。電気亜鉛めっきのコストは高く、高価格につながる。溶融亜鉛めっき用亜鉛アルミニウム合金の価格が高い場合、トン当たり4,000元を超えることもある。

同じ防錆原理を持つにもかかわらず、電気亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきのプロセスは異なる。溶融亜鉛めっき後、表面は滑らかで明るいが、時間の経過とともに亜鉛層が剥離することがある。

溶融亜鉛メッキは電気メッキほど見た目はよくないかもしれませんが、亜鉛層がより深く浸透するため、長期間の耐久性が高くなります。

専門家3の意見

(1)一般的に溶融亜鉛めっき鋼板の亜鉛層は10μm以上と厚く、耐食性に優れているため、広く使用されている亜鉛めっきプロセスである。

それに比べ、電気亜鉛めっきの亜鉛層は非常に薄く、3～5um程度である。溶融亜鉛めっきの表面はざらざらしていて明るく、ひどい場合には亜鉛華が発生することもある。一方、電気メッキの表面は滑らかで黒っぽい（汚い）。

電気メッキ亜鉛メッキ鋼板は加工性は良いが、皮膜が薄く耐食性が低いため、溶融亜鉛メッキ鋼板と比べるとあまり好ましくない。

冷間亜鉛メッキ鋼板は、少量の亜鉛で電気亜鉛メッキされたもので、パイプの外壁にのみ亜鉛メッキが施される（溶融亜鉛メッキは内側と外側の両方に施される）。亜鉛の量はわずか10～50g/m2であり、溶融亜鉛メッキパイプに比べ耐食性ははるかに低い。

(2) 化学工業では、小型部品に適した無電解亜鉛めっきを使用することが多い。

一方、溶融亜鉛メッキ鋼板は通常、電力機器や部品に使用され、大型部品や機器に適している。

電気亜鉛メッキ（一般にコールド・ガルバニーズと呼ばれる）は電気化学的手法で、亜鉛インゴットを陽極として使用し、亜鉛原子が電子を失ってイオンとなり、電解液に溶解します。鋼板は陰極として働き、亜鉛イオンは電子を受け取って亜鉛原子に還元され、鋼板表面に析出して皮膜を形成します。

溶融亜鉛めっきの工程は、まず鋼管を酸洗して表面の酸化鉄を除去することから始まる。酸洗後、鋼管は塩化アンモニウム、塩化亜鉛、またはその混合物の水溶液が入ったタンクで洗浄される。その後、鋼管は溶融亜鉛めっき槽に送られる。

(3) 溶融亜鉛メッキ板と電気亜鉛メッキ板では、亜鉛メッキ量に大きな差がある。

溶融亜鉛メッキシートの亜鉛メッキ量は少なすぎることはなく、通常は最低50～60g/mである。² 両面とも最大600g/m².

一方、電気亜鉛メッキシートの亜鉛メッキ層は非常に薄く、最低でも15g/mである。².しかし、コーティングを厚くする必要がある場合、生産ラインの速度は非常に遅くなり、最新のユニットの速いペースのプロセスには適さない。一般的に、電気亜鉛メッキシートの最大亜鉛メッキ量は約100g/mである。².

電気亜鉛メッキシートの生産におけるこの制限は、その使用を大きく制限する。

(4) 溶融亜鉛メッキ鋼板と電気亜鉛メッキ鋼板の間には、基本的な皮膜構造の違いがある。

溶融亜鉛メッキ鋼板は、純亜鉛皮膜と鋼帯基材の間にやや脆い化合物層があります。純亜鉛皮膜の大部分は結晶化の過程で亜鉛華を形成し、気孔のない均一な皮膜を形成します。

一方、電気亜鉛めっき層の亜鉛原子は、物理的作用によって鋼帯表面に析出するだけである。このため、空気乾燥孔が多くなり、腐食性媒体による孔食の影響を受けやすくなる。

その結果、溶融亜鉛メッキ鋼板は電気亜鉛メッキ鋼板に比べて耐食性に優れている。

(5) 溶融亜鉛メッキ板と電気亜鉛メッキ板の熱処理工程も大きく異なる。

溶融亜鉛めっき鋼板は通常、冷間圧延鋼板から作られ、亜鉛めっきラインで連続的に焼鈍・溶融亜鉛めっきされる。鋼帯の急速な加熱と冷却は、その強度と可塑性にある程度の影響を与え、専門的な生産ラインで脱脂・焼鈍された冷延鋼板と比較して、スタンピング性能の低下につながります。

一方、電気亜鉛メッキ板は冷延板から作られ、冷延板と同様の加工性能を持つ。しかし、製造工程が複雑なためコストが高くなる。

結論として、溶融亜鉛メッキ鋼板は生産コストが低く、用途の範囲が広いため、亜鉛メッキ鋼板市場の主要品種となっている。

(6) 溶融亜鉛メッキ鋼管は、溶融金属と鉄マトリックスの反応によって形成される合金層の一種であり、マトリックスとコーティングが結合している。

溶融亜鉛メッキ鋼板は、均一なコーティング、強い接着力、長い耐用年数という利点があります。品質を確保するため、通常の亜鉛メッキパイプメーカーのほとんどは電気亜鉛メッキ（コールドメッキ）を使用していません。電気亜鉛メッキを使用するのは、規模が限定され、設備が旧式の小規模企業のみで、その結果、価格は比較的安い。

建設省は、旧式技術の冷亜鉛メッキ鋼板パイプの使用を段階的に廃止し、水道・ガス用パイプとして冷亜鉛メッキ鋼板パイプを使用することを禁止すると公式に宣言した。

現在では溶融亜鉛メッキ鋼板が広く使用されているが、電線用トランクには冷亜鉛メッキ鋼板がわずかな色の違いでまだ使用されている。

溶融亜鉛メッキと冷間亜鉛メッキの見分け方は？

まず、プロセスが違う：

溶融亜鉛メッキ

溶融亜鉛めっきは、脱脂、酸洗、乾燥の後、溶融亜鉛溶液にワークを浸漬する。溶融亜鉛めっきは、脱脂、酸洗、乾燥を行った後、溶融亜鉛溶液にワークを一定時間浸漬し、その後ワークを取り出します。

コールド・ガルバナイジング

冷間亜鉛めっきは電気亜鉛めっきとも呼ばれ、電解装置を使用して被加工物を脱脂・酸洗した後、亜鉛塩を含む溶液に入れる。電解装置のマイナス電極が被加工物に接続され、反対側に亜鉛板が置かれ、装置のプラス電極に接続される。

電源を入れると、電流がプラス電極からマイナス電極に流れ、亜鉛の層が被加工物に析出する。

見た目の違い：

亜鉛めっき

電気亜鉛めっきは、比較的滑らかで明るい外観を持つ。カラー不動態化プロセスで得られるめっき層は、主に黄緑色で、さまざまな色を示す。

白色化成処理によって得られるめっき層は、シアン白色または白緑色を呈し、太陽光の下である角度から見るとわずかな虹色効果を有する。

複雑なワークピースでは、コーナーやエッジの周 辺で「焼け」が発生し、亜鉛層が厚くグレーに見えるこ とがある。内部コーナーの電流の死角は、亜鉛層が薄いアンダーカレントグレーエリアにもつながります。

最終製品には亜鉛のダマやケーキングはない。

溶融亜鉛メッキ

溶融亜鉛めっきの外観は、電気亜鉛めっきに比べ、やや粗く、銀白色をしている。また、特に被加工物の一端に、加工水跡と数滴の水滴が見られることがある。

しかし、溶融亜鉛めっきの亜鉛層は電気亜鉛めっきよりも数倍厚く、耐食性も数倍優れている。

亜鉛メッキの完成品の違い：

• 溶融亜鉛メッキ鋼管は内面および外面に亜鉛メッキが施されるが、冷間亜鉛メッキ鋼管は外面のみがコーティングされる。
• 溶融亜鉛メッキ鋼管の皮膜は薄く均一であるが、溶融亜鉛メッキ皮膜は厚く不均一である。
• 冷間溶融亜鉛めっきは明るい外観で、溶融亜鉛めっきは濃い色をしている。
• 厚みが薄いため耐食性は劣るが、その数十倍の厚みを持つ溶融皮膜は母材と浸潤層を形成し、良好な耐食性を発揮する。
• 溶融亜鉛メッキ鋼管は、表面に凹凸があり、くすんだ外観をしている。

亜鉛メッキ鋼管は錆びますか？

鋼管は空気に触れて酸素と反応したり、水中の酸素に浸食されたりすると錆びる。

これを防ぐため、鋼管には亜鉛メッキ層が施され、空気から隔離され、腐食や錆に強くなる。

亜鉛メッキ鋼管は錆びるか？

亜鉛メッキ鋼管は非亜鉛メッキ鋼管に比べて錆びにくいが、時間の経過とともに錆びることは珍しくない。錆が発生するまでの期間は、環境やパイプの使用状況など様々な要因によって異なります。例えば、湿度の高い環境であったり、雨に長時間さらされたりすると、酸化してシミができ、やがて錆につながる可能性がある。

亜鉛メッキ鋼管には、溶融亜鉛メッキと冷間亜鉛メッキの2種類がある。溶融亜鉛メッキ鋼管は一般的に、冷間亜鉛メッキ鋼管よりも錆びにくい。

冷間亜鉛メッキ鋼管はどのくらい錆びないのですか？

亜鉛メッキパイプの腐食速度は、亜鉛メッキの方法、亜鉛メッキ層の厚さ、亜鉛メッキの量、パイプが使用される環境などの要因に大きく影響される。

冷間亜鉛メッキ鋼管は特に腐食の影響を受けやすい。亜鉛メッキの量が少なく、鋼管の外側だけがコーティングされ、内側はむき出しになっています。平均20g/m² このパイプは片面が亜鉛でできているため、錆びやすい。

通常の条件下では、冷間亜鉛メッキ鋼管は1年以内に錆び始めると予想される。錆び始めるまでの期間は、亜鉛メッキ層の厚さを増すことで延ばすことができる。例えば、厚さ2.75mm未満のパイプは錆び始めるまで2～3年かかるが、厚さ3.0mm以上のものは錆び始めるまで3～5年持つ。

亜鉛メッキパイプの錆を除去するには？

亜鉛メッキ・パイプが錆びた場合、錆を除去するために処理することができる。亜鉛メッキ・パイプの錆を除去する主な方法を以下に示す：

• まず、鋼管の表面を溶剤で洗浄し、表面に存在する有機物を除去する。
• その後、ワイヤーブラシやその他の道具を使って、緩んだり剥がれたりした錆や溶接スラグを取り除く。
• 酸洗後、亜鉛メッキ・パイプの錆はほぼ完全に除去される。

亜鉛メッキ鋼管に防錆塗装は必要ですか？

亜鉛メッキを施された鋼管の表面は亜鉛の層で覆われ、鋼管と大気の間のバリアとして機能する。これにより、大気と鋼管の直接接触を防ぎ、腐食から鋼管を保護する。

鋼管表面の亜鉛皮膜は反応性が高く、常温では空気中で薄く緻密な炭酸亜鉛の層が形成され、亜鉛を酸化から保護する。

その結果、亜鉛メッキ鋼管は錆から保護され、亜鉛メッキであれ鋼管そのものであれ、防錆塗料で塗装する必要はない。

しかし、亜鉛皮膜が損傷した場合（例えば、鋼管が溶接され、接合部の皮膜が焼けた場合）、鋼管は空気にさらされ、亜鉛皮膜の保護を失う。この場合、防錆塗料で再塗装しなければならない。

亜鉛メッキ鋼管の亜鉛メッキ層は防錆特性を持ち、一般的にネジを使って接続される。

一般に、溶接などの従来とは異なる接続方法を使用しない限り、防錆塗料を塗る必要はない。亜鉛めっき層が損傷した場合は、その部分に防錆塗料を塗る必要がある。