必要とされる最小被膜厚さは単一の値ではありません。保護される鋼材部品の厚さによって直接決定されます。業界標準では、適切な耐食性を確保するために、より重い鋼材断面にはより厚い保護被膜が義務付けられています。例えば、厚さ1.5mm未満の薄い鋼板には最低平均45マイクロメートル（μm）の被膜が必要ですが、厚さ6mmを超える厚い構造梁には少なくとも85μmが必要です。
核心となる原則は、厚い鋼材ほど溶融亜鉛めっきプロセス中に多くの熱を保持するということです。この熱の増加により、鋼材と亜鉛の間の冶金反応がより長く進行し、自然により厚く、より堅牢な保護被膜が形成されます。
被膜厚さが鋼材の厚さに依存する理由
長寿命と適合性を確保するためには、仕様の背後にある物理学を理解することが不可欠です。鋼材と被膜厚さの関係は恣意的なものではなく、溶融亜鉛めっきプロセスそのものの直接的な結果です。
熱容量の役割
溶融亜鉛めっき中、鋼材は溶融亜鉛の浴槽に浸されます。鋼材の熱容量（熱を蓄える能力）は、最終的な被膜厚さに影響を与える最も重要な要素です。
熱保持と反応時間
厚くて重い鋼材断面は、薄くて軽いものよりもはるかに高い熱容量を持っています。亜鉛浴の温度まで加熱するのに時間がかかり、そして何よりも、取り出された後もはるかにゆっくりと冷却されます。
この延長された冷却期間により、溶融亜鉛と鋼材中の鉄との間の拡散反応がより長く進行し、より厚い金属間化合物層が形成されます。
保護合金層の形成
溶融亜鉛めっき被膜は、鋼材の上にただ亜鉛の層が乗っているだけではありません。それは、鋼材基材に冶金的に結合した一連の亜鉛-鉄合金層であり、その上に純粋な亜鉛の最終外層があります。これらの強靭で耐摩耗性のある合金層の厚さが、長期的な保護の大部分を提供します。
標準仕様の理解
ご覧になっている要件は、ISO 1461やASTM A123のような地域同等品などの国際規格に基づいています。これらの規格は、溶融亜鉛めっきされる鋼材の厚さに基づいて最小被膜厚さを分類しています。
鋼材厚さ ≤ 1.5 mmの場合
必要な最小平均厚さは45 μmです。これは、薄板金、軽量母屋、鋼製結束バンドなどの薄ゲージ材料に適用されます。
鋼材厚さ > 1.5 mm ～ ≤ 3 mmの場合
要件は55 μmに増加します。これは、角形鋼管（HSS）、ブラケット、小型プレートなどの部品に共通するカテゴリです。
鋼材厚さ > 3 mm ～ ≤ 6 mmの場合
最小平均厚さは70 μmです。これは、建設や製造で使用される一般的な構造用鋼板や形鋼の幅広い範囲をカバーします。
鋼材厚さ > 6 mmの場合
要件は85 μmです。これは、大型のH形鋼、柱、厚いベースプレートなど、その用途と長い設計寿命のために最も堅牢な防食を必要とする重い構造用鋼に適用されます。
トレードオフとニュアンスの理解
単に表の数字を知っているだけでは十分ではありません。真の専門家は、実際の適用と検査に影響を与える重要な違いを理解する必要があります。
平均厚さと局部厚さ
規格では、表面全体で測定された多数の測定値から計算される最小平均厚さが規定されています。また、個々のスポット測定値、つまり局部厚さが平均値よりもわずかに低いことを許容していますが、規定量を超えることはできません。これは、めっきプロセスにおけるわずかなばらつきを考慮しています。
鋼材の化学組成の影響
鋼材自体の化学組成は、被膜に劇的な影響を与える可能性があります。シリコン（Si）とリン（P）のレベルが高い鋼材は、亜鉛との反応性が高くなります。
これにより、最小要件よりもはるかに厚い被膜が形成されることがあります。これは良いことのように聞こえますが、非常に厚い被膜は脆くなることがあり、特別な取り扱いが必要になる場合があります。
厚さ（μm）と質量（g/m²）
規格では、厚さ（マイクロメートル）と被膜質量（グラム/平方メートル）の両方で要件が示されています。これらは、同じ結果を測定する2つの異なる方法にすぎません。厚さは磁気ゲージで測定され、質量は特定の表面積に適用された亜鉛の量を表す方法です。
目標に合った適切な選択をする
この知識を効果的に適用するには、プロジェクトのライフサイクルにおけるあなたの役割と行動を一致させる必要があります。
- 設計者またはエンジニアの場合：図面に単一の厚さの値だけでなく、完全な規格（例：「ISO 1461に準拠した溶融亜鉛めっき」）を参照して被膜を規定してください。
- 加工業者または溶融亜鉛めっき業者の方：めっき前に必ず鋼材部品の厚さを測定し、どの規格要件を満たす義務があるかを確認してください。
- 品質検査官の場合：適切に校正された電子厚さ計を使用して、代表的な表面で測定を行い、平均値を計算し、その部品の鋼材厚さカテゴリの最小値を満たしているか、または超えていることを確認してください。
鋼材の厚さと被膜要件の間の直接的な関連性を理解することで、適合性を保証し、長期的な性能を提供する保護被膜を自信を持って指定および検証できます。
要約表：
| 鋼材厚さ (mm) | 最小平均被膜厚さ (μm) | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| ≤ 1.5 | 45 μm | 薄板金、軽量母屋、結束バンド |
| > 1.5 ～ ≤ 3 | 55 μm | 角形鋼管、ブラケット、小型プレート |
| > 3 ～ ≤ 6 | 70 μm | 構造用鋼板、形鋼 |
| > 6 | 85 μm | 重いH形鋼、柱、ベースプレート |
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