热浸镀锌保护结构钢已超过 150 年，至今仍是陆上塔筒螺栓的默认选择。锌铝片涂层——以 Geomet 和 Dacromet 等品牌销售——已成为海上项目及所有使用 12.9 级螺栓场合的标准方案。两者的差异归结于涂层厚度、工艺化学机制，以及对氢脆风险的影响。
§ 01 两种涂层工艺原理
热浸镀锌（HDG）将清洁后的钢件浸入约 450°C 的熔融锌浴。锌与钢表面发生冶金反应，形成一系列铁-锌合金层，最外层为纯锌。最终得到的是与基材永久结合、厚实牢固的涂层（紧固件按 ISO 1461 典型厚度 45–85 µm）。
该工艺在镀锌前需要酸洗以去除氧化皮和锈蚀。酸洗步骤正是氢脆风险的来源：酸浸时原子氢被钢材吸收，若未完全去除，在强度约 1000 MPa 以上的钢中可能引发延迟脆断。
锌铝片涂层（ISO 10683）采用浸-甩或喷涂工艺：紧固件浸入含锌铝片的无机粘结剂浆液，离心甩干后在约 240–300°C 烘箱中固化。全程无酸。多次叠涂使涂层厚度达到典型的 8–15 µm——远薄于 HDG，但凭借片层叠合的阻隔结构和铝含量，防腐性能相当甚至更优。
两大主流品牌是 Geomet（NOF Metal Coatings Group）和 Dacromet（MacDermid Enthone）。两者均符合 ISO 10683，在铝含量和顶涂选项上略有差异。
§ 02 防腐性能对比
| 性能指标 | 热浸镀锌（HDG） | 锌铝片涂层（Geomet / Dacromet） |
|---|---|---|
| 执行标准 | ISO 1461，EN ISO 10684 | ISO 10683，EN ISO 10683 |
| 典型涂层厚度 | 45–85 µm | 8–15 µm |
| 中性盐雾耐受时间 | 500–1 000 h（ISO 9227） | 720–1 500 h（ISO 9227） |
| 防腐机理 | 牺牲锌层 + 屏障 | 片层屏障 + 牺牲锌/铝 |
| 适用 C4 腐蚀环境 | 是 | 是 |
| 适用 C5-M 海上环境 | 有限——需咨询整机商 | 是——优先选用 |
| 工艺中含酸洗 | 是——存在氢脆风险 | 否 |
| 摩擦系数（K 值） | ~0.16–0.20（随润滑状态变化） | ~0.12–0.16（更稳定一致） |
锌铝片涂层更窄的 K 值范围在工程上意义重大：K 值越稳定，同等扭矩下获得的预紧力越可预测——这对扭矩-预紧力关系严格规定的关键结构接头尤为重要。
§ 03 螺纹配合与螺母选配
涂层厚度的差异直接影响螺纹几何尺寸。HDG 涂层 45–85 µm 施加在螺纹上，会占满标准 6H/6g 螺纹配合的全部间隙，导致螺母无法正常旋入。
HDG 紧固件的解决方案是使用扩孔螺母（按 ISO 10684 / EN ISO 10684 的 TD 公差级，即内螺纹加大攻制），专门为容纳涂层而设计。这是 HDG 塔筒螺栓的标准做法，但意味着：
- HDG 螺栓与标准螺母不可互换——必须同时规定并订购 TD 螺母。
- 现场误用 HDG 螺栓搭配非 TD 螺母是常见的施工错误，后果是连接件卡死或螺纹错乱。
- 项目中的替换螺栓必须与原涂层匹配，以避免螺纹不相容。
锌铝片涂层 8–15 µm 的厚度薄到可保持在标准 6H/6g 螺纹公差范围内，使用标准螺母即可，简化采购并降低现场操作失误风险。
§ 04 螺栓等级相容性
| 螺栓等级 | 热浸镀锌 | 锌铝片涂层 | 限制原因 |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 允许 | 允许 | — |
| 10.9 | 允许（需控制酸洗时间及去氢处理） | 允许 | 10.9 氢脆风险通过正确工艺可控 |
| 12.9 | 禁止 | 允许 | 酸洗在 1200 MPa 下引发不可接受的氢脆风险 |
| 不锈钢 A2 / A4 | 不适用 | 无需涂层 | 不锈钢依靠自身钝化层防腐 |
这是最清晰的决策规则：凡是 12.9 级螺栓，锌铝片涂层是唯一选项。若为 10.9 级且项目处于陆上 C3–C4 环境，HDG 仍是经济实用的成熟选择。等级选择的完整讨论见 10.9 vs 12.9 螺栓等级对比。
§ 05 风电项目选型指南
| 应用场景 | 推荐涂层 | 说明 |
|---|---|---|
| 陆上塔筒法兰螺栓（C3） | HDG 或锌铝片 | HDG 成本更低；如规定 12.9 级则用锌铝片 |
| 陆上基础锚栓（C3–C4） | HDG | 成熟可靠；须配 TD 螺母 |
| 海上塔筒法兰螺栓（C5-M） | 锌铝片涂层 | 盐雾 >1000 h；无氢脆风险；K 值稳定 |
| 海上基础螺栓（C5-M / Im2） | 锌铝片 + 顶涂 | 浪溅区可能需附加有机顶涂 |
| 叶根 / 变桨轴承（12.9 级） | 仅锌铝片涂层 | 12.9 级禁止 HDG；标准螺母 |
| 电缆夹与管夹（塔筒内部） | 316L 不锈钢或锌铝片 | 塔筒内为 C2–C3；不锈钢常被规定 |
关于腐蚀环境类别（C1–C5/CX）的定义及如何判断项目适用类别，参见 腐蚀类别 C1–C5/CX 与紧固件选型。