CN104562933A - 悬索桥索夹螺栓及其表面处理方法 - Google Patents

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涂小东
李鲤
陈龙
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Abstract

本发明提供了一种悬索桥索夹螺栓及其表面处理方法，该螺栓的表面具有耐蚀层，该耐蚀层是深度为10～20μm的特氟龙渗透层。该悬索桥索夹螺栓表面处理方法的步骤依次为：制作完成索夹螺栓、并检验尺寸和性能合格，将螺栓表面清理干净，在螺栓表面喷涂涂料，固化烧结涂层，对螺栓进行冷却、后处理。该发明悬索桥索夹螺栓的表面具有一层较薄的特氟龙涂层，不会对螺纹副的精度造成影响；涂有特氟龙涂层的螺栓具有优良的耐蚀性、耐磨性和较低的稳定的摩阻系数，耐盐雾试验可达到1000小时不锈蚀。该发明具有结构简单，制作方便、稳定可靠、结构安全性强等优点，它改善了索夹螺栓的气候适应性。

Description

悬索桥索夹螺栓及其表面处理方法
技术领域
本发明涉及悬索桥索夹，尤其涉及该索夹的螺栓及其表面处理方法。
背景技术
悬索桥是一个系统的工程，需要使用大量紧固件进行连接。其中索夹螺栓非常特别，起到连接索夹上、下半(或者左、右半)，并将螺栓的轴力转化为索夹对主缆的夹紧力。索夹螺栓的可靠性要求非常高。
悬索桥上部索夹构件的安装工期较长，一般在3个月以上。也就是说，索夹螺栓长期裸露在空气中，很快会发生腐蚀，影响联结强度，当螺杆螺纹被腐蚀，与螺母的联接失效，会导致桥板坠落，酿成重大安全事故，故需对其表面进行防腐处理，传统索夹螺杆的表面的处理方式为：
1、螺杆镀锌，镀层≥9微米。其缺点是：由于旋索桥的施工期很长，从缆索上塔(此时索夹已安装在缆索上)到成桥还有很长时间，螺杆裸露在空气中，特别是在海洋性气候的环境中时，螺杆镀锌层极易被盐雾腐蚀而失效。同时，由于镀锌产品的扭矩系数极不稳定，故在索夹安装过程中不能采用力矩扳手施工，否则旋螺母时会将镀锌层磨掉；只能采用液压张拉千斤顶，使得索夹安装工艺复杂、工效低、工期长；
2、螺杆发蓝或者磷化处理。其缺点是：发蓝或者磷化的处理方式均为工厂制造过程的防锈处理，属于装饰性质的，国家标准关于发蓝或者磷化均没有规定保质期。发蓝和磷化不能达到悬索桥所要求的防腐效果，在空气中的腐蚀速度还快于镀锌产品。
以上两种处理方式，均需在成桥后再在索夹的所有可视表面涂装油漆。并利用油漆将索夹上下半、螺杆、螺母三者之间的配合间隙封堵，涂漆是现场人工施工，繁琐缓慢，涂层厚度不均，涂装质量难以控制，索夹数量又多，工作量很大。并且，悬索桥是永久性建筑，而油漆有时效期，超过时效期，油漆会脱落、粉化，需要重新涂装，成为悬索桥定期维护重要事项之一，增大了桥梁维护成本。
对于上述情况，索夹螺栓在使用过程中还能够进行维护防腐。对于螺栓穿过索夹孔的中间部分，将不能实现安装完成后的涂装和使用过程中的维护防腐。这部分的锈蚀对悬索桥的索夹的夹紧力的损失时致命的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种耐蚀性更为优异的悬索桥索夹螺杆及其表面处理方法，其技术方案是：
一种悬索桥索夹螺栓，该螺栓的表面具有耐蚀层，该耐蚀层是特氟龙渗透层。
所述特氟龙渗透层的深度为10～20μm。
悬索桥索夹螺栓的表面处理方法，包括步骤：
(1)制作完成索夹螺栓，并检验尺寸和性能合格；
(2)将索夹螺栓表面清理干净；
(3)在索夹螺栓表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓表面的夹角为70°～90°，喷枪与工件距离为150～200mm，喷涂速度为100～150mm/s，相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；
(4)固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层，其中：烧结的温为330℃～380℃，烧结时间为3～5天。
(5)将索夹螺栓随炉冷却至室温后取出后处理。
本发明所产生的有益效果为：
1、特氟龙(teflon)分子结构为它的碳氟键特别稳定，故采用特氟龙(teflon)表面渗透处理的索夹螺杆，具有比现有技术更为优异的耐蚀性，使索夹联接更为可靠、持久，提高了桥梁的安全性。
2、该渗透层具有良好的低摩擦性能，在旋紧螺帽时，不会磨伤螺纹渗透层，故可采用力矩扳手施工，使索夹安装工艺变得简单易行，提高工效、缩短工期。
3、该渗透层具有良好的耐高、低温性能，增强了螺杆的耐候性，无论桥梁建在高温地带、高寒地带、高温差地带，索夹的联接强度都比较稳定，不会有大的变化，不必为耐候性去研制特殊成分的螺杆材料，可降低制造商的研发成本。
4、成桥后索夹表面无须涂漆，简化了桥梁施工步骤，节约了油漆，可降低建桥成本和桥梁维护成本。
附图说明
图1是本发明悬索桥索夹的结构示意图；
图2是具体实施方式A的局部放大示意图；
图3是本发明索夹螺栓的结构示意图；
图中标号表示：1-螺栓，2-索夹，t-渗透层。
具体实施方式
如图1～3所示，本发明的悬索桥索夹螺栓1的表面具有耐蚀层，该耐蚀层是特氟龙渗透层t，渗透层t的深度为10～20μm。在能保证螺栓1能顺利穿过索夹2的前提下，特氟龙渗透层t的厚度越厚、其防腐蚀能力越强。但是要考虑到索夹螺栓1的尺寸和加工难度，将其渗透层t的深度设计为10～20μm，渗透层t较薄、不会对螺纹副的精度造成影响。
上述悬索桥索夹螺栓1的表面处理方法，包括以下步骤：
(1)制作完成索夹螺栓1，并检验尺寸和性能合格；
(2)将螺栓1表面清理干净；
(3)涂料的喷涂；
(4)渗透涂层的固化烧结；
(5)冷却、后处理。
具体的：先将制作好的成品索夹螺栓1，经过检验，尺寸，性能符合行业要求之后，将螺栓1表面的灰尘、杂质清理干净；再将特氟龙涂层t通过喷枪喷射在干净的螺栓1表面，喷涂过程中，为了防止涂层不均匀，厚度不一致，喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓1表面的夹角为70°～90°，喷枪与工件距离为150～200mm，喷涂速度为100～150mm/s，保证相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；通过此方法喷涂之后，再将喷涂好的螺栓1进行高温烧结，烧结温度控制到330℃～380℃，烧结时间3～5天，让表面涂层固化，形成渗透层t，渗透层t厚度为10～20μm。最后将烧结固化好的螺栓1随炉冷却至室温后取出得以使用。
实施例一
本具体实施方式中的悬索桥索夹螺栓，该螺栓1的表面具有深度为10μm的特氟龙渗透层t。对该悬索桥索夹螺栓1的表面处理方法，包括步骤：
(1)制作完成索夹螺栓1，并检验尺寸和性能合格；
(2)将索夹螺栓1表面清理干净；
(3)在索夹螺栓1表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓1表面的夹角为70°，喷枪与工件距离为150mm，喷涂速度为100mm/s，相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；
(4)固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层t，其中：烧结的温为330℃，烧结时间为5天。
(5)将索夹螺栓1随炉冷却至室温后取出后处理。
实施例二
本具体实施方式中的悬索桥索夹螺栓，该螺栓1的表面具有深度为20μm的特氟龙渗透层t。对该悬索桥索夹螺栓1的表面处理方法，包括步骤：
(1)制作完成索夹螺栓1，并检验尺寸和性能合格；
(2)将索夹螺栓1表面清理干净；
(3)在索夹螺栓1表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓1表面的夹角为90°，喷枪与工件距离为200mm，喷涂速度为150mm/s，相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；
(4)固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层t，其中：烧结的温为380℃，烧结时间为3天。
(5)将索夹螺栓1随炉冷却至室温后取出后处理。
实施例三
本具体实施方式中的悬索桥索夹螺栓，该螺栓1的表面具有深度为10(10～20，请给一个优选值)μm的特氟龙渗透层t。对该悬索桥索夹螺栓1的表面处理方法，包括步骤：
(1)制作完成索夹螺栓1，并检验尺寸和性能合格；
(2)将索夹螺栓1表面清理干净；
(3)在索夹螺栓1表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓1表面的夹角为70°，喷枪与工件距离为200mm，喷涂速度为150mm/s，相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；
(4)固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层t，其中：烧结的温为350℃，烧结时间为3天。
(5)将索夹螺栓1随炉冷却至室温后取出后处理。
实施例四
本具体实施方式中的悬索桥索夹螺栓，该螺栓1的表面具有深度为20μm的特氟龙渗透层t。对该悬索桥索夹螺栓1的表面处理方法，包括步骤：
(1)制作完成索夹螺栓1，并检验尺寸和性能合格；
(2)将索夹螺栓1表面清理干净；
(3)在索夹螺栓1表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓1表面的夹角为70°，喷枪与工件距离为150mm，喷涂速度为100mm/s，相邻喷涂轨迹有20％以上的重合；
(4)固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层t，其中：烧结的温为350℃，烧结时间为4天。
(5)将索夹螺栓1随炉冷却至室温后取出后处理。

Claims (3)

1. 一种悬索桥索夹螺栓，该螺栓的表面具有耐蚀层，其特征在于，该耐蚀层是特氟龙渗透层。
2.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺栓，其特征在于，所述所述特氟龙渗透层的深度为10～20μm。
3.权利要求1或2所述悬索桥索夹螺栓的表面处理方法，其特征在于，包括步骤：
（1）制作完成索夹螺栓，并检验尺寸和性能合格；
（2）将索夹螺栓表面清理干净；
（3）在索夹螺栓表面喷涂耐蚀层的涂料，其中：喷枪喷出的涂料喷射束与索夹螺栓表面的夹角为70°～90°，喷枪与工件距离为150～200mm，喷涂速度为100～150mm/s，相邻喷涂轨迹有20%以上的重合；
（4）固化烧结涂层、使其形成特氟龙渗透层，其中：烧结的温度为330℃～380℃，烧结时间为3～5天；
（5）将索夹螺栓随炉冷却至室温后取出后处理。
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