专利名称：螺栓及用于在螺栓上形成保护层的方法
技术领域：
本发明涉及一种能有效防止咬合倾向增大的螺栓和一种在螺栓上形成保护层的方法。
背景技术：
由于蒸汽轮机结构中存在高温，局部还超过了500℃，往往采用高合金螺栓和螺母用于蒸汽轮机各构件之间的机械连接。这样的螺栓连接通常会处于一种被称为咬合的状态下。咬合是基于粘附形成的一种磨损现象，它在较高负载下会带来损伤。相互插套的部件发生粘牢现象通常是强咬合导致的结果。已知旋得特紧的构件之间易发生粘牢现象。当两个面在负载作用下相互压紧时，相互作用的两个表面会由于局部形成的高压力以及因运动产生的热量而发生强结合。当这种结合在接触界面处解除，则只会产生很小的损伤，各构件相互间仍可平滑转动。而如果在其中一种构件材料内形成局部断裂，则会带来很大损害的后果。这种损害也被称为咬合。
为了抵制咬合现象发生，人们给螺栓上未镀层的螺纹涂上润滑剂，例如一种由润滑油、凝结剂和固体润滑剂组成的润滑剂。通过采用这种润滑剂，减小了在螺栓和螺纹套之间的摩擦。但在温度升高时其中的润滑油成分会蒸发，这会导致润滑效果降低，并因此在重新松拆该螺纹连接时可能发生咬合现象。
高温下应用的螺栓连接、发兰(凸缘)连接和插套连接在没有润滑的情况下会产生严重的氧化现象，这最终会增大螺栓连接、发兰(凸缘)连接和插套连接产生咬死现象的危险。但即便采用了润滑油也很难令人满意地满足有关于螺栓连接的一般要求，因为润滑油倾向于发干和燃烧。因此，即便采用了润滑油，也存在发干的危险以及随之在重新松拆时在螺纹表面上产生磨损的危险。
从德国专利申请DE 40 05 502 A1中已知，一种带有含铝保护层的螺栓可有效抵抗腐蚀和锈蚀。通常的用于在螺栓上形成这样一层含有铝的保护层的方法是，将螺栓放入一个装有一种溶液的容器中，该溶液中含有一种稀释度为50％的溶剂以及一种含有铝的介质。该含铝介质又由铝粉、硅(有机)树脂、Altyh树脂和一种芳香溶剂组成。通过将螺栓浸入这种溶液中可在螺栓上形成一层保护层。随后可将该螺栓从容器中取出并予以干燥。但这种用于在螺栓上形成这样一层含有铝的保护层的传统方法却有下述缺点带有这种含铝材料的溶液在干燥工序中沿螺栓表面流动，这会导致干燥过后在螺栓上形成的保护层有不均匀的厚度。
在制备这样一种带有含铝材料的溶液时，稀释溶剂在其中所占体积百分比通常为50％。添加到这种溶液中的稀释溶剂或者说在这种溶液中包含的稀释溶剂汽化后进入工作场所中的空气中，有可能对吸入这种蒸发气体的工作人员造成伤害。
浸入溶液中的各螺栓容易在沉浸和涂层工序中相互粘结在一起。因此其中一些螺栓没有被这种含铝介质充分覆盖并最终可能成为废品。
在德国专利申请DE 40 05 502 A1中描述了一种在螺栓上形成一保护层的方法。其中，在第一个容器中将一种溶剂、水和一种含有铝的介质混合在一起，以获得一种电解质溶液。在第二个容器中放入大量的螺栓。将第二个容器放入第一个容器中，使螺栓浸入该电解质溶液中。由此通过电解在每根螺栓上形成一层含有铝的保护层。第二个容器在电解过程中来回摆动。随后用水清洗螺栓，以便将附着在螺栓上的残余溶剂去掉。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种由一个螺栓和一个阴螺纹构成的具有很小咬合倾向的螺栓连接，以及一种在螺栓或阴螺纹上形成一保护层的方法。
上述针对螺栓连接提出的技术问题通过这样一种螺栓解决，它在其螺纹上涂有一种含铝的高温漆。
上述针对螺栓连接提出的技术问题同样可通过这样一种阴螺纹解决，其上涂有一种含铝的高温漆。
采用一种含铝的高温漆所取得的优点在于，明显减小了螺栓被咬合的现象。
在一种有利的改进设计中，在螺纹的下段涂上含铝的高温漆。由此可有针对性地给螺栓或螺纹上的在应用时承受负载特别大的部位涂覆一层保护层。
上述有关方法的技术问题可这样来解决，即，将一种含铝的高温漆涂覆在螺栓上并随后使其硬化和对其进行焙烧。这种技术解决方案的优点主要在于，这种方法操作起来特别简便。该方法不需要特别的安全预防措施，因此也可应用在检验场所、维修场所或工作运行场所。
按照一种有利的改进方案，在室温下涂覆这种含铝的高温漆。本发明方法由此可以有较大的应用可能性，因为在给螺栓涂覆该高温漆层时不必采取针对较高过程温度的特别预防措施。
按照本发明方法的另一有利改进方案，将所述含有铝的高温漆涂覆成两个薄层。由此取得如下优点螺栓的咬合倾向通过这第二层含有铝的高温漆层被减弱。
按照本发明方法的又一有利改进方案，在完成对含有铝的高温漆的焙烧之后，给螺纹抹上润滑剂。这样就提高了螺纹的润滑效果并辅助地避免了螺栓发生咬合的危险。
所述涂有高温漆层的螺栓可应用在涡轮机中，尤其是蒸汽轮机和燃气轮机中。
下面借助附图对本发明予以详细说明，附图中图1为一根涂有高温漆层的螺栓的纵向断面示图。
具体实施例方式
图1中可看到一根带涂层的螺栓1。它具有一个螺栓头2和一个沿纵向轴线3延伸的螺纹段4。该螺纹段4在图示实施方式中从头部2一直延伸到螺纹线起始点6。该螺栓1沿其纵向轴线3具有一个上部螺纹段7和一个下部螺纹段8，其中，这两个上下螺纹段7和8之间的划分可随意变化。螺栓1也可有其他实施形式，例如该螺栓1具有一个沿纵向轴线3仅仅部分涂有高温漆的螺纹段4。所述螺栓例如可由12％的铬钢制成。
所述螺栓1另外还可应用在蒸汽轮机和燃气轮机中。
所述螺栓1在其整个螺纹段4上涂有一种含铝的高温漆5。该含铝的高温漆也可不必涂覆在整个螺纹段4上，在某些应用场合中，在下部螺纹段8上涂覆高温漆就已足够。此外，所述螺栓1可由一种高合金材料制成。所述含铝的高温漆5也可涂设在阴螺纹上。由此同样可取得如上所述的减小咬合倾向的预期优点。
本发明方法便于实施。在室温下将一种含铝的高温漆涂覆成两个薄层。该含铝的高温漆可以是商场上常见的含有铝的高温漆。可以有一定时间间隔地先后涂覆出两层薄的高温漆层。随后使这两层漆干燥并时效硬化。干燥和硬化过程可在空气中进行。之后对该含铝的高温漆层进行焙烧。焙烧温度可在160℃至750℃之间。在应用螺栓1前，还可另外给其螺纹段4抹上润滑剂。为此可采用商场上常见的润滑剂。通过上述方法可明显减小螺栓被咬合的倾向。采用这种咬合倾向得以减小的螺栓可显著节约成本。
权利要求
1.一种螺栓(1)，其特征在于，在其螺纹上涂有含铝的高温漆(5)。
2.一种阴螺纹，其特征在于，其上涂有含铝的高温漆(5)。
3.如权利要求1所述的螺栓(1)，其特征在于，其具有一个下部螺纹段，仅仅在该下部螺纹段上涂有含铝的高温漆(5)。
4.一种给具有螺纹(4)的螺栓(1)涂覆保护层的方法，其特征在于，给螺栓(1)涂覆一层含铝的高温漆(5)，随后使该含铝的高温漆(5)硬化并对其进行焙烧。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在室温下给螺栓(1)涂上一层含铝的高温漆(5)。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述含铝的高温漆(5)被涂设成两个薄层。
7.如权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，在完成对所述含铝的高温漆(5)的焙烧之后，给所述螺纹(4)抹上一种润滑剂。
8.一种蒸汽轮机，其带有如权利要求1至6中任一项所述的螺栓。
9.一种燃气轮机，其带有如权利要求1至6中任一项所述的螺栓。
10.一种用于蒸汽轮机或燃气轮机的壳体的连接螺栓，该螺栓是如权利要求1至6中任一项所述的螺栓。
全文摘要
本发明公开了一种给螺栓涂覆保护层的方法，其中，首先在螺栓上涂覆一层含铝的高温漆，随后使该含铝的高温漆硬化并在一定的焙烧温度下对其进行焙烧。在安装应用该螺栓前，在其螺纹上另外抹上一种润滑剂。通过本发明方法减小了氧化现象并最终减小了螺栓连接发生咬死现象的可能性。本发明还公开了一种用上述方法制造出的螺栓。
文档编号F16B33/06GK1526965SQ20041000536
公开日2004年9月8日 申请日期2004年2月11日 优先权日2003年3月6日
发明者克里斯琴·布姆, 托马斯·林克, 艾伯特·施赖, 施赖, 林克, 克里斯琴 布姆 申请人:西门子公司