檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)工程的內(nèi)容和方法
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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鋼結(jié)構(gòu)中所用的構(gòu)件一般是由鋼廠批量生產(chǎn),并需有合格證明,因此材料的強(qiáng)度及化學(xué)成分是有良好保證的。工程檢測(cè)的重點(diǎn)在于安裝、拼接過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題。
一、鋼結(jié)構(gòu)工程中主要的檢測(cè)內(nèi)容有:構(gòu)件尺寸及平整度的檢測(cè);構(gòu)件表面缺陷的檢測(cè);連接(焊接、螺栓連接)的檢測(cè);鋼材銹蝕檢測(cè);防火涂層厚度檢測(cè)。如果鋼材無出廠合格證明,或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷疑,則應(yīng)增加鋼材的力學(xué)性能試驗(yàn),必要時(shí)再檢測(cè)其化學(xué)成分。
二、鋼結(jié)構(gòu)各檢測(cè)規(guī)范的應(yīng)用范圍知識(shí)
三、構(gòu)件尺寸及平整度的檢測(cè)每個(gè)尺寸在構(gòu)件的3個(gè)部位量測(cè),取3處的平均值作為該尺寸的代表值。鋼構(gòu)件的尺寸偏差應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸為基準(zhǔn)計(jì)算尺寸偏差;偏差的允許值應(yīng)符合其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。梁和桁架構(gòu)件的變形有平面內(nèi)的垂直變形和平面外的側(cè)向變形,因此要檢測(cè)兩個(gè)方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。檢查時(shí)可先目測(cè),發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點(diǎn)時(shí),對(duì)梁、桁架可在構(gòu)件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細(xì)線,然后測(cè)量各點(diǎn)的垂度與偏差;對(duì)柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂測(cè)量。柱撓曲可在構(gòu)件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細(xì)線測(cè)量
四、構(gòu)件表面缺陷的檢測(cè)——磁粉探傷
1、磁粉探傷的基本原理外加磁場(chǎng)對(duì)工件(只能是鐵磁性材料)進(jìn)行磁化,被磁化后的工件上若不存在缺陷,則它各部位的磁特性基本一致,而存在裂紋、氣孔或非金屬物夾渣等缺陷時(shí),由于它們會(huì)在工件上造成氣隙或不導(dǎo)磁的間隙,使缺陷部位的磁阻大大增加,工件內(nèi)磁力線的正常傳播遭到阻隔,根據(jù)磁連續(xù)性原理,這時(shí)磁化場(chǎng)的磁力線就被迫改變路徑而逸出工件,并在工件表面形成漏磁場(chǎng)。
2、漏磁場(chǎng)的強(qiáng)度主要取決磁化場(chǎng)的強(qiáng)度和缺陷對(duì)于磁化場(chǎng)垂直截面的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場(chǎng)給予顯示或測(cè)量出來,從而分析判斷出缺陷的存在與否及其位置和大小。將鐵磁性材料的粉未撒在工件上,在有漏磁場(chǎng)的位置磁粉就被吸附,從而形成顯示缺陷形狀的磁痕,能比較直觀地檢出缺陷。這種方法是應(yīng)用最早、最廣的一種無損檢測(cè)方法。磁粉一般用工業(yè)純鐵或氧化鐵制作,通常用四氧化三鐵(Fe3O4)制成細(xì)微顆粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩大類,熒光磁粉是在普通磁粉的顆粒外表面涂上了一層熒光物質(zhì),使它在紫外線的照射下能發(fā)出熒光,主要的作用是提高了對(duì)比度,便于觀察。
磁粉檢測(cè)又分干法和濕法兩種:1 .干法 —將磁粉直接撒在被測(cè)工件表面。為便于磁粉顆粒向漏磁場(chǎng)滾動(dòng),通常干法檢測(cè)所用的磁粉顆粒較大,所以檢測(cè)靈敏度較低。但是在被測(cè)工件不允許采用濕法與水或油接觸時(shí),如溫度較高的試件,則只能采用干濕法。
2.濕法 —將磁粉懸浮于載液(水或煤油等)之中形成磁懸液噴撒于被測(cè)工件表面,這時(shí)磁粉借助液體流動(dòng)性較好的特點(diǎn),能夠比較容易地向微弱的漏磁場(chǎng)移動(dòng),同時(shí)由于濕法流動(dòng)性好就可以采用比干法更加細(xì)的磁粉,使磁粉更易于被微小的漏磁場(chǎng)所吸附,因此濕法比干法的檢測(cè)靈敏度高。
3、磁粉探傷的一般程序 (預(yù)處理-磁化-施加磁粉-觀察記錄) · 預(yù)處理將構(gòu)件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉,以免影響磁粉附著在缺陷上。 ·磁化選用適當(dāng)?shù)拇呕椒ê痛呕娏?,接通電源,?duì)構(gòu)件進(jìn)行磁化。 · 施加磁粉按所選的干法或濕法施加干粉或磁懸液。 · 觀察記錄用非熒光磁粉擦傷時(shí),在光線明亮的地方,自然光或燈光進(jìn)行觀察;用熒光磁粉擦傷時(shí),則在暗室等暗處用紫外燈進(jìn)行觀察。
五、連接(焊接、螺栓連接)的檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的許多質(zhì)量事故出在連接上,故應(yīng)將連接作為重點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行檢查。
連接板的檢查包括:1)檢測(cè)連接板尺寸(尤其是厚度)是否符合要求;2)用直尺作為靠尺檢查其平整度;3)測(cè)量因螺栓孔等造成的實(shí)際尺寸的減小;4)檢測(cè)有無裂縫、局部缺損等損傷。對(duì)于螺栓連接,可用目測(cè)、錘敲相結(jié)合的方法檢查。并用扭力扳手(當(dāng)扳手達(dá)到一定的力矩時(shí),帶有聲、光指示的扳手)對(duì)螺栓的緊固性進(jìn)行復(fù)查,尤其對(duì)高強(qiáng)螺栓的連結(jié)更應(yīng)仔細(xì)檢查。此外,對(duì)螺栓的直徑、個(gè)數(shù)、排列方式也要一一檢查。焊接連接目前應(yīng)用最廣,出事故也較多,應(yīng)檢查其缺陷。焊縫的缺陷種類不少,如圖所示,有裂紋、氣孔、夾渣、未熔透、虛焊、咬邊、弧坑等。檢查焊縫缺陷時(shí),可用超聲探傷儀或射線探測(cè)儀檢測(cè)。在對(duì)焊縫的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷前應(yīng)先進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。焊縫表面質(zhì)量的檢驗(yàn)可目測(cè)或用10倍放大鏡,當(dāng)存在疑義時(shí),采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀質(zhì)量不滿足規(guī)定要求,需進(jìn)行修補(bǔ)。焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗(yàn)尺測(cè)量。焊縫檢驗(yàn)尺由主尺、多用尺和高度標(biāo)尺構(gòu)成,可用于測(cè)量焊接母材的坡口角度、間隙、錯(cuò)位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度。
六、鋼材銹蝕的檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環(huán)境中容易生銹,銹蝕導(dǎo)致鋼材截面削弱,承載力下降。鋼材的銹蝕程度可由其截面厚度的變化來反應(yīng)。檢測(cè)鋼材厚度(必須先除銹))的儀器有超聲波測(cè)厚儀(聲速設(shè)定、耦合劑)和游標(biāo)卡尺。超聲波測(cè)厚儀采用脈沖反射波法。超聲波從一種均勻介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí),在界面會(huì)發(fā)生反射,測(cè)厚儀可測(cè)出探頭自發(fā)出超聲波至收到界面反射回波的時(shí)間。超聲波在各種鋼材中的傳播速度已知,或通過實(shí)測(cè)確定,由波速和傳播時(shí)間測(cè)算出鋼材的厚度,對(duì)于數(shù)字超聲波測(cè)厚儀,厚度值會(huì)直接顯示在顯示屏上。
七、防火涂層厚度的檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)在高溫條件下,材料強(qiáng)度顯著降低。譬如2001年9月11日受恐怖襲擊的美國(guó)紐約世貿(mào)中心就是典型的例子,世貿(mào)大廈采用筒中筒結(jié)構(gòu),為姊妹塔樓,地下6層,地上110層,高411m,標(biāo)準(zhǔn)層平面尺寸63.5m×63.5m,總面積125萬平方米,整個(gè)大樓可容納5萬人辦公,相當(dāng)于5個(gè)深圳地王大廈。外筒為鋼柱,建于1973年,每幢樓用鋼量7800t。兩座大樓受飛機(jī)撞擊之后,一個(gè)在一小時(shí)倒塌,另一個(gè)在一小時(shí)四十倒塌。防火涂層的質(zhì)量要求薄型防火涂層表面裂紋寬度不應(yīng)大小0.5mm,涂層厚度應(yīng)符合有關(guān)耐火極限的設(shè)計(jì)要求;厚型防火涂層表面裂紋寬度不應(yīng)大小1mm,其涂層厚度應(yīng)有80%以上的面積符合耐火極限的設(shè)計(jì)要求,且最薄處厚度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)要求的85%。防火涂料涂層厚度測(cè)定用測(cè)針(厚度測(cè)量?jī)x)測(cè)定。全鋼框架結(jié)構(gòu)的梁和柱的防火層厚度測(cè)定,在構(gòu)件長(zhǎng)度內(nèi)每隔3m取一截面,對(duì)于梁和柱在所選擇的位置中,分別測(cè)出6個(gè)和8個(gè)點(diǎn)。分別計(jì)算出它們的平均值,精確到0.5mm。
八、其他相關(guān)問題
1)焊縫的檢測(cè)宜優(yōu)先考慮受拉構(gòu)件,在網(wǎng)架、桁架中應(yīng)特別注意跨中下弦桿件。
2)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中不合格的處理主控項(xiàng)目---- 必須100% 合格,不合格應(yīng)處理。一般項(xiàng)目 --- a.是否80%合格; --- b.其余的20%是否滿足允許偏差的1.2倍。不合格項(xiàng)的處理辦法:a.返工,重做;b.檢測(cè)鑒定,滿足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)予以驗(yàn)收;c.檢測(cè)鑒定不滿足設(shè)計(jì)要求,經(jīng)設(shè)計(jì)人員重新核算,滿足安全要求,可予以驗(yàn)收;d.設(shè)計(jì)人員認(rèn)為不能滿足安全要求,返修后二次驗(yàn)收可能引起結(jié)構(gòu)尺寸改變和功能發(fā)生變化,制定新的設(shè)計(jì)文件(加固方案),簽訂新的合同。施工單位按新的設(shè)計(jì)文件、合同進(jìn)行驗(yàn)收,或讓步驗(yàn)收。e. 不予驗(yàn)收
3)焊接材料的匹配--- 不同母材焊接時(shí)的焊條選用,就低不就高的原則。例如鋼梁 Q345,檁條Q235,用E43型焊條,不用E50型焊條原因: a.焊接材料強(qiáng)度遠(yuǎn)比母材高b.焊肉強(qiáng)度不能比母材高太多 (不大于50MPa)4).建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程?中關(guān)于焊縫的驗(yàn)收a.抽檢的焊縫數(shù)中,不合格率小于2%,該批定為合格;b.抽檢的焊縫數(shù)中,不合格率大于5%,該批定為不合格;c.抽檢的焊縫數(shù)中,不合格率為2%- 5% 時(shí),應(yīng)加倍抽檢,且必須在原不合格部位兩側(cè)的焊縫處長(zhǎng)線各增加一處,如在所有抽檢焊縫中不合格率不大于3% ,該批定為合格,大于3% ,該批定為不合格。當(dāng)批量驗(yàn)收不合格時(shí),應(yīng)對(duì)該批余下的所有焊縫進(jìn)行檢測(cè)。
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建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)取樣方法及數(shù)量