鋼結構檢測基礎知識和缺陷的檢測
編輯:【海南康氏力拓空間結構工程有限公司】 更新時(shí)間:【2015.08.12】 瀏覽次數:【2797】
鋼結構中所用的構件一般是由鋼廠(chǎng)批量生產(chǎn),并需有合格證明,因此材料的強度及化學(xué)成分是有良好保證的。工程檢測的重點(diǎn)在于安裝、拼接過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。鋼結構工程中主要的檢測內容有:
(1)構件尺寸及平整度的檢測;
(2)構件表面缺陷的檢測;
(3)連接(焊接、螺栓連接)的檢測;
(4)鋼材銹蝕檢測;
(5)防火涂層厚度檢測!
如果鋼材無(wú)出廠(chǎng)合格證明,或對其質(zhì)量有懷疑,則應增加鋼材的力學(xué)性能試驗,必要時(shí)再檢測其化學(xué)成分!
二、鋼結構各檢測規范的應用范圍
三、構件尺寸及平整度的檢測
每個(gè)尺寸在構件的3個(gè)部位量測,取3處的平均值作為該尺寸的代表值。鋼構件的尺寸偏差應以設計圖紙規定的尺寸為基準計算尺寸偏差;偏差的允許值應符合其產(chǎn)品標準的要求!
梁和桁架構件的變形有平面內的垂直變形和平面外的側向變形,因此要檢測兩個(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,發(fā)現有異常情況或疑點(diǎn)時(shí),對梁、桁架可在構件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細線(xiàn),然后測量各點(diǎn)的垂度與偏差;對柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂測量。柱撓曲可在構件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細線(xiàn)測量!
四、構件表面缺陷的檢測——磁粉探傷
1、磁粉探傷的基本原理
外加磁場(chǎng)對工件(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磁的間隙,使缺陷部位的磁阻大大增加,工件內磁力線(xiàn)的正常傳播遭到阻隔,根據磁連續性原理,這時(shí)磁化場(chǎng)的磁力線(xiàn)就被迫改變路徑而逸出工件,并在工件表面形成漏磁場(chǎng)!
漏磁場(chǎng)的強度主要取決磁化場(chǎng)的強度和缺陷對于磁化場(chǎng)垂直截面的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場(chǎng)給予顯示或測量出來(lái),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(guān)地檢出缺陷。這種方法是應用最早、最廣的一種無(wú)損檢測方法!
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(lèi),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(xiàn)的照射下能發(fā)出熒光,主要的作用是提高了對比度,便于觀(guān)察!
磁粉檢測又分干法和濕法兩種:
干法—將磁粉直接撒在被測工件表面。為便于磁粉顆粒向漏磁場(chǎng)滾動(dòng),通常干法檢測所用的磁粉顆粒較大,所以檢測靈敏度較低。但是在被測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!
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靈敏度高!
2、磁粉探傷的一般程序
(預處理-磁化-施加磁粉-觀(guān)察記錄)
1.預處理
將構件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉,以免影響磁粉附著(zhù)在缺陷上!
2.磁化
選用適當的磁化方法和磁化電流,接通電源,對構件進(jìn)行磁化!
3.施加磁粉
按所選的干法或濕法施加干粉或磁懸液!
4.觀(guān)察記錄
用非熒光磁粉擦傷時(shí),在光線(xiàn)明亮的地方,用自然光或燈光進(jìn)行觀(guān)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(guān)察!
連接(焊接、螺栓連接)的檢測
鋼結構的許多質(zhì)量事故出在連接上,故應將連接作為重點(diǎn)對象進(jìn)行檢查!
連接板的檢查包括:1)檢測連接板尺寸(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)測量因螺栓孔等造成的實(shí)際尺寸的減;4)檢測有無(wú)裂縫、局部缺損等損傷!
對于螺栓連接,可用目測、錘敲相結合的方法檢查。并用扭力扳手(當扳手達到一定的力矩時(shí),帶有聲、光指示的扳手)對螺栓的緊固性進(jìn)行復查,尤其對高強螺栓的連結更應仔細檢查。此外,對螺栓的直徑、個(gè)數、排列方式也要一一檢查!
焊接連接目前應用最廣,出事故也較多,應檢查其缺陷。焊縫的缺陷種類(lèi)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(xiàn)探測儀檢測。在對焊縫的內部缺陷進(jìn)行探傷前應先進(jìn)行外觀(guān)質(zhì)量檢查!
焊縫表面質(zhì)量的檢驗可目測或用10倍放大鏡,當存在疑義時(shí),采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀(guān)質(zhì)量不滿(mǎn)足規定要求,需進(jìn)行修補!
焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量。焊縫檢驗尺由主尺、多用尺和高度標尺構成,可用于測量焊接母材的坡口角度、間隙、錯位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度!
六、鋼材銹蝕的檢測
鋼結構在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環(huán)境中容易生銹,銹蝕導致鋼材截面削弱,承載力下降。鋼材的銹蝕程度可由其截面厚度的變化來(lái)反應。檢測鋼材厚度(必須先除銹))的儀器有超聲波測厚儀(聲速設定、耦合劑)和游標卡尺!
超聲波測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,測厚儀可測出探頭自發(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(guò)實(shí)測確定,由波速和傳播時(shí)間測算出鋼材的厚度,對于數字超聲波測厚儀,厚度值會(huì )直接顯示在顯示屏上!
七、防火涂層厚度的檢測
鋼結構在高溫條件下,材料強度顯著(zhù)降低。譬如2001年9月11日受恐怖襲擊的美國紐約世貿中心就是典型的例子,世貿大廈采用筒中筒結構,為姊妹塔樓,地下6層,地上110層,高411m,標準層平面尺寸63.5m×63.5m,總面積125萬(wàn)平方米,整個(gè)大樓可容納5萬(wàn)人辦公,相當于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大小0.5mm,涂層厚度應符合有關(guān)耐火極限的設計要求;厚型防火涂層表面裂紋寬度不應大小1mm,其涂層厚度應有80%以上的面積符合耐火極限的設計要求,且最薄處厚度不應低于設計要求的85%。防火涂料涂層厚度測定用測針(厚度測量?jì)x)測定!
全鋼框架結構的梁和柱的防火層厚度測定,在構件長(cháng)度內每隔3m取一截面,對于梁和柱在所選擇的位置中,分別測出6個(gè)和8個(gè)點(diǎn)。分別計算出它們的平均值,精確到0.5mm。
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