一、鋼結構中所用的構(gòu)件一般是由鋼廠批(pī)量生產,並需有合格證明,因此材料的強度及(jí)化學成分(fèn)是有良好保證的。工程檢測(cè)的重點在於安裝、拚接過程中產生的質量問(wèn)題。鋼結構工程中主要的檢(jiǎn)測內容有:構件尺寸及平整度的檢測;構件表麵缺陷的檢(jiǎn)測;連接(焊接、螺栓連接)的檢測;鋼材鏽蝕檢測;防(fáng)火塗層厚度檢測。
如果鋼材無出廠合(hé)格證明,或對其(qí)質(zhì)量(liàng)有懷疑,則應增加鋼材的力(lì)學性能試驗,必要(yào)時再檢測其化(huà)學成分。
二、鋼結構各檢測規(guī)範的應用範圍(wéi)知識
三、構件尺寸及平整度的檢測
每個尺寸在構件的3個部(bù)位量測, 取3處的平均值作為該尺(chǐ)寸的代表值。鋼構件(jiàn)的尺寸偏差應以設計圖紙規定的尺寸為基準(zhǔn)計算尺寸偏差;偏(piān)差的允許值應符合其(qí)產品標準的要求。
梁和桁架(jià)構件的變(biàn)形有平麵內(nèi)的垂直變形和平麵外的側(cè)向變形,因此(cǐ)要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。檢查(chá)時可先目測,發現有異常情況或疑(yí)點時,對梁 、桁架可在構件支(zhī)點(diǎn)間拉緊一根鐵絲(sī)或細線,然後測量各點的垂度與偏差;對柱的傾斜可用經緯儀或鉛垂測量。柱(zhù)撓曲可在構(gòu)件支點間拉緊一根(gēn)鐵絲或細線測量(liàng)。
四、構件表麵缺陷的檢測——磁粉(fěn)探傷
1、磁粉探傷的基本原理
外加磁場對(duì)工件(隻能是鐵磁性材料)進(jìn)行磁化,被磁化後的(de)工件上若不存在缺陷(xiàn),則它各部位(wèi)的磁特性(xìng)基本一致,而存在裂紋、氣孔或非金屬物夾渣等缺陷時,由於它們會在工件上造成氣隙或不導磁的間(jiān)隙,使缺陷(xiàn)部位(wèi)的磁阻大大(dà)增加,工件內磁力線(xiàn)的正常傳播遭到阻隔,根據磁連續(xù)性原理,這時磁化場(chǎng)的磁力線就被迫改(gǎi)變路徑而逸出工(gōng)件(jiàn),並在工件表麵形成漏磁場。
漏磁場(chǎng)的強度主要(yào)取決磁化場的強度和缺陷對於磁化場垂直截麵的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場給予(yǔ)顯示或測量出來,從而分析(xī)判斷出缺陷(xiàn)的存在與否及其位置和大小。
將(jiāng)鐵磁性材料的粉未撒在工件上,在有漏磁場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(jiào)直觀地檢出缺陷。這種方法是應(yīng)用最早、最廣的一種無損(sǔn)檢測方法。
磁粉一般用工業純鐵或氧化鐵製作,通常用(yòng)四氧化三鐵(Fe3O4)製成細微顆(kē)粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和(hé)非(fēi)熒光磁粉兩大類,熒光磁(cí)粉是在普通磁粉的顆粒外表麵塗上(shàng)了(le)一層熒光(guāng)物質,使它在紫外線的照射下能發出(chū)熒光,主要的作用是提高了(le)對比度,便於觀察。磁粉檢測又分幹法和濕法(fǎ)兩種(zhǒng):
1.幹法
—將磁粉直接撒在被測工件表麵。為便於磁粉顆(kē)粒向漏磁場滾動,通常幹法檢測所用的磁粉顆(kē)粒較大,所(suǒ)以檢測靈(líng)敏度較低。但是在被測工件(jiàn)不允許采用濕(shī)法(fǎ)與水或油接觸時,如溫度較高的試件,則隻能采用幹濕法(fǎ)。
濕法 —將(jiāng)磁粉懸(xuán)浮於載(zǎi)液(水或煤油(yóu)等)之中形(xíng)成磁懸液噴撒於被測工件表麵,這時(shí)磁粉借助液體流(liú)動性較好的特點,能夠比較(jiào)容易地向微弱的(de)漏磁場移動(dòng),同(tóng)時由於濕法流動性好就可以采用比幹(gàn)法更加(jiā)細的磁粉,使磁粉更易於被微(wēi)小的漏磁場所吸附,因此濕法比幹法的檢(jiǎn)測靈敏度高。
2、磁粉(fěn)探傷的一般程(chéng)序
(預處理-磁化 -施加磁粉 -觀(guān)察記錄)
預處理(lǐ)
將構(gòu)件表(biǎo)麵的(de)油脂、塗料以(yǐ)及鐵鏽等(děng)去掉,以免影響磁粉附著在缺陷(xiàn)上。
磁 化
選用適當的磁化方法和磁化電流,接通電源,對構件進行磁化 。
施加磁粉(fěn)
按所選的幹法或濕法施加幹(gàn)粉或磁懸液。
觀察記錄
用非熒光磁粉擦傷時,在(zài)光線明亮(liàng)的地方,用自然光或燈光進行觀察;用熒光磁粉擦傷時,則在暗室等暗處用紫外燈進行觀察。
五、連接(焊接、螺栓連接)的檢測
鋼結(jié)構的許多質量事故出在連接上,故應將連接作(zuò)為重(chóng)點對象進行檢查。
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(zuò)為靠尺檢查其平整度;3)測量因螺栓孔等造(zào)成的實際尺寸的減小;4)檢測有無裂縫、局部缺損(sǔn)等損傷。
對於螺栓連接,可用目測(cè)、錘敲相結合的方法檢查。並用扭(niǔ)力扳手(當扳(bān)手達到一定的(de)力矩時,帶有聲、光指示的扳手)對螺栓的緊固性進行複查,尤其對高強螺栓的連結更應仔細(xì)檢查。此外,對(duì)螺栓的直徑、個數、排列方式也要一一檢查。
焊(hàn)接連接目前(qián)應用最廣,出事故(gù)也(yě)較多,應檢查其缺陷。焊縫(féng)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(féng)缺(quē)陷時,可用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。在對(duì)焊縫的內部缺陷進行(háng)探傷前應先進行外觀質(zhì)量檢查。
焊縫表麵質量(liàng)的檢驗可目(mù)測或用10倍(bèi)放大鏡,當存在疑義時,采用磁(cí)粉或滲(shèn)透擦傷。如果(guǒ)焊縫外(wài)觀質量不滿足規定要求,需(xū)進行(háng)修補。
焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量(liàng)。焊縫檢驗尺由主(zhǔ)尺、多用尺和高度標尺構成,可用於測量(liàng)焊接母材的坡口角度(dù)、間隙、錯位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度。
六、鋼材(cái)鏽蝕的檢測(cè)
鋼結構在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環境中容易生鏽,鏽蝕導致(zhì)鋼材截麵削弱,承載力下降。鋼材的鏽蝕程度可由其截麵(miàn)厚度的變化來反應。檢測鋼材(cái)厚度(必須先除鏽))的儀器有超聲波(bō)測厚儀(聲速設定、耦合劑)和遊標卡尺(chǐ)。
超(chāo)聲波(bō)測(cè)厚儀采用脈衝反射波法。超聲波從一種均勻介質向另一種介質(zhì)傳播時,在界麵(miàn)會(huì)發生反射,測厚儀可測出探頭自發出(chū)超(chāo)聲波至收到界麵反射回波的時間。超聲(shēng)波在各種鋼材中的(de)傳播速度已知,或(huò)通過(guò)實測確定,由波速和(hé)傳播時間測算出鋼材的厚度(dù),對於數字超聲波測厚儀,厚度值會直接顯示在顯示屏上。
七、防火塗層厚度的檢測
鋼結(jié)構在高(gāo)溫條件下,材料強度顯著降低。譬如2001年9月11日受恐怖襲擊的美國紐(niǔ)約(yuē)世貿中心就是典型的例子,世貿大廈采(cǎi)用筒中筒結構,為姊妹塔樓,地(dì)下6層,地上110層,高411m,標準層平麵尺寸63.5m×63.5m,總麵積(jī)125萬平方(fāng)米,整個大樓可容納5萬人辦(bàn)公,相當於5個深圳地王大廈。外筒(tǒng)為鋼柱(zhù),建於1973年,每幢樓用鋼量7800t。兩座大樓受飛機撞擊之後,一個(gè)在一小時倒塌,另一個(gè)在一小時四十倒塌。
防(fáng)火塗層的質量要求
薄型防火塗層表(biǎo)麵裂紋寬度不應大小0.5mm,塗層厚度應符合有關(guān)耐火極限的設計要求;厚型防火(huǒ)塗層表麵裂紋寬度不應大小1mm,其塗層厚度應有80%以上的(de)麵積符合耐火極限的設計要求,且最薄處厚度不應低於設(shè)計要求(qiú)的85%。防火塗料塗層厚度測定用測針(厚度測量儀)測(cè)定。
全鋼框(kuàng)架結構的梁(liáng)和柱的防火層厚度測定,在構件長度內每隔3m取(qǔ)一截麵,對於梁和柱在所選擇的位置中,分別測(cè)出6個和8個點(diǎn)。分別(bié)計算出它們(men)的平均值,精確到(dào)0.5mm。
如果鋼材無出廠合(hé)格證明,或對其(qí)質(zhì)量(liàng)有懷疑,則應增加鋼材的力(lì)學性能試驗,必要(yào)時再檢測其化(huà)學成分。
二、鋼結構各檢測規(guī)範的應用範圍(wéi)知識
三、構件尺寸及平整度的檢測
每個尺寸在構件的3個部(bù)位量測, 取3處的平均值作為該尺(chǐ)寸的代表值。鋼構件(jiàn)的尺寸偏差應以設計圖紙規定的尺寸為基準(zhǔn)計算尺寸偏差;偏(piān)差的允許值應符合其(qí)產品標準的要求。
梁和桁架(jià)構件的變(biàn)形有平麵內(nèi)的垂直變形和平麵外的側(cè)向變形,因此(cǐ)要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。檢查(chá)時可先目測,發現有異常情況或疑(yí)點時,對梁 、桁架可在構件支(zhī)點(diǎn)間拉緊一根鐵絲(sī)或細線,然後測量各點的垂度與偏差;對柱的傾斜可用經緯儀或鉛垂測量。柱(zhù)撓曲可在構(gòu)件支點間拉緊一根(gēn)鐵絲或細線測量(liàng)。
四、構件表麵缺陷的檢測——磁粉(fěn)探傷
1、磁粉探傷的基本原理
外加磁場對(duì)工件(隻能是鐵磁性材料)進(jìn)行磁化,被磁化後的(de)工件上若不存在缺陷(xiàn),則它各部位(wèi)的磁特性(xìng)基本一致,而存在裂紋、氣孔或非金屬物夾渣等缺陷時,由於它們會在工件上造成氣隙或不導磁的間(jiān)隙,使缺陷(xiàn)部位(wèi)的磁阻大大(dà)增加,工件內磁力線(xiàn)的正常傳播遭到阻隔,根據磁連續(xù)性原理,這時磁化場(chǎng)的磁力線就被迫改(gǎi)變路徑而逸出工(gōng)件(jiàn),並在工件表麵形成漏磁場。
漏磁場(chǎng)的強度主要(yào)取決磁化場的強度和缺陷對於磁化場垂直截麵的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場給予(yǔ)顯示或測量出來,從而分析(xī)判斷出缺陷(xiàn)的存在與否及其位置和大小。
將(jiāng)鐵磁性材料的粉未撒在工件上,在有漏磁場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(jiào)直觀地檢出缺陷。這種方法是應(yīng)用最早、最廣的一種無損(sǔn)檢測方法。
磁粉一般用工業純鐵或氧化鐵製作,通常用(yòng)四氧化三鐵(Fe3O4)製成細微顆(kē)粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和(hé)非(fēi)熒光磁粉兩大類,熒光磁(cí)粉是在普通磁粉的顆粒外表麵塗上(shàng)了(le)一層熒光(guāng)物質,使它在紫外線的照射下能發出(chū)熒光,主要的作用是提高了(le)對比度,便於觀察。磁粉檢測又分幹法和濕法(fǎ)兩種(zhǒng):
1.幹法
—將磁粉直接撒在被測工件表麵。為便於磁粉顆(kē)粒向漏磁場滾動,通常幹法檢測所用的磁粉顆(kē)粒較大,所(suǒ)以檢測靈(líng)敏度較低。但是在被測工件(jiàn)不允許采用濕(shī)法(fǎ)與水或油接觸時,如溫度較高的試件,則隻能采用幹濕法(fǎ)。
濕法 —將(jiāng)磁粉懸(xuán)浮於載(zǎi)液(水或煤油(yóu)等)之中形(xíng)成磁懸液噴撒於被測工件表麵,這時(shí)磁粉借助液體流(liú)動性較好的特點,能夠比較(jiào)容易地向微弱的(de)漏磁場移動(dòng),同(tóng)時由於濕法流動性好就可以采用比幹(gàn)法更加(jiā)細的磁粉,使磁粉更易於被微(wēi)小的漏磁場所吸附,因此濕法比幹法的檢(jiǎn)測靈敏度高。
2、磁粉(fěn)探傷的一般程(chéng)序
(預處理-磁化 -施加磁粉 -觀(guān)察記錄)
預處理(lǐ)
將構(gòu)件表(biǎo)麵的(de)油脂、塗料以(yǐ)及鐵鏽等(děng)去掉,以免影響磁粉附著在缺陷(xiàn)上。
磁 化
選用適當的磁化方法和磁化電流,接通電源,對構件進行磁化 。
施加磁粉(fěn)
按所選的幹法或濕法施加幹(gàn)粉或磁懸液。
觀察記錄
用非熒光磁粉擦傷時,在(zài)光線明亮(liàng)的地方,用自然光或燈光進行觀察;用熒光磁粉擦傷時,則在暗室等暗處用紫外燈進行觀察。
五、連接(焊接、螺栓連接)的檢測
鋼結(jié)構的許多質量事故出在連接上,故應將連接作(zuò)為重(chóng)點對象進行檢查。
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(zuò)為靠尺檢查其平整度;3)測量因螺栓孔等造(zào)成的實際尺寸的減小;4)檢測有無裂縫、局部缺損(sǔn)等損傷。
對於螺栓連接,可用目測(cè)、錘敲相結合的方法檢查。並用扭(niǔ)力扳手(當扳(bān)手達到一定的(de)力矩時,帶有聲、光指示的扳手)對螺栓的緊固性進行複查,尤其對高強螺栓的連結更應仔細(xì)檢查。此外,對(duì)螺栓的直徑、個數、排列方式也要一一檢查。
焊(hàn)接連接目前(qián)應用最廣,出事故(gù)也(yě)較多,應檢查其缺陷。焊縫(féng)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(féng)缺(quē)陷時,可用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。在對(duì)焊縫的內部缺陷進行(háng)探傷前應先進行外觀質(zhì)量檢查。
焊縫表麵質量(liàng)的檢驗可目(mù)測或用10倍(bèi)放大鏡,當存在疑義時,采用磁(cí)粉或滲(shèn)透擦傷。如果(guǒ)焊縫外(wài)觀質量不滿足規定要求,需(xū)進行(háng)修補。
焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量(liàng)。焊縫檢驗尺由主(zhǔ)尺、多用尺和高度標尺構成,可用於測量(liàng)焊接母材的坡口角度(dù)、間隙、錯位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度。
六、鋼材(cái)鏽蝕的檢測(cè)
鋼結構在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環境中容易生鏽,鏽蝕導致(zhì)鋼材截麵削弱,承載力下降。鋼材的鏽蝕程度可由其截麵(miàn)厚度的變化來反應。檢測鋼材(cái)厚度(必須先除鏽))的儀器有超聲波(bō)測厚儀(聲速設定、耦合劑)和遊標卡尺(chǐ)。
超(chāo)聲波(bō)測(cè)厚儀采用脈衝反射波法。超聲波從一種均勻介質向另一種介質(zhì)傳播時,在界麵(miàn)會(huì)發生反射,測厚儀可測出探頭自發出(chū)超(chāo)聲波至收到界麵反射回波的時間。超聲(shēng)波在各種鋼材中的(de)傳播速度已知,或(huò)通過(guò)實測確定,由波速和(hé)傳播時間測算出鋼材的厚度(dù),對於數字超聲波測厚儀,厚度值會直接顯示在顯示屏上。
七、防火塗層厚度的檢測
鋼結(jié)構在高(gāo)溫條件下,材料強度顯著降低。譬如2001年9月11日受恐怖襲擊的美國紐(niǔ)約(yuē)世貿中心就是典型的例子,世貿大廈采(cǎi)用筒中筒結構,為姊妹塔樓,地(dì)下6層,地上110層,高411m,標準層平麵尺寸63.5m×63.5m,總麵積(jī)125萬平方(fāng)米,整個大樓可容納5萬人辦(bàn)公,相當於5個深圳地王大廈。外筒(tǒng)為鋼柱(zhù),建於1973年,每幢樓用鋼量7800t。兩座大樓受飛機撞擊之後,一個(gè)在一小時倒塌,另一個(gè)在一小時四十倒塌。
防(fáng)火塗層的質量要求
薄型防火塗層表(biǎo)麵裂紋寬度不應大小0.5mm,塗層厚度應符合有關(guān)耐火極限的設計要求;厚型防火(huǒ)塗層表麵裂紋寬度不應大小1mm,其塗層厚度應有80%以上的(de)麵積符合耐火極限的設計要求,且最薄處厚度不應低於設(shè)計要求(qiú)的85%。防火塗料塗層厚度測定用測針(厚度測量儀)測(cè)定。
全鋼框(kuàng)架結構的梁(liáng)和柱的防火層厚度測定,在構件長度內每隔3m取(qǔ)一截麵,對於梁和柱在所選擇的位置中,分別測(cè)出6個和8個點(diǎn)。分別(bié)計算出它們(men)的平均值,精確到(dào)0.5mm。














