钢结构工程质量通病分析与预防培训讲义.ppt

目录 第一章钢结构工程简述第二章施工主要质量通病的分析及预防第一节组装施工质量通病第二节焊接施工质量通病第三节安装及涂装施工质量通病第三章钢结构工程实例简介 第一章钢结构工程简述一 目前钢结构的发展情况二 钢结构的特点1 优点 材料的强度高 塑性 韧性好 材质均匀 和力学计算的假定比较符合 整体性好 抗震能力强 工程材料总量小 节约原材料 结构自身荷载小 结构有效面积大 施工进度快 可以工厂预制 现场拼装 2 弱点 防火性能差 耐热但不耐火 必须采取防火措施 防腐蚀性能差 因此维护费用比较高 施工技术水平要求高 特别是焊接技术要求高 质量控制难度大 三 钢结构的应用范围 大跨度结构 桥梁 大跨度网架结构 工业厂房结构 高耸结构 桅塔结构 高层建筑 受动力荷载影响的结构 石油化工的设备管道工程 可拆卸的结构 第二章主要施工质量通病的分析及预防 第一节组装质量通病 一 部件连接的组装方式随意1 通病表现 随意设计构件中连结部件的形状2 危害性 导致应力集中或加大焊后内应力3 原因分析4 预防措施 第一节组装质量通病 二 屋架组装杆件形心不汇交1 通病表现屋架上下弦节点处 腹杆与弦杆的形心不汇交2 危害性使节点处产生弯矩3 原因分析4 预防措施对于等肢角钢还可以通过计算得到形心轴的位置 Zo 0 345 b 4Zo 形心位置 角钢边厚度b 角钢肢面宽 第一节组装质量通病 三 节点结构不符合要求1 通病表现 节点处的弦杆 角钢 间的距离不合理 上下弦节点板未按要求做伸或缩的处理2 危害性 连结板件容易形成应力集中 容易产生焊接变形 影响安装要求 影响结构强度3 原因分析4 预防措施 第一节组装质量通病 四 承重构件的对接接头方式不合理1 通病表现钢结构中承重构件对接接头的方式和接头的位置与实际受力方向不一致 会导致结构强度降低 容易在接头处失稳 2 危害性导致结构强度降低 容易在接头处失稳3 原因分析4 预防措施 理解图纸要求 做好技术交底 掌握承重构件拼接的技术要求 第一节组装质量通病 五 屋架起拱不符合规定要求1 通病表现 起拱过大或过小 拱度曲率不均匀2 危害性 影响结构受力 影响结构安全3 原因分析4 预防措施 第二节焊接质量通病 一 主要质量通病说明 一 焊接裂纹 二 脆性断裂 三 焊接变形 四 其他通病1 外部缺陷 焊缝尺寸不符合要求 咬边 焊瘤 弧坑等 2 内部缺陷 气孔 夹渣 未融合 未焊透等 第二节焊接质量通病 二 焊接裂纹 一 焊接裂纹概述1 关于裂纹在焊缝或近缝区 材料原子的结合遭到破坏 形成新的界面而产生的缝隙 2 危害性 1 构成了严重的应力集中 2 造成泄漏 压力容器 管道 3 留下隐患 使结构变得不可靠 3 裂纹的种类按其产生的部位可分为 根部裂纹 熔合区裂纹 热影响区裂纹 按其产生的温度和时间分为 热裂纹 冷裂纹 再热裂纹 第二节焊接质量通病 二 热裂纹1 热裂纹的表现热裂纹一般产生在焊缝结晶的过程中 所有又称为高温裂纹或结晶裂纹 热裂纹的纵向裂纹一般发生在焊道的中心 横向裂纹一般沿柱状晶界发生 与母材的晶粒界相连 与焊缝长度方向相垂直 2 原因分析 第二节焊接质量通病 3 预防措施 合理地选择钢材 控制钢材的含硫量及含碳量 提高锰的含量 合理地选择焊接材料 采用多层多道焊方法 采取降低焊接应力的工艺措施 第二节焊接质量通病 三 再热裂纹再热裂纹是指在一些含铬 钼 钒的高强钢焊接后 在进行消除应力退火过程中产生的裂纹 所以又称为焊后热处理裂纹或应力消除回火裂纹 它一般产生在高强度低合金钢的热影响区中 第二节焊接质量通病 四 冷裂纹 延迟裂纹 冷裂纹一般在焊接低合金高强钢 中碳钢 合金钢等易淬火钢发生1 关于冷裂纹的最主要的形态 延迟裂纹延迟裂纹的含义 延迟裂纹是焊接冷裂纹的一种比较普遍的形态 它的主要特点是焊后不立即出现 而是有一段孕育期 随着时间的推移 而逐渐发展形成为危害性裂纹 因其裂纹产生的延迟现象 故称其为延迟裂纹 第二节焊接质量通病 2 近年来发生焊接延迟裂纹事故案例 1 压力容器焊接事故 2 钢结构工程事故3 延迟裂纹产生的机理 原因分析 延迟裂纹的产生与扩展取决于三大因素 即 焊接母材的淬硬性倾向 焊接接头的内应力状态以及焊缝金属扩散氢的含量等三个方面及其它们相互作用的程度 第二节焊接质量通病 1 钢种的脆硬性钢种的脆硬性越大 越容易出现冷裂纹 2 焊接接头的拘束应力产生和影响拘束应力的主要因素 焊缝和热影响区在不均匀加热和冷却过程中的热应力 金属相变时 由于体积的变化而引起的组织应力 结构在拘束条件下产生的应力 其主要反映在 结构的形式 焊接的位置 焊接的顺序等 3 焊缝金属扩散氢焊缝熔敷金属扩散氢是产生延迟裂纹的重要因素之一 并且具有延迟的特征 通常把由氢引起的延迟裂纹称为 氢致裂纹 氢所引发的裂纹 从潜伏 萌生 扩展 聚集 产生应力 以至于开裂是需要一段时间的 即具有延迟特征 因此称为延迟裂纹 4 焊接工艺对延迟裂纹的影响 焊接入热量的影响入热量 又称线能量 它是单位长度焊接接头所接受的热量 其计算式为 60 I U V 单位是J cm I 电流 U 电压 V 焊接速度 cm min 预热温度的影响采取预热的方法可以防止冷裂纹 预热的目的就是减缓焊缝区的冷却速度 从而减少或避免淬火组织 也有利于氢的逸出 焊后后热 多层焊多层焊的后一层的焊接 既是对前一层焊接的消氢 又能改善前层焊道的脆硬组织 第二节焊接质量通病 4 延迟裂纹的危害性由于裂纹产生与开展的延迟性 使得人们无法在工件焊接完后的无损检测和试验中被及时发现和认识 因此往往在使用过程中裂纹萌发 扩展而导致结构的破坏 甚至酿成灾难性事故 5 防止延迟裂纹的预防措施 技术措施 对于钢结构的制造或安装单位来说 主要控制的是 控制母材的化学成分 最大幅度地降低氢的来源和影响 制定并严格实施焊接工艺措施 1 控制母材的化学成分 2 严格控制氢的来源 采用低氢或超低氢焊接材料 严格焊材的烘干 严格焊条的使用管理 工件表面要洁净 焊接环境控制 3 制定并严格实施工艺措施 通过焊接工艺评定确定最佳的焊接工艺 确定合适的预热 后热温度或热处理措施 合理设计焊接顺序 其他工艺措施 控制层间温度 选择低匹配焊条 选用奥氏体焊条 采用多层焊 三 脆性断裂 突发性脆性断裂 一 关于脆性断裂大型结构 设备吊装施工中经常发生的 在焊接接头热影响区于低应力状态下所发生的几乎无明显塑性变形的断裂 这种断裂 几乎没有裂纹扩展的时间 其特点是突然发生 断口呈整