工程中钢结构的检测方法探讨

1、 检测技术文章编号 :1009-9441(2008 08-0004-02工程中钢结构的检测方法探讨 李 耘 (湛江市建筑工程质量检测站 , 广东 湛江 524000摘 要 :从钢材硬度和强度检测 、 焊缝无损检测和钢结构损 伤检测 3个方面 , 介绍了钢结构的检测方法 。关键词 :钢结构 ; 焊接 ; 损伤 ; 检测中图分类号 :T U 746. 2 文献标识码 :B引言20世纪 90,增加 ,遍 , 如高层及超高层建筑 、 工业厂房 、 大桥及高架立 交桥 、 体育和文化场馆的网架结构 、 塔桅建筑等 。 钢 结构检测是指对轻钢厂房 、 轻钢网架 、 管道和罐体的 检测 , 检测项目包括钢材

2、进场检测 (钢材型材 、 紧 固件检测 (连接面抗滑移系数 、 焊缝无损检测 、 涂 料检测 (涂层厚度 、 防火性能 和钢结构损伤检测 等 。 本文主要从钢材料 、 焊缝和钢结构损伤 3个方 面 , 探讨工程中钢结构的检测方法 。1 钢材料检测现场无损检测建筑钢材的力学性能 , 有利于对 已有钢结构的性能和施工质量作出准确的评价 , 可 以用于火灾后钢结构的现场无损检测和鉴定。 目前 , 钢材的硬度和强度检测普遍采用里氏硬度计法。 里氏硬度计是根据弹性冲击原理制成的 , 用于 测定金属材料的硬度 。 硬度计由冲击装置和显示装 置两部分组成 。 其特点是 :硬度值由数字显示 , 体积 小 、

3、质量轻 , 可以手握冲击装置直接对被测材料和工 件进行硬度检验 , 特别适用于不易移动的大型工件 和不宜拆卸的大型部件及构件的硬度检验 , 用来检 测建筑结构用钢的硬度值非常方便 。 由于钢材硬度 与抗拉强度之间可以相互换算 , 因此 , 用里氏硬度计 检测钢材硬度和强度非常合适 。具体方法是 :用角 磨机在要测构件上打磨长度 >50mm 的光滑平面 , 先用粗糙度仪测定打磨面的粗糙度 , 满足要求后用 校准过的里氏硬度仪测出钢材打磨面的表面硬度 。 测头采用 C 头和 D 头 , 测试过程中要保持冲击头与 测试面垂直 。 每个面测 9个点 , 测点要布置均匀 , 间 隔 >3mm

4、 。 取 9, 。, 钢构件之间多采用焊接连 接 。 所谓焊缝无损检测 , 就是为了判定焊接结构或 焊件在成型后能否满足使用要求 , 在不进行大面积 破坏性试验的情况下对焊缝进行检测的技术 。 2. 1 射线探伤射线探伤是一种广泛使用的检查焊缝内部缺陷 的方法 , 它是采用 射线或 X 射线照射 , 使其透过 焊接接头部位 , 照射在照相底片或荧光屏上 。然后 根据底片上出现的缺陷形状 、 大小和数量 , 便能定量 评定焊缝质量并进行分类定级 , 作为产品验收的质 量指标 。 目前 , 对密闭性要求较高的钢结构产品 , 如 锅炉 、 压力容器 、 大型船身 , 均广泛采用射线探伤作 为检验焊缝

5、质量的主要方法 。 按照缺陷显示方法的 不同 , 射线探伤除了常用的照相观察法和荧光屏观 察法之外 , 还有电离法和工业电视法 。射线探伤的优点是能确切地判定缺陷的形状 , 可靠性高 , 底片能长期保存 。其缺点是射线对人体 有害 , 检测成本高 , 从检查到判定所需的时间长 。 2. 2 超声波探伤利用超声波探测材料内部缺陷的无损检测法称 为超声波探伤 。超声波是一种频率 >20000Hz 的 机械振动 , 在同一均匀介质中按恒速直线传播 , 而从 一种介质传播到另一种介质时 , 它会产生反射和折 射 。 超声波探伤就是利用这一原理 , 通过超声波仪 探头产生和发射高频超声波到待检材料

6、中 , 再用探 头接收这些反射 、 折射的超声波到超声仪 , 由超声仪 放大显示在超声显示屏上 , 超声波探伤工作者根据 显示的波形来分析和判定缺陷的类型及大小 。 超声波探伤具有灵敏度高 、 操作简便 、 探测速度 快 、 成本低且对人体无损伤的优点 , 因而得到了广泛 应用 。 其缺点是评定结果受探伤人员的经验和技术 熟练程度的影响较大 , 而且不够直观 , 至今仍难达到4 Research &Appli ca ti on of Bu ild i n g M a ter i a ls精确评定的要求 。2. 3 磁粉探伤磁粉探伤是利用铁磁性材料在强磁场中表层缺 陷产生漏磁场吸附磁粉的

7、现象进行的一种无损检验 法 。 按测量漏磁方法的不同 , 磁粉探伤分为磁粉法 、 磁感应法和磁记录法 , 其中磁粉法的应用最广 。磁 粉探伤方法的优点与超声波探伤类似 , 缺点是只能 发现磁性金属表面和接近表面的缺陷 , 而且只能作 缺陷的定量分析 , 难以正确判定缺陷性质和埋藏深 度 。2. 4 渗透探伤法 ,、 耐候钢 , 铜 、 , 以及其他非磁性工 件的缺陷 。 渗透探伤的优点与超声波探伤和磁粉探 伤一样 , 而缺点与磁粉探伤一样 , 只能发现工件表面 和接近表面的缺陷 , 而且也只能作缺陷的定量分析 , 难以正确判定缺陷的性质和埋藏深度 。2. 5 全息探伤全息探伤是利用激光 、 X

8、 光和声学全息照相来 探测和显示缺陷三维立体情况的一种探伤检测方 法 。 全息探伤技术能够准确地检测到焊件表面和内 部缺陷的位置及大小 , 并能获得缺陷的全方位情况 , 从而方便探伤人员正确地判断和评定焊缝的质量 。 虽然全息探伤技术目前还不是很成熟 , 应用较少 , 且 其检测花费较大 , 但却被一致认为是无损检测的发 展方向 。2. 6 无损检测的应用现状纵观无损检测在国内建筑业中的应用 , 非特别 重要的构件一般不采用射线探伤。 对于厚度 8mm 的板材及曲率半径不大的管材的对接焊缝多采用超 声波探伤 , 厚度 <8mm 的板材和曲率半径较大的管 材的对接焊缝多采用磁粉探伤和渗透探

9、伤 , 而角焊 缝基本采用磁粉探伤和渗透探伤 。 全息探伤技术虽 然是发展方向 , 但目前工程实践中几乎没有应用 。 而对于厚度 48mm 钢板的对接焊缝 , 采用磁粉探 伤和渗透探伤只能探测到表面和近表面的缺陷 , 内 部缺陷较难探出 , 特别是对只能单面探伤的焊缝 。 普通超声仪探头适宜探测的最小厚度是 8mm , 对于 厚度 48mm 的钢板或管材 , 探测焊缝内部缺陷必 须结合工程实际情况研制专门的超声仪探头 , 才能 进行探伤检测 。 3 钢结构损伤检测钢结构在自然环境和使用环境长期的双重作用 下 , 其功能将逐渐减弱 , 这是一个不可逆转的客观规 律 。 如果能够科学地评估这种损伤

10、的规律和程度 , 及时采取有效的处理措施 , 可以延缓结构损伤的进 程 , 达到延长结构使用寿命的目的 。3. 1 裂缝检测、 裂缝的 、。 , 裂缝深度可用极薄的钢片 , 也可沿裂缝方向取芯或用超 声仪检测 。 判断裂缝是否发展可用粘贴石膏法 , 将 厚 10mm 左右 、 宽 5080mm 的石膏饼牢固地粘贴 在裂缝处 , 观察石膏是否裂开 。也可以在裂缝的两 侧粘贴几对手持式应变仪的头子 , 用手持式应变仪 测量变形是否发展 。3. 2 结构变形检测测量结构或构件变形的常用仪器和工具有水准 仪 、 经纬仪 、 锤球 、 钢卷尺 、 棉线以及激光测位移计 、 红外线测距仪 、 全站仪等 。

11、 结构变形有许多类型 , 如 梁 、 屋架的挠度 、 屋架倾斜 、 柱子侧移 , 需要根据测试 对象采用不同的方法和仪器 。测量小跨度的梁 、 屋 架挠度时 , 可用拉铁丝的简单方法 , 也可选取基准点 用水准仪测量 。 屋架的倾斜变位测量 , 一般在屋架 中部拉杆处从上弦固定吊锤到下弦处 , 测量其倾斜 值并记录倾斜方向 。3. 3 结构材料性能检测对钢材的性能检测主要是检查裂纹 、 孔洞 、 夹渣 等 , 对焊缝主要是检查夹渣 、 气泡 、 咬边 、 烧穿 、 漏焊 、 未焊透以及焊脚尺寸不足等 , 对铆钉或螺栓主要是 检查漏铆 、 漏检 、 错位 、 错排和掉头 。检测方法主要 是外观检查 、 X 射线 、 超声波探伤 、 磁粉探伤和渗透 探伤 。 超声法用于金属材料探测时要求频率高 , 功 率不必太大 ,