《鋼結構試驗檢》word版.doc

鋼結構試驗檢測 一、構件焊瀕饅檢驗 橋梁建造工程中許多構件需焊接加工，其焊接質量的好壞直接影響著構件的質量，故鋼結構構件焊接質量的檢驗工作是確保產品質量的重要措施。根據焊接工序的特點，檢驗工作是貫穿焊接始終的。一般分成三個階段，即焊前檢驗、焊接過程中檢驗和焊后成品的檢驗。 （一）焊前檢驗 焊前檢驗是指焊接實施之前準備工作的檢驗、包括原材料的檢驗，焊接結構設計的鑒定及其它可能影響焊接質量因素的檢驗（如焊工考試、電源的質量、工具和電纜的檢查）。檢驗應根據圖紙要求和相應的國家標準及行業(yè)標準進行。 （二）焊接過程中的檢驗 在焊接過程中主要檢驗焊接規(guī)范、焊縫尺寸和結構裝配質量。 1.焊接規(guī)范的檢驗 焊接規(guī)范是指焊接過程中的工藝參數(shù)，如焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊條（焊絲）直徑、焊接的道數(shù)、層數(shù)、焊接順序、能源的種類和極性等。正確的規(guī)范是在焊前進行試驗總結取得的。有了正確的規(guī)范，還要在焊接過程中嚴格執(zhí)行才能保證接頭質量的優(yōu)良和穩(wěn)定。對焊接規(guī)范的檢查，不同的焊接方法有不同的內容和要求。 （1）手工焊規(guī)范的檢驗 一方面檢驗焊條的直徑和焊接電流是否符合要求，另一方面要求焊工嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)定的焊接順序、焊接道數(shù)、電弧長度等。 （2）埋弧自動焊和半自動焊焊按規(guī)范的檢驗 除了檢查焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑、送絲速度、焊接速度（對自動焊而言）外，還要認真檢查焊劑的牌號、顆粒度、焊絲伸出長度等。 （3）接觸焊規(guī)范的檢驗 對于對焊，主要檢查夾頭的輸出功率、通電則接觸情況、夾頭的夾緊力和工件與夾頭的導電情況等。電阻對焊時還要注意焊接電流、加熱時間和頂鍛力之間的相互配合。壓力正常但加熱不足，或加熱正確而壓力不足都會形成未焊透。電流過大或通電時間過長會使接頭過熱，降低其機械性能。閃光對焊時，特別要注意檢查燒化時間和頂鍛速度。若焊接時頂鍛力不足，焊件斷頭表面可能因氧化物未被擠出而形成未焊透或白斑等缺陷。對于點焊，要檢查焊接電流、通電時間、初壓力以及加熱后的壓力、電極表面及工件被焊處表面的情況等是否符合工藝規(guī)范要求。對焊接電流、通電時間功加熱后的壓力三者之間配合是否恰當要認真檢查，否則會產生缺陷。如加熱后的壓力過大會使工件表面顯著凹陷和部分金屬被擠出；壓力不足會造成未焊透；電流過大或通電時間過長會引起金屬飛濺和焊點縮孔。對于縫焊，要檢查焊接電流、滾輪壓力和通電時間是否符合工藝規(guī)范。通電時間過少會形成焊點不連續(xù)，電流過大或壓力不足會使焊縫區(qū)過燒。 （4）氣焊規(guī)范的檢驗 要檢查焊絲的牌號、直徑、焊嘴的號碼，并檢查可燃氣體的純度和火焰的性質。如果選用過大的焊嘴會使焊件燒壞，過小的焊嘴會形成未焊透，使用過分的還原性火焰會使金屬滲碳，而氧化焰會使金屬激烈氧化。這些都會使焊縫金屬機械性能降低。 2.焊縫尺寸的檢查 焊縫尺寸的檢查應根據工藝卡或行業(yè)標準所規(guī)定的要求進行。一般采用特制的量規(guī)和樣板來測量。 3.結構裝配質量的檢驗 在焊接之前進行裝配質量檢驗是保證結構焊成后符合圖紙要求的重要措施。對裝配結構應作如下幾項檢查： （1）按圖紙檢查各部分尺寸、基準線及相對位置是否正確，是否留有焊接收縮余量和機械加工余量。 （2）檢查焊接接頭的坡口型式及尺寸是否正確。 （3）檢查點固焊的焊縫布置是否恰當，能否起到固定作用，是否會給焊后帶來過大的內應力。并檢查點固焊縫的缺陷。 （4）檢查焊接處是否清潔；有無缺陷（如裂縫、凹陷、夾層）。 二、焊后成吊的檢驗 焊接產品雖然在焊前和焊接過程中進行了檢查，但由于制造過程中外界因素的變化，如操作規(guī)范的不穩(wěn)定、能源的波動等都有可能引起缺陷的產生。為了保證產品的質量，對成品必須進行質量檢驗。鋼結構構件一般用外觀檢測法檢則表面缺陷，內部缺陷用超聲波探傷和射線探傷檢測。下面先介紹外觀檢測方法，其它探傷原理和方法將作專門介紹。 焊接接頭的外觀檢測是一種手續(xù)簡便而應用廣泛的經驗方法，是成品檢驗的一項重要內容。這種方法有時亦使用于焊接過程中，如厚壁焊件作多層焊時，每焊完一層焊道便采用這種方法進行檢查，以防止前道焊層的缺陷被帶到下一層焊道中去。 外觀檢查主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。 這種檢查一般是通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進行檢測的、故有肉眼觀察法或目視法之稱。 檢查之前，必須將焊縫附近10-20mm基本金屬上所有飛濺及其它污物清除干凈，在清除焊渣時，要注意焊渣覆蓋的情況。一般來說，根據熔渣覆蓋的特征和飛濺的分布情況，可粗略地預料在該處會出現(xiàn)什么缺陷。例如，貼焊縫面的溶渣表面有裂紋痕跡，往往在焊縫中也有裂紋；若發(fā)現(xiàn)有飛濺成線狀集結在一起，則可能固電流產生磁場磁化工件后，金屬微粒堆積在裂紋上。因此，應在該處仔細地檢查是否有裂紋。 對合金鋼的焊接產品作外部檢查，必須進行兩次，即緊接著焊接之后和經過15-30d以后。這是因為有些合金鋼內產生的裂紋形成得很慢,以致在第二次檢查時才發(fā)現(xiàn)裂縫。對未填滿的弧坑應特別仔細檢查，因該處可能會有星形散射狀裂紋。 若焊縫表面出現(xiàn)缺陷，焊縫內部便有存在缺陷的可能。如焊縫表面出現(xiàn)咬邊或滿溢，則內部可能存在未焊透或未熔合；焊縫表面多孔，則焊縫內部亦可能會有氣孔或非金屬夾雜物存在。 焊縫尺寸的檢查可采用前面介紹的量規(guī)和樣板進行。 三、鋼材焊縫無損探傷 （一）超聲波探傷 1探傷原理 人耳可聽得見的聲波的頻率范圍大約是20HZ至20kHz。頻率比20kHz更高的聲波叫超聲波。 超聲波脈沖（通常為1.5MHz）從探頭射人被檢測物體，如果其內部有缺陷，缺陷與材料之間便存在界面，則一部分人射的超聲波在缺陷處被反射或折射，則原來單方向傳播的超聲能量有一部分被反射，通過此界面的能量就相應減少。這時，在反射方向可以接到此缺陷處的反射波；在傳播方向接收到的超聲能量會小于正常值，這兩種情況的出現(xiàn)都能證明缺陷的存在。在探傷中，利用探頭接收脈沖信號的性能也可檢查出缺陷的位置及大小。前者稱為反射法，后者稱為穿透法。 2探傷方法 1）脈沖反射法 脈沖反射法探傷由探頭、脈沖發(fā)生器、接收放大器等部分組成。脈沖發(fā)生器所產生的高頻電脈沖激勵探頭的壓電晶片振動，使之產生超聲波。超聲波垂直人射到工件中，當通過界面A缺陷和底面B時，均有部分超聲波反射回來，這些反射波各自經歷了不同的往返路程回到探頭上，探頭又重新將其轉變?yōu)殡娒}沖，經接收放大器放大后，即可在熒光屏上顯現(xiàn)出來。其對應各點的波型分別稱為始波（A）、缺陷波（F）和底波（B）。當被測工件中無缺陷存在時，則在熒光屏上只能見到始波A和底波B。缺陷的位置（深度AF）可根據各波型之間的間距之比等于所對應的工件中的長度之比求出，即 其中AB是工件的厚度，可以測出；AB和AF可從熒光屏上讀出。 缺陷的大小可用當量法確定。這種探傷方法叫縱波探傷或直探頭探傷。振動方向與傳播方向相同的波稱縱波；振動方向與傳播方向相垂直的波稱橫波。 （2）橫波脈沖反射法 當人射角不等于零的超聲波人射到固體介質中，且超聲波在此介質中的縱波和橫波的傳播速度均大于在人射介質中的傳播速度時，則同時產生縱波和橫波。又由于材料的彈性模量E總是大于剪切模量G，因而縱波傳播速度總是大于橫波的傳播速度。根據幾何光學的折射規(guī)律，縱波折射角也總是大于橫波折射角。當人射角取得足夠大時，可以使縱波折射角等于或大于900，從而使縱波在工件中消失，這時工件中就得到了單一的橫波。橫波入射工件后，遇到缺陷時便有一部分被反射回來，即可以從熒光屏上見到脈沖信號；若探頭離工件端面很近，會有端面反射，因此應該注意與缺陷區(qū)分；若探頭離工件端面很遠且橫波又沒有遇到缺陷，有可能由于過度衰減而出現(xiàn)單波情況（超聲波在傳播中存在衰減）。 橫波探傷的定位在生產中采用標準試塊調節(jié)或三角試塊比較法。缺陷的大小同樣用當量法確定。 鋼結構構件焊縫的超聲波探傷必須由持證專業(yè)人員按GBll52進行，并根據圖紙技術要求和行業(yè)標準確定驗收。 2）穿透法 穿透法是根據超聲波能量變化情況來判斷工件內部狀況的，它是將發(fā)射探頭和接收探頭分別置于工件的兩相對表面。發(fā)射探頭發(fā)射的超聲波能量是一定的，在工件不存在缺陷時，超聲波穿透一定工件厚度后，在接收探頭上所接收到的能量也是一定的。而工件存在缺陷時，由于缺陷的反射使接收到的能量減小，從而斷定工件存在缺陷。 根據發(fā)射波的不同種類，穿透法有脈沖波探傷法和連續(xù)波探傷法兩種。 穿透法探傷的靈敏度不如脈沖反射法高，且受工件形狀的影響較大，但較適宜檢查成批生產的工件。如板材一類的工件，可以通過接收能量的精確對比而得到高的精度，宜實現(xiàn)自動化。 （二）射線探傷 射線探傷是利用射線可穿透物質和在物質中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。 按探傷所用的射線不同，射線探傷可以分為X射線、射線和高能射線探傷三種。由于顯示缺陷的方法不同，每種射線探傷又有電離法、熒光屏觀察照相法和工業(yè)電視法幾種。運用最廣的是X射線照相法，下面介紹其探傷原理和過程。 1X射線照相法的探傷原理 照相法探傷是利用射線在物質中的衰減規(guī)律和對某些物質產生的光化及熒光作用為基礎進行探傷的。從射線強度的角度看，當照射在工件上射線強度為J0，由于工件材料對射線的衰減，穿過工件的射線被減弱至Jc。若工件存在缺陷時，因該點的射線透過的工件實際厚度減少，則穿過的射線強度Ja、Jb比沒有缺陷的點的射線強度大一些。從射線對底片的光化作用角度看，射線強的部分對底片的光化作用強烈，即感光量大。感光量較大的底片經暗室處理后變得較黑。因此，工件中的缺陷通過射線在底片上產生黑色的影跡，這就是射線探傷照相法的探傷原理。 2X射線探傷照相法的工序 （1）確定產品的探傷位置和對探傷位置進行編號。在探傷工作中，抽查的焊縫位置一般選在：可能或常出現(xiàn)缺陷的位置；危險斷面或受力最大的焊縫部位；應力集中的位置。 對選定的焊縫探傷位置必須按一定的順序和規(guī)律進行編號，以便容易找出翻修位置。 （2）選取軟片、增感屏和增感方式，探傷用的軟片一般要求反差高、清晰度高和灰霧少。增感屏和增感方式可根據軟片或探傷要求選擇。 （3）選取焦點、焦距和照射方向。照射方向尤其重要，一定選擇最佳透照角度。 （4）放置鉛字號碼、鉛箭頭及象質計。一定按GB 3323要求放置。 （5）選定曝光規(guī)范。曝光規(guī)范要根據探傷機型事先作出，探傷時按工件的厚度和材質選取。 （6）進行暗室處理。 （7）焊縫質量的評定。由專業(yè)人員按GB 3323進行評定，射線探傷必須由持證的專業(yè)人員按GB 3323進行，根據圖紙中的技術要求或行業(yè)標準確定驗收。 四、高強螺拴及組合件力學性能試驗 （一）扭剪型高強螺栓連接副預拉力復驗方法 （1）復驗用的螺栓應在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應抽取5套連接副進行復驗。 （2）連接副預拉力可采用各類軸力計進行測試。 （3）試驗用的電測軸力計、油壓軸力計、電阻應變儀、扭矩板手等計量器具，應在試驗前進行標定，其誤差不得超過2。 （4）采用軸力計方法復驗連接副預拉力時，應將螺栓直接插入軸力計。緊固螺栓分初擰。終擰兩次進行，初擰應采用手動扭矩扳手或專用定扭電動扳手；初擰值應為預拉力標準值的50%左右。終擰應采用專用電動扳手，至尾部梅花頭擰掉時，讀出預拉力值。 （5）每套連接副只應做一次試驗，不得重復使用。在緊固中墊圈發(fā)生轉動時，應更換連接副，重新試驗。 （6）復驗螺栓連接副的預拉力平均值應符合規(guī)定；其變異系數(shù)應符合下列計算并應小于或等于10。 （二）高強度大六角頭螺栓連接副粗矩系數(shù)的復驗方法 （1）復驗用螺栓應在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應抽取8套連接副進行復驗。 （2）連接副扭矩系數(shù)復驗用的計量器具應在試驗前進行標定，誤差不得超過2。 （3）每套連接副只應做一次試驗，不得重復使用。 （4）連接副扭矩系數(shù)的復驗應將螺栓穿人軸力計，在測出螺栓預拉力P的同時，應測定施加于螺母上的施擰矩值T，并應按下式計算扭矩系數(shù)K。 式中：T��施擰扭矩，Nm； d��高強度螺栓的螺紋規(guī)格（螺紋大徑），mm； P��螺栓預拉力，kN。 （5）進行連接副扭矩系數(shù)試驗時，螺栓預拉力值應符合規(guī)定（三）高強度螺栓連接杭滑移系數(shù)試驗方法 1基本要求 （1）制造廠和安裝單位應分別以鋼結構制造批為單位進行抗滑移系數(shù)試驗。制造批可按單位工程劃分規(guī)定的工程量每2000t為一批，不足2000t的可視為一批。選用兩種及兩種以上表面處理工藝時，每種處理工藝應單獨檢驗。每批三組試件。 （2）抗滑移系數(shù)試驗應采用雙摩擦面的二栓或三栓拼接的拉力試件 （3）抗滑移系數(shù)試驗用的試件應由金屬結構廠或有關制造廠加工；試件與所代表的鋼結構件應為同一材質、同批制作、采用同一摩擦面處理工藝和具有相同的表面狀態(tài)，并應用同批同一性能等級的高強度螺栓連接副，在同一環(huán)境條件下存放。 （4）試件鋼板的厚度,t1、t2應根據鋼結構工程中有代表性的板材厚度來確定（5）試件板面應平整，無油污，孔和板的邊緣無飛邊、毛刺。 2.試驗方法 （1）試驗用的試驗機誤差應在1以內。 （2）試驗用的貼有電阻片的高強度螺栓、壓力傳感器和電阻應變儀應在試驗前用試驗機進行標定，其誤差應在2%以內。 （3）試件的組裝順序應符合下列規(guī)定。 先將沖釘打入試件孔定位，然后逐個換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，或換成同批經預拉力復驗的扭剪型高強度螺栓。 緊固高強度螺栓應分初擰、終擰。初擰應達到螺栓預拉力標準值的50左右。終擰后，螺栓預拉力應符合下列規(guī)定： a.對裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強度螺栓，采用電阻應變儀實測控制試件每個螺栓的預拉力值應在0.95P-1.05P（P為高強度螺栓設計預拉力值）之間； b.不進行實測時，扭剪型高強度螺栓的預拉力（緊固軸力）可按同批復驗預拉力的平均值取用。 試件應在其側面劃出觀察滑移的直線。 （4）將組裝好的試件置于拉力試驗機上，試件的軸線成與試驗機夾具中心嚴格對中。 （5）加荷時、應先加10的抗滑移設計荷載值，停1min后，再平穩(wěn)加荷，加荷速度為3-5kNs。直拉至滑動破壞，測得滑移荷載Nv。 （6）在試驗中當發(fā)