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鋼結構用材料的檢測
作者: 來源: 發布時間:2017-12-08 10:18:48

鋼結構用材料的檢測


   鋼結構用材料檢測的內容主要包括:材料力學性能檢驗、材料成分化學檢驗、材料金相檢驗、材料缺陷、損傷及表面質量檢測。

    一、鋼結構材料檢測的基本規定

 既有鋼結構材料性能抽樣檢測時的抽樣批,應按照制作安裝批次、結構構件種類、板件和零部件規格以及結構現狀情況進行組批,以保證所取樣本具有良好的代表性。其中的結構現狀是指有明顯變形、損傷或銹蝕等現象,具有這類現象的構件或節點應單獨組批。如果由于時間久遠已無法了解或確定制作安裝批次時,可不考慮這一因素。

 對于鋼結構構件,如果外防護措施得當、維護制度合理且實施正常,通常鋼材材料性能不會因使用時間長久而發生影響結構構件受力性能甚至承載能力的顯著變化。如果有變化,多數情況下時材料時效效應,這類效應變化也會在較短的時間內完成。因此,在鋼結構材料性能檢測時,若經現場實際調查證明原材料質量記錄資料可靠,就可按原記錄資料確定材料的性能指標;或者若能夠找到被鑒定結構施工時原結構構件的余料,就可將該余料加工成試樣進行檢驗,確定材料的性能指標;或者經調查確認被鑒定結構主要構件的材料與其次要構件的材料為同一批次材料,就可在其次要構件上取樣檢驗確定材料的性能指標。

    二、鋼結構材料力學性能檢測

 1、構件鋼材(母材)的力學性能指標

 材料強度:屈服強度σs、抗拉強度σb、屈強比(σs/σb)

 材料塑性:伸長率δ、斷面收縮率ψ

 沖擊韌性:Ak

 冷彎性能:a、a/d

 抗層狀撕裂性能:Z

 2、焊接材料力學性能指標

 材料強度:規定非比例延伸強度σs、抗拉強度σb

 材料塑性:斷后伸長率δ

 沖擊韌性:Ak

 3、高強度大六角頭螺栓連接副

 扭矩系數:螺栓楔負載強度;螺母保證荷載;螺母和墊圈硬度。

 4、扭剪型高強度螺栓連接副。

 緊固軸力;螺栓楔負載強度;螺母保證荷載;螺母和墊圈硬度。

 5、普通螺栓

 螺栓最小拉力。

 6、鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓

 拉力;硬度。

 現場檢測的取樣位置、取樣數量及取樣方法,對于既有鋼結構除參照現行規范和規程外,尚應考慮現場實際情況,應由檢測工程師協商確定。力學性能的評定標準按照相應的國家標準確定。

 既有鋼結構檢測中,對于檢測前不能確定牌號的鋼材,應根據取樣實驗結果確定鋼材牌號。若取樣試驗后無法根據試驗結果確定鋼材牌號,則該鋼材的強度設計值按屈服強度試驗結果最低值的0.85倍確定。

 另外,當不能確定被檢鋼結構材料是否按照國家現行產品標準生產時,檢測結果除提供鋼材力學性能指標外,還應補充提供拉伸曲線。

    三、鋼結構材料化學成分檢驗分析

 除鐵(Fe)元素外,鋼結構材料中的其他主要化學成分包括:碳(C)、硫(S)、磷P)、硅(Si)、錳(Mn)。目前,鋼結構檢測中鋼材常規化學成分檢測的內容為上述五類元素。

    鋼結構材料化學成分檢測取樣,可直接利用力學性能檢驗的樣品制作試樣,取樣數量、實驗方法和評定標準按照相應的國家標準確定。

    四、鋼結構材料缺陷和損傷的無損檢測

 鋼結構材料中,缺陷和損傷的類別和形式很多,當缺陷和損傷的尺寸達到一定的數值時,會影響構件或零件的受力性能或安全性,有時甚至危及結構的安全使用。另外,有些缺陷或損傷如裂紋即使尺度很小,也會嚴重影響構件的受力性能或安全性,因此,對鋼構件材料進行探傷檢測非常必要。

 1、鋼結構材料缺陷和損傷的檢測方法

 鋼構件表面缺陷和損傷檢測,常采用裸眼或輔以低倍放大鏡觀察、或磁粉探傷、或滲透探傷的方法。鋼構件內部缺陷和損傷檢測,常采用超聲波或X射線無損探傷的方法

 2、檢測抽樣比例

既有鋼結構現場檢測,主要承重構件及節點的抽樣數量為100%,其余一般構件和節點不少于20%;連接接頭中的高強度螺栓,不少于八個每批;螺栓球節點,每種規格5%,且不應少于五個;焊接球節點,每種規格5%,且不應少于三個;索節點每種規格5%,且不應少于三個。

   在檢測過程中,若發現影響結構承載能力的嚴重缺陷時,對有缺陷的構件及節點應全數檢測。另外,對于事故或災害后的鋼結構,主要承重構件及節點的受損部位也應全數檢測。
   鋼結構材料缺陷和損傷的評定標準按照相應的國家標準確定。

    本節提到的主要構件和主要節點,是指鋼結構系統中處于主要傳力路線上的構件和節點,這類構件和節點一旦發生破壞,將導致結構發生整體失穩或倒塌破壞。承重鋼結構系統中主要構件和主要節點的確定原則如下:
    a:位于結構體系中主要傳力路徑上的構件和節點,均為主要構件和主要節點。
    b:連接于主要傳力支座和柱腳的受力構件均為主要構件。
    c:主要傳力支座和柱腳均為主要節點

    五、鋼結構材料金相檢測

 鋼結構在長期使用過程中,如果防護不好或遭受災害災害影響,材料性能會逐漸劣化,材料的顯微組織可能發生不同程度的變化,例如經過高溫后,金相組織會出現魏氏形貌,顯微組織不均勻分布,這些變化將導致材料塑性降低,材料屈服點不明顯等,都將影響鋼結構的使用性能,因此,必要時,應進行鋼材顯微金相檢測。
   通過金相檢測(一般需要配合其他檢測手段),可以找出鋼結構材料失效的原因和影響因素,為結構修復或加固提出改進措施,以防止同類失效現象的重復出現。
   1、鋼結構材料金相檢測的取樣
   鋼材金相檢測的取樣部位,主要為開裂、應力集中、過熱、變形或其它懷疑有材料組織變化的部位。
   2、鋼結構材料金相檢測的檢測方法
   鋼結構材料金相檢測方法可采用現場復膜金相檢驗法、或使用便攜式顯微鏡現場檢測法、或現場取樣在實驗室進行宏觀、微觀、斷口等金相檢驗。
鋼結構材料金相檢測的評定標準按照相應的國家標準確定。


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