鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢

1、鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測 一、構(gòu)件焊瀕饅檢驗(yàn) 橋梁建造工程中許多構(gòu)件需焊接加工，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響著構(gòu)件的質(zhì)量，故鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)工作是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。根據(jù)焊接工序的特點(diǎn)，檢驗(yàn)工作是貫穿焊接始終的。一般分成三個階段，即焊前檢驗(yàn)、焊接過程中檢驗(yàn)和焊后成品的檢驗(yàn)。 （一）焊前檢驗(yàn) 焊前檢驗(yàn)是指焊接實(shí)施之前準(zhǔn)備工作的檢驗(yàn)、包括原材料的檢驗(yàn)，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鑒定及其它可能影響焊接質(zhì)量因素的檢驗(yàn)（如焊工考試、電源的質(zhì)量、工具和電纜的檢查）。檢驗(yàn)應(yīng)根據(jù)圖紙要求和相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 （二）焊接過程中的檢驗(yàn) 在焊接過程中主要檢驗(yàn)焊接規(guī)范、焊縫尺寸和結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量。 1.焊接規(guī)范的檢驗(yàn) 焊接

2、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(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)取得的。有了正確的規(guī)范，還要在焊接過程中嚴(yán)格執(zhí)行才能保證接頭質(zhì)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(nèi)容和要求。 （1）手工焊規(guī)范的檢驗(yàn) 一方面檢驗(yàn)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(yán)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(yàn) 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(rèn)真檢查焊劑的牌號、顆粒度、焊絲伸出長度等。 （

3、3）接觸焊規(guī)范的檢驗(yàn) 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(dǎo)電情況等。電阻對焊時(shí)還要注意焊接電流、加熱時(shí)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(shí)間過長會使接頭過熱，降低其機(jī)械性能。閃光對焊時(shí)，特別要注意檢查燒化時(shí)間和頂鍛速度。若焊接時(shí)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(diǎn)焊，要檢查焊接電流、通電時(shí)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(shí)間功加熱后的壓力三者之間配合是否恰當(dāng)要認(rèn)真檢查，否則會產(chǎn)生缺陷。如

4、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(shí)間過長會引起金屬飛濺和焊點(diǎn)縮孔。對于縫焊，要檢查焊接電流、滾輪壓力和通電時(shí)間是否符合工藝規(guī)范。通電時(shí)間過少會形成焊點(diǎn)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(yàn) 要檢查焊絲的牌號、直徑、焊嘴的號碼，并檢查可燃?xì)怏w的純度和火焰的性質(zhì)。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(jī)械性能降低。 2.焊縫尺寸的檢查 焊縫尺寸的檢查應(yīng)根據(jù)工藝卡或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求進(jìn)行。一般采用特制的量規(guī)和樣板來測量。

5、 3.結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量的檢驗(yàn) 在焊接之前進(jìn)行裝配質(zhì)量檢驗(yàn)是保證結(jié)構(gòu)焊成后符合圖紙要求的重要措施。對裝配結(jié)構(gòu)應(yīng)作如下幾項(xiàng)檢查： （1）按圖紙檢查各部分尺寸、基準(zhǔn)線及相對位置是否正確，是否留有焊接收縮余量和機(jī)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(diǎn)固焊的焊縫布置是否恰當(dāng)，能否起到固定作用，是否會給焊后帶來過大的內(nèi)應(yīng)力。并檢查點(diǎn)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(yàn) 焊接產(chǎn)品雖然在焊前和焊接過程中進(jìn)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(chǎn)生。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，對

6、成品必須進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般用外觀檢測法檢則表面缺陷，內(nèi)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(yīng)用廣泛的經(jīng)驗(yàn)方法，是成品檢驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。這種方法有時(shí)亦使用于焊接過程中，如厚壁焊件作多層焊時(shí)，每焊完一層焊道便采用這種方法進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)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，

7、在清除焊渣時(shí)，要注意焊渣覆蓋的情況。一般來說，根據(jù)熔渣覆蓋的特征和飛濺的分布情況，可粗略地預(yù)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(jié)在一起，則可能固電流產(chǎn)生磁場磁化工件后，金屬微粒堆積在裂紋上。因此，應(yīng)在該處仔細(xì)地檢查是否有裂紋。 對合金鋼的焊接產(chǎn)品作外部檢查，必須進(jìn)行兩次，即緊接著焊接之后和經(jīng)過15-30d以后。這是因?yàn)橛行┖辖痄搩?nèi)產(chǎn)生的裂紋形成得很慢,以致在第二次檢查時(shí)才發(fā)現(xiàn)裂縫。對未填滿的弧坑應(yīng)特別仔細(xì)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(nèi)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(nèi)部可能存

8、在未焊透或未熔合；焊縫表面多孔，則焊縫內(nèi)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(jìn)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(nèi)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(yīng)減少。這時(shí)，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。

9、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(chǎn)生的高頻電脈沖激勵探頭的壓電晶片振動，使之產(chǎn)生超聲波。超聲波垂直人射到工件中，當(dāng)通過界面a缺陷和底面b時(shí)，均有部分超聲波反射回來，這些反射波各自經(jīng)歷了不同的往返路程回到探頭上，探頭又重新將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)接收放大器放大后，即可在熒光屏上顯現(xiàn)出來。其對應(yīng)各點(diǎn)的波型分別稱為始波（a）、缺陷波（f）和底波（b）。當(dāng)被測工件中無缺陷存在時(shí)，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(jù)各波

10、型之間的間距之比等于所對應(yīng)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(dāng)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(dāng)人射角不等于零的超聲波人射到固體介質(zhì)中，且超聲波在此介質(zhì)中的縱波和橫波的傳播速度均大于在人射介質(zhì)中的傳播速度時(shí)，則同時(shí)產(chǎn)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(jù)幾何光學(xué)的折射規(guī)律，縱波折射角也總是大于橫波折射角。當(dāng)人射角取得足夠大時(shí)，可以使縱波折射角等于或大于900

11、，從而使縱波在工件中消失，這時(shí)工件中就得到了單一的橫波。橫波入射工件后，遇到缺陷時(shí)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(yīng)該注意與缺陷區(qū)分；若探頭離工件端面很遠(yuǎn)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(chǎn)中采用標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)節(jié)或三角試塊比較法。缺陷的大小同樣用當(dāng)量法確定。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊縫的超聲波探傷必須由持證專業(yè)人員按gbll52進(jìn)行，并根據(jù)圖紙技術(shù)要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定驗(yàn)收。 2）穿透法 穿透法是根據(jù)超聲波能量變化情況來判斷工件內(nèi)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

12、。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(shí)，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(shí)，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(jù)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(chǎn)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(shí)現(xiàn)自動化。 （二）射線探傷 射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)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

13、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(yùn)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(zhì)中的衰減規(guī)律和對某些物質(zhì)產(chǎn)生的光化及熒光作用為基礎(chǔ)進(jìn)行探傷的。從射線強(qiáng)度的角度看，當(dāng)照射在工件上射線強(qiáng)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(shí)，因該點(diǎn)的射線透過的工件實(shí)際厚度減少，則穿過的射線強(qiáng)度ja、jb比沒有缺陷的點(diǎn)的射線強(qiáng)度大一些。從射線對底片的光化作用角度看，射線強(qiáng)的部分對底片的光化作用強(qiáng)烈，即感光量大。感光量較大的底片經(jīng)暗室處理后變得較黑。因此，工件中的缺陷通過射線在底片

14、上產(chǎn)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(chǎn)品的探傷位置和對探傷位置進(jìn)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(xiǎn)斷面或受力最大的焊縫部位；應(yīng)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(jìn)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(jù)軟片或探傷要求選擇。 （3）選取焦點(diǎn)、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(zhì)計(jì)。一定按gb 3323要求放置。 （5）選定曝光規(guī)范。曝光

15、規(guī)范要根據(jù)探傷機(jī)型事先作出，探傷時(shí)按工件的厚度和材質(zhì)選取。 （6）進(jìn)行暗室處理。 （7）焊縫質(zhì)量的評定。由專業(yè)人員按gb 3323進(jìn)行評定，射線探傷必須由持證的專業(yè)人員按gb 3323進(jìn)行，根據(jù)圖紙中的技術(shù)要求或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定驗(yàn)收。 四、高強(qiáng)螺拴及組合件力學(xué)性能試驗(yàn) （一）扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)方法 （1）復(fù)驗(yàn)用的螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取5套連接副進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。 （2）連接副預(yù)拉力可采用各類軸力計(jì)進(jìn)行測試。 （3）試驗(yàn)用的電測軸力計(jì)、油壓軸力計(jì)、電阻應(yīng)變儀、扭矩板手等計(jì)量器具，應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，其誤差不得超過2。 （4）采用軸力計(jì)方法復(fù)驗(yàn)連接副預(yù)拉力時(shí)，應(yīng)將螺栓

16、直接插入軸力計(jì)。緊固螺栓分初擰。終擰兩次進(jìn)行，初擰應(yīng)采用手動扭矩扳手或?qū)Ｓ枚ㄅる妱影馐?；初擰值應(yīng)為預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值的50%左右。終擰應(yīng)采用專用電動扳手，至尾部梅花頭擰掉時(shí)，讀出預(yù)拉力值。 （5）每套連接副只應(yīng)做一次試驗(yàn)，不得重復(fù)使用。在緊固中墊圈發(fā)生轉(zhuǎn)動時(shí)，應(yīng)更換連接副，重新試驗(yàn)。 （6）復(fù)驗(yàn)螺栓連接副的預(yù)拉力平均值應(yīng)符合規(guī)定；其變異系數(shù)應(yīng)符合下列計(jì)算并應(yīng)小于或等于10。 （二）高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副粗矩系數(shù)的復(fù)驗(yàn)方法 （1）復(fù)驗(yàn)用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。 （2）連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)用的計(jì)量器具應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，誤差不得超過2。 （3）每套連接副只

17、應(yīng)做一次試驗(yàn)，不得重復(fù)使用。 （4）連接副扭矩系數(shù)的復(fù)驗(yàn)應(yīng)將螺栓穿人軸力計(jì)，在測出螺栓預(yù)拉力p的同時(shí)，應(yīng)測定施加于螺母上的施擰矩值t，并應(yīng)按下式計(jì)算扭矩系數(shù)k。 式中：t施擰扭矩，nm； d高強(qiáng)度螺栓的螺紋規(guī)格（螺紋大徑），mm； p螺栓預(yù)拉力，kn。 （5）進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，螺栓預(yù)拉力值應(yīng)符合規(guī)定（三）高強(qiáng)度螺栓連接杭滑移系數(shù)試驗(yàn)方法 1基本要求 （1）制造廠和安裝單位應(yīng)分別以鋼結(jié)構(gòu)制造批為單位進(jìn)行抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。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(shí)，每種處理工藝應(yīng)單獨(dú)檢驗(yàn)。每批三組試件。 （2）抗滑移系數(shù)

18、試驗(yàn)應(yīng)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(yàn)用的試件應(yīng)由金屬結(jié)構(gòu)廠或有關(guān)制造廠加工；試件與所代表的鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)為同一材質(zhì)、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(yīng)用同批同一性能等級的高強(qiáng)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(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程中有代表性的板材厚度來確定（5）試件板面應(yīng)平整，無油污，孔和板的邊緣無飛邊、毛刺。 2.試驗(yàn)方法 待添加的隱藏文字內(nèi)容2（1）試驗(yàn)用的試驗(yàn)機(jī)誤差應(yīng)在1以內(nèi)。 （2）試驗(yàn)用的貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓、壓力傳感器和電阻應(yīng)變儀應(yīng)在試驗(yàn)前用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，其誤差應(yīng)在2%以內(nèi)。 （3）試件的組裝順序應(yīng)

19、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(qiáng)度螺栓，或換成同批經(jīng)預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)的扭剪型高強(qiáng)度螺栓。 緊固高強(qiáng)度螺栓應(yīng)分初擰、終擰。初擰應(yīng)達(dá)到螺栓預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值的50左右。終擰后，螺栓預(yù)拉力應(yīng)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(qiáng)度螺栓，采用電阻應(yīng)變儀實(shí)測控制試件每個螺栓的預(yù)拉力值應(yīng)在0.95p-1.05p（p為高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力值）之間； b.不進(jìn)行實(shí)測時(shí)，扭剪型高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力（緊固軸力）可按同批復(fù)驗(yàn)預(yù)拉力的平均值取用。 試件應(yīng)在其側(cè)面劃出觀察滑移的直線。 （4）將組裝好的試件置于拉力試驗(yàn)機(jī)上，試件的軸線成與試驗(yàn)機(jī)夾具中心嚴(yán)格對中。 （5）加荷時(shí)、應(yīng)先加10的抗滑移設(shè)計(jì)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）