1、钢结构检测技术,钢结构的特点和应用 钢结构用钢材 钢结构验收要求 钢结构检测项目,4、钢结构检测项目,钢材原材力学性能（拉伸、弯曲）冲击 ；焊接工艺评定（拉伸、弯曲、冲击、X射线照相） ；焊接球与杆件组合试验 ；网架单元抗拉强度试验 ；钢结构现场焊接缝硬度、强度检测 ；高强螺栓四项检验：扭矩系数、紧固轴力、硬度、拉力 ；抗滑移系数 ；锚栓拉拔（现场）、锚杆（土钉）拉拔、植筋拉拔 ；钢结构现场无损检测 ；焊缝或原材料射线检测 ；钢材超声波测厚 ；焊接球焊缝无损检测 ；焊接球壁厚检测 ；球体与杆件现场安装焊缝检测 ；螺栓球检验 ；杆件与封头焊缝无损检测 ；高强螺栓拧入球体深度检测（X射线拍片）；型
2、钢轻钢结构（角钢、槽钢、工字钢）超声波探伤、焊接测量 ；焊接钢结构（十字劲性柱、箱型钢、工字梁）超声波探伤、磁粉探伤 ；防火涂层测厚；化学分析,钢结构各检测规范的适用范围,钢结构的构件一般由钢厂批量生产，有合格质量证明文件，因此材料的强度和化学成分有良好的保证。工程检测的重点在于安装、拼接过程中产生的质量问题，钢结构工程中主要的检测内容有：构件尺寸及平整度检测连接（螺栓、焊接）检测构件表面缺陷检测钢材锈蚀检测钢材防火涂料厚度检测 当生产厂家不能提供合格质量证明文件或对质量有异议时，应增加钢材的力学性能检测，必要时进行化学成分检测,1、构件尺寸及平整度检测,每个尺寸在构件的3个部位量测，取3处的
3、平均值作为尺寸的代表值，钢构件的尺寸偏差应以设计图纸规定的尺寸为基准计算尺寸偏差，偏差的允许值应符合产品的标准要求。梁和桁架构件的变形有平面内的垂直变形和平面外的侧向变形，因此要检测两个方向的平直度，柱的变形主要有柱身倾斜和挠曲。检查时可先目测，发现有异常情况和疑点时，对梁和桁架可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线，然后测量各点的垂度与偏差，对柱的倾斜可用经纬仪或铅锤测量，柱的挠曲可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线测量,构件（焊缝）表面缺陷的检测-磁粉探伤,金属探伤五种无损检测方法,无损检测人员资质级别可分为：级（初级）-培训4周，参加理论考试、实际操作考试，合格后获取资格证书，能从事检测工作，但不
4、能编写报告（不负责检测结果的评定）级（中级）-培训4周，参加理论、实际操作考试合格获取资格证书，既能从事检测工作，也能编写报告级（高级）-培训2周，参加理论（含专门技术、通用技术）考试、编写工艺考试，合格获取资格证书，既能从事检测工作，也能编写报告，还能解释标准、规范,无损检测人员资质（资格证书，有效期45年）,磁粉探伤,外加磁场对工件(只能是铁磁性材料)进行磁化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，则它各部位的磁特性基本一致，而存在裂纹、气孔或非金属物夹渣等缺陷时，由于它们会在工件上造成气隙或不导磁的间隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工件内磁力线的正常传播遭到阻隔，根据磁连续性原理，这时磁化场的磁力
5、线就被迫改变路径而逸出工件，并在工件表面形成漏磁场。,漏磁场的强度主要取决磁化场的强度和缺陷对于磁化场垂直截面的影响程度。利用磁粉就可以将漏磁场给予显示或测量出来，从而分析判断出缺陷的存在与否及其位置和大小。方法：将铁磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁场的位置磁粉就被吸附，从而形成显示缺陷形状的磁痕，能比较直观地检出缺陷。这种方法是应用最早、最广的一种无损检测方法。,磁粉一般用工业纯铁或氧化铁制作，通常用四氧化三铁(Fe3O4)制成细微颗粒的粉末作为磁粉。磁粉可分为荧光磁粉和非荧光磁粉两大类，荧光磁粉是在普通磁粉的颗粒外表面涂上了一层荧光物质，使它在紫外线的照射下能发出荧光，主要的作用是提高了
6、对比度，便于观察 。,磁粉检测又分干法和湿法两种：1.干法 将磁粉直接撒在被测工件表面。为便于磁粉颗粒向漏磁场滚动，通常干法检测所用的磁粉颗粒大，所以检测灵敏度较低。但是在被测工件不允许采用湿法与水或油接触时，如温度较高的试件，则只能采用干湿法。2.湿法 将磁粉悬浮于载液(水或煤油等)之中形成磁悬液喷撒于被测工件表面，这时磁粉借助液体流动性较好的特点，能够比较容易地向微弱的漏磁场移动，同时由于湿法流动性好就可以采用比干法更加细的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁场所吸附，因此湿法比干法的检测灵敏度高。,磁粉检测是利用漏磁和合适的检测介质发现材料（工件）表面和近表面的不连续性的。 磁粉检测作为表面检
7、测具有操作灵活、成本低的特点，但磁粉检测只能应用于铁磁性材料、工件（碳钢、普通合金钢等）的表面或近表面缺陷的检测，对于非磁性材料、工件（如：不锈钢、铜等）的缺陷就无法检测。磁粉检测和超声波检测一样，检测结果无原始记录，可追溯性差，无法检测到材料、工件深度缺陷，但不受材料、工件形状的限制。,预处理磁化 施加磁粉 观察记录预处理将构件表面的油脂、涂料以及铁锈等去掉，以免影响磁粉附着在缺陷上。 磁 化 选用适当的磁化方法和磁化电流，接通电源，对构件进行磁化 。 施加磁粉按所选的干法或湿法施加干粉或磁悬液。 观察记录 用非荧光磁粉擦伤时，在光线明亮的地方，用自然光或灯光进行观察；用荧光磁粉擦伤时，则在
8、暗室等暗处用紫外灯进行观察。,磁粉探伤的一般程序,连接的检测,钢结构的许多质量事故出在连接上，故应将连接作为重点对象进行检查。连接板的检查包括：1)检测连接板尺寸(尤其是厚度)是否符合要求；2)用直尺作为靠尺检查其平整度；3)测量因螺栓孔等造成的实际尺寸的减小；4)检测有无裂缝、局部缺损等损伤。,对于螺栓连接，可用目测、锤敲相结合的方法检查。并用扭力扳手(当扳手达到一定的力矩时，带有声、光指示的扳手)对螺栓的紧固性进行复查，尤其对高强螺栓的连结更应仔细检查。此外，对螺栓的直径、个数、排列方式也要一一检查。,焊接连接目前应用最广，出事故也较多，应检查其缺陷。焊缝的缺陷种类不少，如图所示，有裂纹、
9、气孔、夹渣、未熔透、虚焊、咬边、弧坑等。,从焊缝本身来说决定焊缝质量的因素主要有三个方面： 焊缝内部缺陷、焊缝外观表面缺陷以及焊缝尺寸。因此，焊缝质量等级就存在着两重含义： 其一是针对焊缝内部缺陷检验， 其二是针对焊缝外观表面缺陷检验。但目前绝大部分情况是设计者只进行笼统的规定，如“该焊缝质量等级为二级”，此时正确的理解是“焊缝内部缺陷按二级检验，外观缺陷也按二级检验。”对于需要进行疲劳验算的构件如吊车梁，其中某些部位的角焊缝，虽然不进行内部缺陷的超声波探伤（三级焊缝），但其外观表面质量等级应为二级，所以笼统地说“角焊缝都是三级焊缝”就有失全面。,焊缝的质量等级分为一、二、三级，是焊缝外观、内
10、部质量的综合表现，由焊工的实际操作水平决定。评定等级分为、四个级别，评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别 检验等级：不同的方法有所不同，检验等级系指检验检测达到的精度，即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤按检测等级由低到高分为A、B、C三个级别，射线探伤采用由低到高分为A、AB、B三个级别,焊缝质量等级、焊缝评定等级、焊缝检验等级,焊缝的检测首先进行外观缺陷的检查，不符合一、二焊缝外观质量要求的，不做内部缺陷检测，三级只作外观检查。 在内部缺陷的检测中，焊缝的检验等级是前提，在检验等级确定的条件下，对焊缝的内部缺陷评定出相应的评
11、定等级，然后根据评定等级确定焊缝的质量等级，在检验等级为B级（超声波检测）或AB级（射线检测）的检验条件下，焊缝的评定等级为级或级的，其质量等级可以定为一级，评定等级为级的，其质量等级可定为二级,焊缝质量等级： 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级： 1、在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为： 1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T型对接与角接组合焊缝，受拉时为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级2、不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透
12、，其质量接等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。,3、重级工作制和起重量Q50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4、不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其它结构，焊缝的外观质量标准可为三级。,检查焊缝缺陷时，可用超声探伤仪或射线探测仪检测。在对焊缝的内部缺陷进行探伤前应先进行外观质量检查。
13、焊缝表面质量的检验可目测或用10倍放大镜，当存在疑义时，采用磁粉或渗透擦伤。如果焊缝外观质量不满足规定要求，需进行修补。焊缝的外形尺寸一般用焊缝检验尺测量。焊缝检验尺由主尺、多用尺和高度标尺构成，可用于测量焊接母材的坡口角度、间隙、错位、焊缝高度、焊缝宽度和角焊缝高度,超声波探伤检测,超声波检测就是利用超声波在金属、非金属材料及其工件中传播时，材料（工件）的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料（工件）性能和结构变化的技术。 超声波检测和射线检测一样，主要用于检测材料（工件）的内部缺陷。检测灵敏度高、操作方便、检测速度快、成本低且对人体
14、无伤害，但超声波检测无法判定缺陷的性质；检测结果无原始记录，可追溯性差。 超声波检测同样也具有着射线检测无法比拟的优势，它可对异型构件、角焊缝、T型焊缝等复杂构件的检测；同时，也可检测出缺陷在材料（工件）中的埋藏深度。,超声波的波长很短、穿透力强，传播过程中遇不同介质的分界面会产生反射、折射、绕射和波形转换。超声波像光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，犹如一束手电筒灯光可以在黑暗中寻找目标一样，能在被检材料中发现缺陷。超声波探伤能探测到的最小缺陷尺寸约为波长的一半。超声波探伤又可分为反射法和穿透法。穿透法的灵敏度不如反射法，因而在实际探伤中一般采用反射法来进行钢材缺陷探伤和焊缝探伤，即根据
15、缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。,焊缝无损检测的检验等级,根据钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-规定，超声波检验等级分为A、B、C三个级别：A级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验，只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度50mm时，不得采用A级检验。B级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测。母材厚度100mm时，采用双面双侧检验。受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。条件允许时应作横向缺陷的检验。C级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验。同时要做两个扫
16、查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。母材厚度100mm时，采用双面双侧检验。其他附加要求是：1对接焊缝余高要磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查；2焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查3焊缝母材厚度100mm，窄间隙焊缝母材厚度40mm时，一般要增加串列式扫查。,建筑结构焊缝无损探伤检验具体要求,1设计要求全焊透的焊缝，其内部缺陷的检验应符合下列要求：1)一级焊缝应进行100%的检验，其合格等级应为钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-89中B级检验的级及级以上；2)二级焊缝应进行抽检，抽检比例20%，其合格等级应为钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-
17、89中B级检验的级及级以上；3)全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。2焊接球节点网架和螺栓球节点网架焊缝的超声探伤及缺陷分级应符合相应规范要求。3圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合建筑钢结构焊接技术规程JGJ81的规定。,不合格焊缝处理： 不合格缺陷应返修，应用碳弧气刨刨去缺陷。为防止裂缝扩大和延伸，刨去长度应在缺陷两端各加50，刨消深度也应将缺陷完全彻底清除，露出金属母材，并经砂轮打磨后施焊。返修区域修补后，应按探伤要求进行复验，同一条焊缝一般不允许返修补焊二次。,钢结构在潮湿、存水和酸碱盐腐蚀性环境中容易生锈，锈蚀导致钢材截面削弱，承载力下降。钢材的锈蚀程度可由其截面厚度
18、的变化来反应。检测钢材厚度（必须先除锈)）的仪器有超声波测厚仪（声速设定、耦合剂）和游标卡尺。 超声波测厚仪采用脉冲反射波法。超声波从一种均匀介质向另一种介质传播时，在界面会发生反射，测厚仪可测出探头自发出超声波至收到界面反射回波的时间。超声波在各种钢材中的传播速度已知，或通过实测确定，由波速和传播时间测算出钢材的厚度，对于数字超声波测厚仪，厚度值会直接显示在显示屏上。,钢材锈蚀的检测,钢结构在高温条件下，材料强度显著降低。（美国纽约世贸，高411m，总面积125万平方米，整个大楼可容纳5万人办公，相当于5个深圳地王大厦。外筒为钢柱，建于1973年，每幢楼用钢量7800t。两座大楼受飞机撞击之
19、后，一个在一小时倒塌，另一个在一小时四十倒塌）。防火涂层的质量要求薄型防火涂层表面裂纹宽度不应大小0.5mm，涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求；厚型防火涂层表面裂纹宽度不应大小1mm，其涂层厚度应有80%以上的面积符合耐火极限的设计要求，且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。防火涂料涂层厚度测定用测针(厚度测量仪)测定。 全钢框架结构的梁和柱的防火层厚度测定，在构件长度内每隔3m取一截面，对于梁和柱在所选择的位置中，分别测出6个和8个点。分别计算出它们的平均值，精确到0.5mm。,防火涂层厚度的检测,防火涂层的质量要求薄型防火涂层表面裂纹宽度不应大小0.5mm,涂层厚度应符合有关耐火极限的
20、设计要求;厚型防火涂层表面裂纹宽度不应大小1mm,其涂层厚度应有80%以上的面积符合耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应低于设计要求的85%.防火涂料涂层厚度测定用测针(厚度测量仪)测定.全钢框架结构的梁和柱的防火层厚度测定,在构件长度内每隔3m取一截面,对于梁和柱在所选择的位置中,分别测出6个和8个点.分别计算出它们的平均值,精确到0.5mm.,当采用两种或两种以上的检测方法对构件的同一部位进行检测时，应按各自的方法评定级别；采用同种检测方法按不同检测检测工艺进行检测时，如检测结果不一致，应危险大的评定级别为准。,钢结构分部工程合格质量标准应符合下列规定：1 各分项工程合格质量标准标准;2
21、质量控制资料和文件应写整;3 有关安全及功能的检验和见证检测结果应符合本规范相应合格质量标准的要求;4 有关观感质量应符合本规范相应合格质量标准的要求;,当钢结构工程施工质量不符合本规范要求时，应按下列规定进行处理： 1 .经返工重做或更换构（配）件的检验批，应重新进行验收； 2 .经有资质的检测单位检测鉴定能够达到设计要求的检验批，应予以验收； 3 .经有资质的检测单位检测鉴定达不到设计要求，但经原设计单位核算认可能够满足结构安全和使用功能的检验批，可予以验收； 4 .经返修或加固处理的分项、分部工程，虽然改变外形尺寸但仍能满足安全使用要求，可按处理技术方案和协商文件进行验收。 5.通过返修或加固处理仍不能满足安全使用要求的钢结构分部工程，严禁验收。,钢材试验注意事项,1、钢筋试验按照金属材料室温拉伸试验方法（GB/T 228-2002）和金属材料室弯曲试验方法（GB/T 232-1999） 2、按公称面积计算强度值-钢筋的实际直径都比公称直径小（偷工减料）。实测公称直径超过允许偏差的，就属于不合格产品。3、合格的原材应该为塑性断裂，如果原材质量是合格的情况下钢筋焊接后在焊口外成脆性断裂的均应该视为受热影响区断裂，判定为不合格。4.最大力下伸长率（均匀伸长率，包含了塑性变形和弹性变形）是作为衡量延性的指标,
