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钢结构检测方法

(2012-07-09 23:54:45)
标签:

杂谈

分类: 加固施工技术

钢结构检测

5.6.1.1 挠度测量

先将水准尺直立于杆件上翼缘测点或用直尺倒置顶于杆件的下翼缘测点,用水准仪读取读数,再以杆件两端点测点连线为基线,据此计算出杆件中间测点的相对变形。如遇到支撑应增加测点。

本次水平构件的挠度测量宜采用水准仪或激光测距仪进行检测,选取构件支座及跨中的3点作为测点,量测构件支座与跨中的相对高差,利用该相对高差计算构件的挠度。使用徕卡TCR1202全站仪测量杆件挠度,抽样比例按建筑结构抽样检测的最小样本容量执行。

5.6.1.2 水平、垂直位移和扭曲值测量

现场利用平台打孔的方法,使用铅垂仪将上、下各休息平台的坐标联系起来,然后再进行柱子点观测测量。采用水准仪配合塔尺或无棱镜反射技术全站仪进行测量,并计算出塔顶结构的垂直位移。

5.6.1.3 垂直度测量

因竖向构件的垂直度是衡量构件使用性能的重要指标,同时还会影响构件的承载力(二次弯矩的影响),因此对垂直度的倾斜测量是非常必要的,在现场可使用徕卡TCR1202全站仪配合钢尺投点法进行测量垂直度,抽样比例按建筑结构抽样检测的最小样本容量执行。

5.6.1.4 构件尺寸复核

对于主要承重的钢构件截面尺寸,根据设计图纸使用钢卷尺或钢直尺复核构件尺寸,同类构件不少于5件(有缺陷的优先)。

5.6.1.5 外观缺陷检测

构件外观缺陷检测,包括:主材、辅材、支撑系统等。

全面检测构件的外观缺陷,如:变形、破损、锈蚀、歪闪等。用照片和文字形式予以纪录。检测结果可按照严重缺陷和一般缺陷记录,对严重缺陷处还应记录缺陷的部位、范围等信息,以便在抗力计算时考虑缺陷的影响。

对于塔身结构可根据温差原理利用红外热成像技术来测试塔身缺陷。用于建筑工程检测的红外热像仪,应具有检测物体发出的红外线放射能的传感器和将测得信号图像化的装置,并应包括图像处理、分析、储存、输出等装置,其中红外热像仪宜选用8~13μm波段的长波机。其性能指标应符合下列要求:

1)检测范围宜在0-500

2)分辨温度应小于0.1

3)检测精度宜在±0.5%满量程以内;

4)所得图像像素范围不宜小于300bit×200bit

5)瞬间可见区域不应小于2.5mrad

红外热像仪的使用环境应符合下列要求:

1)环境温度应在0~40

2)环境湿度不应大于90%,且无结霜;

3)镜头严禁受阳光直射;

4)测定位置、角度不应对图像处理精度产生影响。

目前对建筑缺陷的检验,一定要注意使用条件:

能避免检测受季节、天气、时间、气温、墙面方位、摄影机距离、材料色彩、建筑物内冷暖等的明显影响;

与被测对象相邻的建筑物不阻挡阳光射到被测面上;

晴天,室外风速温度无急剧变化;

被测建筑物与红外检测装置之间无树木等障碍物遮挡;

被测面不受粉尘、烟雾、水蒸气等不利因素影响;

 红外技术属于无损检测,其特点是能够远离测量物体表面的辐射温度。此方法具有非接触、远距离、实时、快速、全场测量等优点,是其他检测方法无法相比的。

5.6.1.6 焊缝无损检测

对受力的重点区域的构件(包括承重设备管道)连接焊缝、梁、柱连接焊缝、钢支撑与梁柱连接焊缝、梁柱构件对接焊缝等进行抽检,具体检测部位根据现场已打磨部位确定。

具体检测工艺及方法如下:

渗透检测工艺

1)质量控制要求

a)渗透剂的质量控制要求;

渗透剂的质量用相对密度、颜色浓度、外观质量、显示缺陷的能力等参数控制(详见标准JB/T 4730.5—20053.2.1的规定)。荧光渗透剂的荧光效率不得低于75%

b)显像剂的质量控制要求;

显像剂的质量用工作浓度范围、有无混浊变色、能否形成薄而均匀的显像层、有无粉末凝聚和残留荧光、喷罐表面有无锈蚀、喷罐是否泄露、检测性能、对工件有无腐蚀、对人体基本无毒害作用等参数控制(详见JB/T 4730.5 —20053.2.2的规定)。

2)现场操作

a)受检表面要求:

受检表面粗糙度Ra≤12.5μm

受检表面及邻近25㎜的范围内应清洁、干燥,不得有油污、浮锈、涂料、焊渣及飞溅。

3) 渗透检测方法

a)渗透检测基本步骤

预清洗;

施加渗透剂;

去除多余的渗透剂;

干燥;

施加显像剂;

观察及评定。

b)渗透检测方法分类

根据渗透剂和显像剂种类的不同,渗透检测方法可按表5.1进行分类。

                         渗透检测方法分类                      5.1

渗透剂

渗透剂的去除

显像剂

分类

名称

方法

名称

分类

名称

 

荧光渗透检测

着色渗透检测

荧光、着色渗透检测

 

A

B

C

D

水洗渗透检测

亲油型后乳化渗透检测

溶剂去除型渗透检测

亲水型后乳化渗透检测

a

b

c

d

e

干粉显像剂

水溶解显像剂

水悬浮显像剂

溶剂悬浮显像剂

自显像

注:渗透检测方法代号示例:C-d为溶剂去除型着色渗透剂(溶剂悬浮显像剂)。

c)渗透检测灵敏度等级

灵敏度等级分类如下:1——低灵敏度;2——中灵敏度;3——高灵敏度。

不同灵敏度等级在镀铬试块上可显示的裂纹区位数应按表5.2的规定。

灵敏度等级                    5.2

灵敏度等级   

可显示的裂纹区位数

1

1~2

2

2~3

3

3

4)复检

a)当出现下列情况之一时,应进行复检。

(1) 检测结束时,用灵敏度试片验证灵敏度不符合要求时;

(2) 发现检测过程中操作方法有误时;

(3) 对检测结果有争议;

(4)有其它需要。

b)复检应按1.4有关规定进行。

5)渗透检测质量分级

                   焊接接头的质量分级                  5.3

等级

     线性缺陷

圆形缺陷(评定框尺寸35mm×100mm

不允许

d≤1.5,且在评定框内少于或等于1

不允许

d≤4.5,且在评定框内少于或等于4

L≤4

d≤8,且在评定框内少于或等于6

大于

注:L为线性缺陷长度,mmd为圆形缺陷在任何方向上的最大尺寸,mm

6)渗透检测报告

报告至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托单编号、工艺卡编号、原始记录编号;

b)被检工件:名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况;

c)检测设备:渗透检测剂名称、牌号和编号;

d)检测规范:检测比例、检测灵敏度校验及试块名称,预清洗方法、渗透剂施加方法、乳化剂施加方法、去除方法、干燥方法、显像剂施加方法、观察方法和后清洗方法,渗透温度、渗透时间、乳化时间、水压及水温、干燥温度和时间、显像时间;

e)渗透显示记录及工件草图(或示意图);

f)检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级;

g)检测人员和责任人员签字及其技术资格;

h)检测日期。

超声检测技术和检测工艺

1)超声检测技术等级

a)超声检测技术等级选择

超声检测技术等级分为ABC三个检测级别。超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规定、标准及设计图样规定。

b)不同检测技术等级的要求

A级适用于母材厚度为8mm46mm的对接焊接接头。可用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。

B级检测:

Ⅰ)母材厚度为8mm46mm时,一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。

Ⅱ)母材厚度为大于8mm46mm时,一般用一种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,如受几何条件的限制,也可在焊接接头的双面单侧或单面双侧采用两种K值探头进行检测。

Ⅲ)母材厚度为大于120mm400mm时,一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,两种K值探头的折射角相差应不小于10o

Ⅳ)应进行横向缺陷的检测。检测时,可在焊接接头的两侧边缘使探头与焊接中心线成10o20o作两个方向的斜平行扫查。

C级检测

采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平,对焊接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测。

Ⅰ)母材厚度为8mm46mm时,一般用两种K值探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10o,其中一个折射角应为45 o

Ⅱ)母材厚度为大于46mm400mm时,一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,两种探头的折射角相差应不小于10o。对于单侧坡口角度小于5o的窄间隙焊缝,如有可能应增加对检测与坡口表面平行缺陷的有效检测方法。

Ⅲ)应进行横向缺陷的检测。检测时,将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。

2)超声检测工艺

a)探头选择

⑴ 探头K值选择

 斜探头的K值(角度)选取可参照表5.4的规定。条件允许时应尽量采用较大K值探头。

               推荐采用的探头K值(单位:mm         5.4

板厚Tmm

K

625

3.02.072°60°

2546

2.51.568°56°

46120

2.01.060°45°

120400

2.01.060°45°

⑵ 探头检测频率

检测频率一般为2MHz5MHz

b)距离-波幅曲线的绘制

⑴ 距离-波幅曲线应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。如图4-8所示。如果距离-波幅曲线绘制在荧光屏上,则在检测范围内不低于荧光屏满刻度的20%

                         5.1  距离-波幅曲线

2)距离-波幅曲线的灵敏度选择

Ⅰ)壁厚为6mm120mm的焊接接头,其距离-波幅曲线灵敏度按表5.5的规定。

Ⅱ)壁厚大于120mm400mm的焊接接头,其距离-波幅曲线灵敏度按表5.6的规定。

距离-波幅曲线的灵敏度                        5.5

试块型式

板厚mm

评定线

定量线

判废线

CSK-A

846

Φ2×40-18dB

Φ2×40-12dB

Φ2×40-4dB

46120

Φ2×40-14dB

Φ2×40-8dB

Φ2×40+2dB

CSK-A

815

Φ1×6-12dB

Φ1×6-6dB

Φ1×6+2dB

1546

Φ1×6-9dB

Φ1×6-3dB

Φ1×6+5dB

46120

Φ1×6-6dB

Φ1×6

Φ1×6+10dB

                

 

距离-波幅曲线的灵敏度                       5.6

试块型式

板厚(mm

评定线

定量线

判废线

CSK-A

120400

Φd-16dB

Φd-10dB

φd

注:d为横孔直径,见表5

检测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6 dB

检测面曲率半径R≤W2/4时,距离-波幅曲线的绘制应在与被检测面曲率相同的对比试块上进行。

工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同,否则按附录F(规范性附录)的规定进行传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。

扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

c)检测方法

平板对接焊接接头的超声检测

Ⅰ)为检测纵向缺陷,斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上,作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面,在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10°~15°的左右移动。

对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查。

为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号,确定缺陷的位置、方向和形状,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。曲面工件(直径小于或等于500mm)的对接焊接接头的超声检测

检测面为曲面时,可尽量按平板对接焊接接头的检测方法进行检测。对受几何形状限制,无法检测的部位应予以记录。

纵缝检测时,对比试块的曲率半径对检测面的曲率半径之差应小于10%。根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值,并考虑几何临界角的限制,确保声束能扫查到整个焊接接头。探头接触面修磨后,应注意探头入射点和K值变化,并用曲率试块作实际测定。应注意荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异,必要时应进行修正。环缝检测时,对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9~1.5

3)检测结果的评定和质量等级分类

a)缺陷评定

超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时,应采取改变探头K值、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判定,如对波形不能判断时,应辅以其他检测方法作综合判定。

缺陷的指示长度小于10mm时,按5mm 计。

相邻两缺陷在同一直线上,其间距小于其中较小的缺陷长度时,应作为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度(间距不计入缺陷长度)。

b)质量等级分类

焊接接头质量分级按表5.7的规定进行

            焊接接头质量分级(单位:mm              5.7  

等级

板厚T

反射波幅(所在区域)

单个缺陷指示长度L

多个缺陷累计长度L1

6~400

非裂纹类缺陷

6~120

L=1/3T,最小可为10,最大不超过30

在任意9T焊缝长度范围内L1不超过T

>120~400

L=1/3T,最大不超过50

6~120

L=2/3T,最小为12,最大不超过40

在任意4.5T焊缝长度范围内L1不超过T

>120~400

最大不超过75

 

6~400

超过级者

超过级者

所有缺陷

裂纹等危害性缺陷

注:(1)母材板厚不同时,取薄板侧厚度值;

2)当焊缝长度不足9T级)或4.5T级)时,可按比例折算。当折算后的缺陷累计长度小于单个缺陷指示长度时,以单个缺陷指示长度为准。

4)超声检测原始记录、报告

检测原始记录(每份原始记录应有唯一的编号)

检测原始记录至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托内容、委托单编号、检测工艺卡编号。

b)被检工件:工程名称、工件名称及编号、类别、规格、材质、焊接方法、热处理状况。

c)检测设备:探伤仪型号及编号、探头、试块。

d)检测标准和验收等级

e)检测规范、检测技术等级、探头K值、探头频率、检测面和检测灵敏度。

f)检测部位及缺陷的类型、尺寸、位置和分布,应在草图上予以说明。如有因结构、几何形状限制而检测不到的部位也应加说明。

g)检测结果及质量分级

h)检测人员和责任人员签字及其资格技术等级。

检测报告

检测报告至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托单编号、工艺卡编号、原始纪录编号(唯一性)。

b)被检工件:名称、规格、材质、焊接方法、热处理状况。

c)检测设备:探伤仪型号及编号、探头、试块。

d)检测标准和验收等级。

e)检测规范、检测技术等级、探头K值、探头频率、检测面和检测灵敏度。

f)检测部位及缺陷的类型、尺寸、位置和分布,应在草图上予以说明。

g)检测结果及质量分级。

h)检测人员和责任人员签字及其资格技术等级。

磁粉检测工艺

1)检测内容:

a)所有纵焊缝、环焊缝两边各100mm范围;

b)人孔口角焊缝;

c)其他部位如计量口等角焊缝;

2)受检表面要求:

a)受检表面粗糙度Ra≤25μm

b)受检表面及邻近25㎜的范围内应清洁、干燥,不得有油污、浮锈、涂料、焊渣及飞溅。

3)有效检测范围:

a)电磁轭的磁极间距应控制在75~200㎜之间,检测的有效区域为两极连线两侧各50㎜的范围内,磁化区域每次应至少有15㎜的重叠。

b)受检工件的每一受检区域至少应进行两次磁化,磁力线方向应相互垂直。条件允许时,可使用旋转磁场磁化方法。

4)磁悬液的施加要求:

a)应确认整个受检表面能被磁悬液良好地湿润后,才可施加磁悬液。

b)磁悬液的施加可采用喷、浇方法,不可采用刷涂法,无论采用哪种方法,均不应使检测面上磁悬液的流速过快。

c)磁悬液必须在通电时间内施加完毕,通电时间宜为1~3s。为保证磁化效果应至少反复磁化两次,停施磁悬液至少1s后才可停止磁化。已形成的磁痕不得被流动着的悬浮液所破坏。

d)荧光磁悬液应按自下而上的顺序施加。

5)磁痕的观察和记录

a)磁痕的观察应在磁痕形成后立刻进行。受检面存在下列磁痕为无关显示:

b)断面突变显示

c)磁极显示

d)表面粗糙显示

e)材质边界显示

f)沾污显示, 其他一切磁痕显示均作为相关显示处理。

6)复检

a)当出现下列情况之一时,应进行复检。

b)检测结束时,用灵敏度试片验证灵敏度不符合要求时;

c)发现检测过程中操作方法有误时。

7)磁粉检测质量分级

a)不允许存在的缺陷。

b)不允许存在任何裂纹和白点;

c)紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。

d)焊接接头的磁粉检测质量分级:焊接接头的磁粉检测质量分级见表5.8

e)受压加工部件和材料磁粉检测质量分级

 

焊接接头的磁粉检测质量分级       5.8

等级

线性缺陷磁痕

圆性缺陷磁痕

(评定框尺寸为35mm×100mm

不允许

D≤1.5,且在评定框内不大于1

不允许

D≤3.0,且在评定框内不大于2

L≤3.0

D≤4.5,且在评定框内不大于4

大于

注:L表示线性缺陷磁痕长度,mm;D表示圆形缺陷磁痕长径,mm

受压加工部件和材料磁粉检测质量分级见表5.9

 

受压加工部件和材料磁粉检测质量分级        5.9

等级

线性缺陷磁痕

圆性缺陷磁痕

(评定框尺寸为2500mm2,其中一条矩形边长最大为150mm

不允许

D≤2.0,且在评定框内不大于1

L≤4.0

D≤4.0,且在评定框内不大于2

L≤6.0

D≤6.0,且在评定框内不大于4

大于

注:L表示线性缺陷磁痕长度,mm;D表示圆形缺陷磁痕长径,mm

8)综合评级

在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时,应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别,取质量等级最低的级别作为综合评级的级别;当各类缺陷的级别相同时,则降低一级作为综合评级的级别。

5.6.1.7 锈蚀检测

对锈蚀的杆件、连接处容易积灰、积水的部位、干湿交替影响部位、隐蔽部位,先进行防腐涂层损伤检查,若防腐涂层损伤严重,则进行锈蚀程度检测,并采用游标卡尺、或超声测厚仪进行必要的测量。

5.6.1.8 钢材化学成分和力学性能的检验

如需取样检测钢材化学成分与力学性能,则采用里氏硬度计对各类钢材的表面硬度进行测试,估算钢材抗拉强度的范围。采用取样法及光谱法对主材各化学主要成分进行分析。

5.6.1.9 高强螺栓现场检验

采用扭矩扳手对受力重点区域构件的高强螺栓现场检验:先用小锤敲击每一个螺栓螺母的一侧,同时用手指按住相对的另一侧,以检查高强度螺栓有无漏拧。对于扭矩系数的检查,每个节点先在螺杆端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松,再用扭矩扳手重新拧紧,使二线重合,此时测得的扭矩值应在0.9Ms1.1Ms范围内,按下式计算:

Ms=K*P*D

式中,

Ms———检查扭矩;

K———扭矩系数;

D———螺栓公称直径;

P———高强度螺栓设计预拉力。

如发现有不符合标准的,应再扩大检查,如仍有不合格者,则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。

5.6.2混凝土基础检测

5.6.2.1 基础混凝土强度测试

使用超声回弹法综合法或回弹法等非破损方法对混凝土梁、柱、板等构件进行砼强度测试,同类构件的抽样数量应不少于10个(以有缺陷的构件为先)。对于构件表面有水泥砂浆层的,需凿开20cm×20cm大小,露出混凝土表面,便于仪器检测。

 采用回弹法或超声回弹法综合检测混凝土强度时,若检测条件与相应测强曲线的适用条件有较大差异时,应钻取混凝土均芯样进行抗压强度试验法修正。每个检测单元芯样试件的数量宜为36个。为了结构的安全性,钻芯时尽可能选取受力较小部位。

对混凝土构件进行碳化深度检测,检测构件混凝土是否碳化。混凝土碳化深度可采用喷射酚酞或彩虹试剂的方法进行测试,当混凝土碳化深度检测与回弹法测强结合时,取测点的平均值作为碳化深度的代表值。

5.6.2.2 基础钢筋检测

对于混凝土构件配筋情况的检测应包括钢筋的种类、位置、数量和直径等检测,主要受力构件配筋情况的检测宜采用全数普查和重点抽查相结合的方法进行,用雷达波法或电磁感应法进行非破损普查,重点部位用凿开混凝土的方法进行抽查。

混凝土的保护层厚度检测可采用重点抽查方式进行,应根据构件的类型、工作条件、损伤状况及混凝土质量划分检测单元。按构件的类型取平均值作为保护层厚度的代表值,但应给出最小保护层厚度。检测方法可使用钢筋探测仪对构件保护层厚度钢筋分布及数量进行检测,对于钢筋的种类和类型可采用破损法凿除混凝土表面保护层,露出钢筋后用游标卡尺测出钢筋直径,并观测钢筋的型号。

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