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鋼結構工程施工質量檢測方法探討 摘要：工程檢測的重點在于安裝、拼接過程中產生的質量問題。鋼結構工程中主要的檢測內容有：構件尺寸及平整度的檢測、構件表面缺陷的檢測、連接(焊接、螺栓連接)的檢測、鋼材銹蝕檢測、防火涂層厚度檢測。本文就這些檢測內容探討了檢測的方法跟施工中存在的問題。
關鍵詞：鋼結構； 施工質量； 檢測方法； 問題
鋼結構工程的質量檢測工作在整個工程建設中控制工程質量處于重要的地位，鋼結構工程質量的具體結果也是判定整個工程質量是否合格的重要依據。所以檢測工作的質量好壞，必將對整個工程項目的質量控制產生直接影響。而且鋼結構產業(yè)在我國屬于朝陽產業(yè)，應用前景廣闊，因此對鋼結構工程施工質量檢測意義重大，加強鋼結構工程檢測工作的重要性也是不言而喻的。
一、鋼結構施工過程中可能出現(xiàn)的問題
近年來，鋼結構材料因其環(huán)保、抗震等自身優(yōu)點，在高層樓房、工業(yè)廠房、橋梁等現(xiàn)代建筑中得到了廣泛應用。但在大量的工程建設過程中，鋼結構工程也暴露出了很多質量問題。鋼結構在施工過程中的常見問題有以下幾種：
1、構件的制作問題
門式鋼架所用的板件非常薄，在日常應用中，最薄可達4毫米。多薄板的下料切割方式應當首選剪切方式，而盡量避免火焰切割。這是因為用火焰切割會使得板邊產生很大的波浪狀的變形。目前，h型鋼材料的焊接方式大多數(shù)廠家均采用的是埋弧自動焊或半自動焊。倘若在切割時未能把握好手法，很容易發(fā)生焊接變形，使構件彎曲或扭曲。
2、柱腳安裝問題
2.1預埋件問題
整體或局部偏移，標高有錯誤，絲扣沒有采取保護措施。這將直接造成鋼柱底板螺栓的不對位，絲扣長度不夠。
2.2.錨栓不垂直問題
框架柱腳的底板水平度差，造成苗栓不垂直，使得基礎施工后預埋錨栓水平誤差偏大。
2.3錨栓連接問題
柱腳錨栓沒有擰緊，墊板沒有與底板焊接，部分位置沒有露出2-3個絲扣的錨栓。
3、連接問題
3.1螺栓裝備不符合標準要求，使得螺栓不好安裝或導致螺栓安裝不夠緊固。
3.2螺栓絲扣有損傷，螺桿不能順利旋入螺母，阻礙了螺栓的裝配。
3.3現(xiàn)場的焊接問題，質量不能保證，設計所要求全焊透的一、二級焊縫沒有采用超聲波探傷，樓面主梁與柱沒有實施焊接，沒有采用引弧板施焊等等問題造成鋼結構施工問題。
4、構件的變形問題
4.1構件在運輸時發(fā)生變形，出現(xiàn)死彎或緩彎，造成構件無法進行安裝。在構件制作過程中由于焊接產生的變形，構件一般呈現(xiàn)緩彎。在構件待運時，支墊點的不合理，如上下墊木不垂直或堆放構建的場地發(fā)生沉陷等原因，使構件產生了死彎或者緩變形。構件運輸過程中因碰撞而產生了變形，一般呈現(xiàn)死彎等。這些原因造成的構建變形問題，使得鋼結構材料在施工過程中無法正常使用，帶來了施工的不便。
4.2鋼梁構件在拼裝之后全長扭曲程度超過允許值，造成鋼梁的安裝質量無法保證。拼接工藝的不合理以及拼裝節(jié)點尺寸不符合設計要求等原因，造成了鋼梁結構構件的不合格，在鋼結構施工過程中無法進行建筑實施，質量更是無法保證。
4.3構件起拱，其程度數(shù)值大于或小于設計的數(shù)值。當構件起拱數(shù)值小時，安裝后梁下
撓，當起拱數(shù)值大時，容易造成構件標高超標。這種現(xiàn)象產生的主要原因是，構件的尺寸不符合設計要求。
二、鋼結構施工質量檢測方法
鋼結構工程檢測的重點在于安裝、拼接過程中產生的質量問題。下面就一些鋼結構工程中主要的檢測內容進行分析闡述：
1、構件尺寸及平整度的檢測
每個尺寸在構件的3個部位量測，取3處的平均值作為該尺寸的代表值。鋼構件的尺寸偏差應以設計圖紙規(guī)定的尺寸為基準計算尺寸偏差；偏差的允許值應符合其產品標準的要求。梁和桁架構件的變形有平面內的垂直變形和平面外的側向變形，因此要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。
檢查時可先目測，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點時,對梁 、桁架可在構件支點間拉緊一根鐵絲或細線，然后測量各點的垂度與偏差；對柱的傾斜可用經緯儀或鉛垂測量。柱撓曲可在構件支點間拉緊一根鐵絲或細線測量。
2、鋼材銹蝕的檢測
鋼結構在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環(huán)境中容易生銹，銹蝕導致鋼材截面削弱，承載力下降。鋼材的銹蝕程度可由其截面厚度的變化來反應。檢測鋼材厚度（必須先除銹)）的儀器有超聲波測厚儀（聲速設定、耦合劑）和游標卡尺。
超聲波測厚儀采用脈沖反射波法。超聲波從一種均勻介質向另一種介質傳播時，在界面會發(fā)生反射，測厚儀可測出探頭自發(fā)出超聲波至收到界面反射回波的時間。超聲波在各種鋼材中的傳播速度已知，或通過實測確定，由波速和傳播時間測算出鋼材的厚度，對于數(shù)字超聲波測厚儀，厚度值會直接顯示在顯示屏上。
3、構件表面缺陷的檢測-磁粉探傷
3、1磁粉探傷的基本原理：當鋼結構內部存在缺陷時，如裂紋、夾雜、氣孔等非鐵磁性物質，其磁阻非常大，磁導率低，必將引起磁力線的分布發(fā)生變化。缺陷處的磁力線不能通過，將產生一定程度的彎曲。當缺陷位于或接近鋼結構表面時，會穿過鋼結構表面漏到空氣中形成一個微細的漏磁場。
3、2漏磁場的強度主要取決磁化場的強度和缺陷對于磁化場垂直截面的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場給予顯示或測量出來，從而分析判斷出缺陷的存在與否及其位置和大小。
將鐵磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁場的位置磁粉就被吸附，從而形成顯示缺陷形狀的磁痕，能比較直觀地檢出缺陷。這種方法是應用最早、最廣的一種無損檢測方法。 磁粉一般用工業(yè)純鐵或氧化鐵制作，通常用四氧化三鐵(Fe3O4)制成細微顆粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩大類，熒光磁粉是在普通磁粉的顆粒外表面涂上了一層熒光物質，使它在紫外線的照射下能發(fā)出熒光，主要的作用是提高了對比度，便于觀察。
3.3磁粉檢測又分干法和濕法兩種：
(1)干法—將磁粉直接撒在被測工件表面。為便于磁粉顆粒向漏磁場滾動，通常干法檢測所用的磁粉顆粒較大，所以檢測靈敏度較低。但是在被測工件不允許采用濕法與水或油接觸時，如溫度較高的試件，則只能采用干濕法。
(2)濕法—將磁粉懸浮于載液(水或煤油等)之中形成磁懸液噴撒于被測工件表面，這時磁粉借助液體流動性較好的特點，能夠比較容易地向微弱的漏磁場移動，同時由于濕法流動性好就可以采用比干法更加細的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁場所吸附，因此濕法比干法的檢測靈敏度高。
3.4磁粉探傷工藝
在磁粉探傷中，用過外加磁場使焊件磁化的過程稱為焊件的磁化。
（1）直流電磁化法和交流電磁化法
①直流電磁化法：鋼件被直流電磁化時，采用低電壓大電流的直流電源，使焊件產生方向恒定的電磁場。
②交流電磁化法：工件被交流電磁化時，采用低電壓大電流的交流電源。
（2）直接通電磁化法和間接通電磁化法
①直接通電磁化法：該法時將焊件直接通與電流，使工件周圍和內部產生周向磁場。適合于檢測長條形如棒材或管材等鋼件。
②間接通電磁化法：間接通電磁化就是工件利用探傷儀器等使自身產生磁場來完成的，避免直接通電磁化法產生的弊端。
（3）周向磁化法、縱向磁化法、復合磁化法和旋轉磁場磁化法
4、連接(焊接、螺栓連接)的檢測
鋼結構的許多質量事故出在連接上，故應將連接作為重點對象進行檢查。
連接板的檢查包括：1)檢測連接板尺寸(尤其是厚度)是否符合要求；2)用直尺作為靠尺檢查其平整度；3)測量因螺栓孔等造成的實際尺寸的減?。?)檢測有無裂縫、局部缺損等損傷。
對于螺栓連接，可用目測、錘敲相結合的方法檢查。并用扭力扳手(當扳手達到一定的力矩時，帶有聲、光指示的扳手)對螺栓的緊固性進行復查，尤其對高強螺栓的連結更應仔細檢查。此外，對螺栓的直徑、個數(shù)、排列方式也要一一檢查。
焊接連接目前應用最廣，出事故也較多，應檢查其缺陷。焊縫的缺陷種類不少：裂紋、氣孔、夾渣、未熔透、虛焊、咬邊、弧坑等。檢查焊縫缺陷時，可用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。在對焊縫的內部缺陷進行探傷前應先進行外觀質量檢查。焊縫表面質量的檢驗可目測或用10倍放大鏡，當存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀質量不滿足規(guī)定要求，需進行修補。
5、焊縫超聲波檢測
檢測系統(tǒng)及其性能指標超聲波檢測系統(tǒng)包括儀器、探頭、試塊、探頭電纜和耦合劑。在檢測過程中，要求儀器、探頭和探頭電纜匹配良好且性能穩(wěn)定，滿足必要的檢測靈敏度。
5.1檢測系統(tǒng)參數(shù)設置與調整
(1)儀器、探頭選擇根據板厚、結構類型、坡口形式、焊接方法等有關信息，選取有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的探頭類型。一般情況下，每個檢測部位至少要用到3個探頭，進行焊縫區(qū)域和焊縫兩側母材區(qū)域內缺陷的檢測，以便于更準確的判斷缺陷類型和位置。
(2)儀器參數(shù)設置根據檢測對象，在儀器面板對應菜單上設置材料聲速、探頭類型、發(fā)射強度、重復頻率、工件厚度等參數(shù)。
5.2傳輸補償測定
檢測開始前，必須測定檢測系統(tǒng)在對比試塊和工件上的傳輸補償。這種傳輸補償即是包括因材質差異、聲程差異和表面耦合等在內的一系列因素導致接收回波能量的變化。
5.3橫向缺陷檢測靈敏度
在對工件進行斜探頭掃查時，必須進行橫向缺陷的檢測。檢測橫向缺陷時，在原檢測靈敏度基礎上增加6dB。
5.4掃查速度和方式
掃查速度不大于150mm/s，探頭移動保證至少10%探頭晶片寬度的重疊。為了有利于發(fā)現(xiàn)缺陷和區(qū)別真假信號，采取前后、左右、轉動和環(huán)繞四種基本掃查方式掃查。
5.5掃查靈敏度設置
為了充分掃查檢測區(qū)域,不造成漏檢和誤判,掃查靈敏度不能低于基準靈敏度,即
20%DAC曲線,檢測橫向缺陷時增加6dB,另外還須考慮傳輸補償。
5.6檢測系統(tǒng)的校驗和復核檢測系統(tǒng)的可靠性直接影響檢測結果的正確性,因此,整個檢測實施過程中都必須保證檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。用不少于3個點的反射回波對DAC曲線進行復核,如果曲線上任何一點的波高下降≧2dB,則應對上一次復核以來的所有檢測進行復驗;如果曲線上任何一點的波高上升∋2dB,則應對上一次復核以來的所有記錄信號進行重新評定。
6、高強螺旋檢測
檢驗方法：用扭矩法或轉角法：
①高強度螺栓連接副，應按包裝箱配套供貨，包裝箱上應標明批號、規(guī)格、數(shù)量及生產日期。螺栓、螺母、墊圈外觀表面應涂油保護，不應出現(xiàn)生銹和沾染贓物，螺紋不應損傷。 ②高強度螺栓連接副的施擰順序和初擰、復擰扭矩應符合設計要求和國家現(xiàn)行行業(yè)標準《鋼結構高強度螺栓連接的設計施工及驗收規(guī)程》JGJ82的規(guī)定。
③高強度螺栓連接副終擰后，螺栓絲扣外露應為2～3扣，其中允許有10％的螺栓絲扣外露1扣或4扣。
④高強度螺栓連接摩擦面應保持干燥、整潔，不應有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等，除設計要求外磨擦面不應涂漆。
高強度螺栓應自由穿入螺栓孔。高強度螺栓孔不應采用氣割擴孔，擴孔數(shù)量應征得設計同意，擴孔后的孔徑不應超過1．2d(d為螺栓直徑)。
7、涂層厚度檢測常用的涂層測厚儀分為三大類：①磁力拉出式；②固定探頭式；③電子式。其作用原理都是把涂層作為一層空氣間隙進行測量。
（1）磁力拉出式涂層測厚儀的作用原理是基于彈簧拉力，即一根游絲在支點與杠桿相連接，杠桿的一端安裝磁鐵，刻度盤固定在杠桿上，在剛剛超出平衡點時，杠桿上的磁鐵從表面彈起，在刻度盤上讀出涂層厚度；
（2）固定探頭式涂層測厚儀的作用原理是基于機械式自平衡的磁力，將固定的鉆石尖探頭置于涂層上，從回轉機械裝置上讀出涂層厚度；
（3）電子式涂層測厚儀采用電磁感應式霍爾效應探頭測量鐵質基材上的非磁性涂層厚度；使用渦流探測計測量有色金屬基材上的非導體涂層厚度。
三、結束語
隨著鋼結構工程施工質量要求的不斷提高，工程檢測技術也在不斷的改進加強。上述的檢測方法就是主要針對鋼結構工程施工過程易出現(xiàn)的問題所提出的，只有檢測技術到位，才能確保工程的施工質量，促進國民經濟的增長。
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