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钢结构设计:整理钢结构常见质量问题及防治措施
日期:2023-03-21 人气:144 收藏

一、钢材质量问题

1、钢材表面裂纹、夹渣、分层、缺棱、结疤(重皮)、气泡、压痕(划痕)、氧化铁皮、锈蚀、麻点

裂纹——钢材表面在纵横方向上呈现断断续续、形状不同的裂纹。

夹渣——钢材内部有非金属物掺入。

分层——在钢板的断面上出现顺钢板厚度方向分成多层。

缺棱——沿钢材某侧面长度方向通长或局部出现缺少金属棱角,缺棱处表面较粗糙。

结疤(重皮)——钢材表面呈现局部薄皮状重叠。

气泡——钢材表面局部呈现沙丘状的凸包。

压痕——轧辊表面局部不平或有非轧件落入而经轧制后在钢材表面呈现的印迹,分布有 一定规律性。

氧化铁皮——钢材表面粘附着以铁为主的金属氧化物。

锈蚀——钢材轧制后受潮氧化产生的氧化物。

麻点——钢材表面呈凹凸不平的粗糙度,有局部的也有持续和周期性分布的。

【规范规定】

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205 — 2001条文规定:

1、钢结构切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

2、钢结构端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。

3、当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2。

4、钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB8923规定的C级及C级以上。

5、矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm, 且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。

《普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板》GB3274—2007条文规定:

钢材表面不得有气泡、结疤、拉裂、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮;

【原因分析】

1、产生裂纹的主要原因是钢材轧制冷却过程中产生应力而造成。

2、夹渣主要是锭胚粘有非金属夹杂物,在轧制时未脱落,也可能是在冶炼、烧铸过程中 带入夹杂物,轧制后暴露出来的。

3、分层有两种情况,一种是非金属夹杂物存在于钢材内部,又称夹灰;另一种是厚度方 向拉力不足,使用时造成的分层。

4、结疤中有较多的非金属夹杂物或氧化皮,不规则地分布在轧件上,而且局部与基本金 属相连接。结疤是在铸锭期间产生的,也可能是在轧制过程中因材料表面位移或滑动而造成的。

5、重皮是指不规则鳞片状细小的表面缺陷,沿轧制方向延伸,其程度取决于变形量的大小。重皮是由于钢锭表面的冷濺及结疤未清理干净,或清理深宽比不够,坯料表面不平轧制而成。

6、起泡一般在轧制时显现出来,是由于冶炼、浇铸过程中脱氧不良造成的。

7、压痕是由于轧辊或其他辊子上粘贴异物造成的。

8、轧入氧化皮,造成钢板表面凹坑的原因是由于热轧和加工过程中没有彻底清除氧化 铁皮。

9、钢材轧制后在材料纵横断面的表面上出现断断续续与轧制方向一致的细小发状纹。

10、钢材轧制后堆放保管不当,长期受潮,露天堆放,受风吹雨淋或处空气中腐蚀性强的 环境条件而产生氧化反应造成麻点或片状镑蚀。

11、划痕和沟槽是由于轧件和设备之间摩擦运动造成的机械损伤。这种损伤基本上平行 或垂直于轧制方向。

12、制作、安装和矫正过程中造成的钢材表面伤痕,有一定的规律性,有明显的损伤痕迹, 冷加工后产生的伤痕呈现白亮的金属光泽。

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【防治措施】

1、严格按设计图纸要求采购钢材,对于一些比较特殊的钢材,更需要了解其性能和特点。如对厚度方向性能有要求的钢板,不仅要求沿宽度方向和长度方向有一定的力学性能,而且要求厚度方向有良好的抗层状撕裂的性能。

2、把好原材料入库前的检验关。

3、凡质量缺陷超标的材料,应拒绝使用。

4、凡是在控制范围内的缺陷,可采用打磨等措施作修补。

5、应重视材料的保管工作。钢材堆放应注意防潮,避免雨淋结冰,有条件的应在室内 (或棚内)堆放,对长期露放不用的钢材宜作表面防腐处理。

6、应重视钢材的复验,尤其板厚≥40mm,且设计有z向要求的 厚钢板。

7、钢材上述缺陷在气割、剪切和焊接后都能较明显地暴露出来,一般采用放大镜观察检査即可,但有特殊要求的气割和剪切面,则应按要求进行外观检査,必要时应采用渗透、磁粉或 超声波探伤检查。

8、钢材表面镑蚀等级按现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除镑等级》GB8923, 应优先选用A、B级,使用C级应彻底除锈。

9、在制作、安装过程应加强机工具的正确使用,对产生的划痕和吊痕可采用补焊后打磨 进行修整。

【规范规定】

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205 — 2001条文规定气割的允许偏差:

1、切割面平面度0.05t,且不应大于2.0mm(t为切割面厚度)。

2、割纹深度0.3mm。

3、局部缺口深度1.0mm。

4、第8.4.2条安装焊缝坡口的允许偏差:(1)坡口角度:±5°; (2)钝边:±1. 0mm。

【原因分析】

1、切割嘴风线未调整,与被切割材料面不垂直,或作业平台不水平。

2、切割嘴选用不合适、气割火焰没有调整好,切割氧压力不当、切割嘴高度太高,切割嘴 角度位置不当。

3、气割速度不当,气割设备运行轨道不平直。

【防治措施】

1、严格按照气割工艺规程所规定的要求,选用合适的气体配比和压力、切割速度、预热 火焰的能率、割嘴高度、割嘴与工件的倾角等工艺参数,认真切割。

2、应按被切割件的厚度选用合适的气割嘴,气割嘴在切割前应将风线修整平直,并有超 过被割件厚度的长度。

3、作业平台应保持水平,被气割件下应留有空间距离,不得将被切割物直接垫于被气割件下。

4、可用打磨、小线能量焊补后再打磨的办法,修正不合格的切割件。

【规范规定】

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205 — 2001条文规定:

1、气割的零件宽度、长度允许偏差为±3. 0mm。

2、机械剪切的零件宽度、长度允许偏差为±3. 0mm,型钢端部垂直度为0mm。

3、气割或机械剪切的零件,需要进行边缘加工时,其刨削量不应小于2.0mm。

【原因分析】

1、两个零件共享一根切割线时,未预留切割余量,对需要机加工的部件,没预留加工余量,或余量不足。

2、焊接件、火焰弯曲加工件或需要校正变形的构件,未预留收缩余量。

3、放样、号料过程中对工艺不熟悉,错误提供样板(样杆)或号料误读尺寸线。

4、工艺要求出错,技术交底或文件不清。

5、钢卷尺未经计量检定,长度读数误差较大,或计量调整方法有误,长距离测量未用弹簧秤。

【防治措施】

1、放样、号料和气割、剪切中应考虑焊接收缩量、气割余量、边缘加工余量以及构件焊接 后的变形矫正、加热弯曲以及其他工艺余量。

2、开工前应作技术工艺内容交底,明确加工要求。

3、编制工艺文件应考虑零部件的关系,加工要求、板厚处理等各种因素。

4、应认真作业加强工艺文件的审查,加强制作过程中的自检和互检。

5、钢卷尺应计量合格,正确进行计量值修整,对长距离测量应使用弹簧秤测量。

【规范规定】

1、C级螺栓孔(普通螺栓孔和高强螺栓孔),加工后孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm。其孔径的偏差应在0.0~1.0mm之间;圆度应不大于2.0mm;垂直度控制在0.03t且不大于2.0mm。

2、制孔后应清除孔边毛刺。

、螺栓孔孔距小于500mm两孔间距离的允许偏差为±1mm 。

【原因分析】

1、孔壁粗糙、孔径不对、孔呈椭圆,主要原因是磨钻头切削刀不到位,锋角、后角、横刃斜角没按规定磨好,用标准麻花钻在薄板上钻孔时,钻出的孔不圆,毛刺多,是没有将麻花钻切削部分磨到要求的缘故。

2、钢板重叠钻孔厚度太大,重叠钻时钢板未夹紧。

3、钻孔的平台水平度不准,或工件没有放平引起孔的中心倾斜。

4、磁座钻的电磁吸盘吸力不够,引起制孔精度超差。

5、钻孔后孔边缘的毛刺未清除干净。

【防治措施】

1、充分做好生产前的准备工作,磨好钻头;熟悉工艺及验收标准;经常自检,发现差距及时纠正。

2、正确地磨好钻头,达到规定的要求。

3、切削时应注入充足的冷却液。

4、孔偏离的情况主要出现在侧向钻孔时,可选用强磁力座钻操作,或采用套模钻孔,或先用手持电钻钻出4mm小孔,然后再用磁力座钻扩孔。

5、在条件允许的情况下,尽量在数控平面钻机,或数控三向多轴钻床上钻孔。

6、毛刺可用砂轮打磨掉。

7、在设计允许的前提下,用手工绞刀绞孔,以纠正粗糙度、孔径、椭圆度、孔距、孔中心线 垂直度不符合要求等缺陷;设计不同意用扩孔纠正的孔,应按焊接工艺要求用焊接方法补孔、 磨平、重新划线、重新钻孔或用套模钻孔,严禁塞物进行表面焊接。

三、钢结构组装工程的质量问题

【规范规定】

1、钢板对口错边允许偏差为t/10且不应大于3mm。(t为钢板的厚度)

2、型钢错位连接处允许偏差为1 mm;其它处为2 mm。

3、钢管对口错边允许偏差为t/10且不应大于3mm。(t为管壁的厚度)

原因分析】

组装操作不精细造成。

【防治措施】

1、施工前做好技术交底。

2精心切割、精心组装。

3、行为尺寸达不到要求的,应拆下来重新组装。

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