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建筑钢材检测技术与要点探讨

潘言 李松 黄林华
  
安家(建筑与工程)
2021年44期
湖南科技学院土木与环境工程学院 湖南 永州 425199

摘要:钢材作为建筑工程最基本的材料,其质量往往受到项目各参与方重点关注,建筑钢材质量不仅仅与其力学性能有关,还受生产质量的影响,建筑钢材使用前按规定必须进行检验,而检测的方法各有优缺点,检测结构受检测人员操作技术的影响,对建筑钢材检测方法进行研究具有一定现实意义。论文从建筑钢材力学性能检测出发,探讨了建筑钢材无损检测技术及检验工作要点。

关键词:建筑钢材,性能检测,无损检测

1、建筑钢材性能检测

建筑钢材进行场前应当进行检测,一般是通过抽检的方式对建筑钢材的延伸性、强度韧性等指标进行检测,以保证钢材满足设计要求。

1.1 延伸性检测

建筑钢材的主要作用是作为混凝土构件的抗拉材料,刚度作为其重要指标不可忽视,拉伸性能同样重要,工程中一般以伸长率或抗拉伸的性能来检验钢材是否合格。工程建设材料准备阶段,通过常用检测方法来检测延伸性,例如,极限弹性应力检测,检测屈服点等,这就要求钢材应该提前确认材料规格和需求,收集信息数据,与供货厂商沟通,对照设计标准检验是否合格[1]。

1.2 弯曲强度检测

在钢材的弯曲度上进行检测需要先抽取试样钢材,在适宜的环境温度下,一般适宜20℃到30℃,按钢材规定直径上的弯心,对其施加外部压力,使钢材试样弯曲到一定角度,比如90度或180度。在检测的过程中,需要给予钢材恒定的外部压力,直至钢材弯曲达到规定角度要求或是钢材出现了裂缝,如果出现断裂现象,就需要重新检查实验条件是否规范,如果试验条件符合要求,则需要重新取样进行试验在进行决定是否采用这批钢材[2]。

1.3 冲击韧性检测

韧性作为钢材特征指标之一,也非常的重要,如果钢材冲击韧性不足,在使用过程中就很有可能因外部冲击而造成的变形,甚至是局部断裂。为此在采购钢材时,有必要先对钢材进行韧性检测,一般的检测方法是将试样放置于对应的检测机上,使其处于简支状态,之后松开摆锤,使其自由下落撞击试样,然后检查试样的状态,观察是否有裂纹等损坏,并对实验数据进行分析其冲击韧性[3]。

1.4钢材硬度检测

钢材硬度检测经常用到的方法是里氏硬度检测法,其原理是利用质量确定的冲击体按一定速度下落冲击试样表面,确保冲击时的力恒定,然后利用里氏硬度计测量冲击体的冲击速度,通过数值转换获得试样构件的硬度值,之后通过硬度与强度之间的关系转换为材料的强度等级。里氏硬度计有体积较小,便于携带,进行测量时的准备工作较少,上手迅速等特点,但也有不精准,使用前要进行打磨等缺点,重量小的工件在检测中会因为不稳定而晃动,引起测量的冲击速度的结果误差,所以重量较小的工件在检测前要进行稳定支撑,特别小的要固定到里氏硬度块上进行测量。比较薄的工件在测试中会因为冲击力发生较为明显的形变,同时弹性系数也会发生改变,所以要挑选恰当的试件[4]。

2、建筑钢材损伤检测

建设工程的钢材要进行损伤检测,而现代工程技术发展起来的无损检测技术越来越多,其技术指标也越来越高。

2.1 超声波探伤技术

超声波探伤技术经常用于检测钢材内部是否存在损伤以及缺陷,是钢材损伤检测最常见的技术手段,其原理是利用专业仪器将高频超声波从钢材表面发射到材料内部,并将通过声波探明的内部情况转化为脉冲波形显示在仪器上,检测者可以通过仪器上显示的波形进行判断,当超声波在钢材内部遇到缺口,裂纹等缺陷时,显示的波形会有异常,检测人员从而可以得知钢材内部的情况。这种探伤技术无需破坏工件的整体结构,操作简单,耗时较短,而且检测结果也较精准。但是目前在此方面的高素质技术人才不多,人程技术人才的培养还需要加大力度。

2.2 微波检测探伤技术

超声波在某些复合材料探伤中会受到衰减,所以在上世纪六十年代,美国为了进一步加强在航天器材方面检测探伤的能力,率先发展该技术,当前该技术仍然被广泛使用。声波检测探伤技术包括微波穿透法、反射法、散射法和干涉法等方法,其中穿透法与超声波探伤技术在某些方面上有相似点。探伤器具由发射、接收和信号处理系统组成,发射系统产生发送微波信号,将固定频率段上的电磁波照射到被测钢材上,同时在钢材上产生投射波与反射波,当材料内部状态存在裂缝等缺陷时,会使微波信号相应地发生幅度、相位以至频率的变化,以此显示缺陷的位置。负责接收信息的部分,会将信号处理并分析比较,最后做出判断和评价。穿透法频繁用于检验气孔、疏松等缺陷,以及测量材料厚、密度的变化也包括固化度等物理性能。信号源产生的微波信号通过波导进入测量系统,采用铁氧体隔离器作为单向器,防止反射波进入信号源影响其输出功率与频率的稳定。可变衰减器用来调节输出功率的大小,使指示器有适度的指示。穿透法虽然简单,但是灵敏度不足,同时测量范围受小功率平方律检波工作电平及噪声电平的限制。随着时代进步与检测量的提升,微波检测探伤技术的使用频率与地位也在逐渐变高,相信在未来一定会体现出更多的作用[5]。

2.3 漏磁法检测探伤技术

不同于超声波检测技术,漏磁法检测技术既可以检测钢材内部的缺陷,也可以检测表面的裂纹裂痕,其原理是利用磁化装置磁化钢材,钢材会在显示仪器上显示磁力线,利用钢材磁导率与其它介质磁导率的不同观测钢材的情况,钢材的内部缺陷将导致磁力线畸变,缺陷检测信号便会产生。一旦钢材表面产生裂纹,会导致裂纹附近的磁场泄露出来一部分,检测信号同样发生变化,检测者可利用异变磁场的数据分析钢材的缺陷位置。漏磁检测仅仅限于检测铁磁性材料,主要是铁磁性材料的表面及近表面的检测,该方法易于实现自动化、无污染、检测灵敏度高、检测时一般不需要对表面进行清洗处理,可以实现缺陷的初步量化等特点。漏磁法检测技术相比于其它的无损检测技术有不少优点,比如磁粉检测方法仅可以检测钢材表面以及近表面的缺陷,而且不要求钢材表面打磨光滑。随着当今科学技术的不断发展,伴随着计算机技术的发展,相关检测单位对仪器体积,处理信息的的速度,功能的强大的要求越来越高,而作为当今钢材无损检测法的新技术,该方法对钢材表面处理要求不高,成本低,检测速度和精度高等优点,成为当前工程界热衷的检测方法。

3、建筑钢材检测中要注意的问题

除了对钢材的基本力学指标以及损伤情况进行科学规范的检测外,在检测过程中一些细节的处理也不能忽略,一些客观因素会影响到试验检测的结果,例如实验环境是否合理,考虑到现在检测往往使用的都是精密度较高的仪器,那么外界因素有可能对检测造成不小的影响。检测人员在检测之前要核实现场的环境指标,确保其符合标准,将外界影响降至最低,若检测中途发生了环境因素的改变,要及时做出调整,确保检验结果的可靠性。还有所取的检测样本也要确保客观随机性,检测监管部门要做好把控,确保抽样试件的可靠性。

4、结论

建设钢材的质量对建筑工程的质量和安全有重要影响,建筑钢材的检测包括了力学指标检验和缺陷检测,检测试样抽取要客观随机抽取,试验技术人员既要保证试验方法和科学先进性,也要保证试验结果的可靠性,为建筑工程质量提供材料保障。

参考文献

[1]陈学海.建筑钢材质量检测方法探析[J].中国建材科技,2015,24(04):8-9.

[2]陈轶良.建筑钢材检测中需要注意的问题分析[J].砖瓦,2020(11):132-133.

[3]门生会.关于建筑钢材质量影响因素与检测技术探讨[J].中国建筑金属结构,2013(14):48-49.

[4]冷炯.浅析常用建筑钢材检测方法[J].电子测试,2014(08):148-149.

[5]雷铭,增祥平,赵开建.建筑钢材检测方法探讨[J].科技风,2014(17):153.

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