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钢结构梁柱节点超声检测要点探索

钢结构梁柱节点超声检测要点探索


1、引言

钢结构具有韧性好、强度高、施工相对简便、可拆卸重复利用等优点,在工业和民用建筑上广泛应用。随着钢结构工程的施工增长,许多不规范的操作便突显出来。如不按设计图纸加工、连接各构件;焊接工艺的制定和执行不符合要求;原料规格尺寸偷工减料,强度不达标等诸多问题。这些质量缺陷如出现在钢结构主体框架及重要连接节点上时,更会严重影响工程的施工质量和使用寿命。

2H型钢梁柱连接节点                                                                                                                   

H型钢是钢结构用途最为广泛的型钢,相对于槽钢、方钢、工字钢等,H型钢翼缘宽,侧向刚度大,制造安装方便,据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小。因此,大部分柱、梁均采用H型钢。其梁柱节点传力可靠,受力简单且施工较为方便。从连接方式上讲,分为柔性连接,刚性连接和半刚性连接三种形式。

柔性连接:梁腹板和柱通过专用的T形件采用高强度螺栓连接。其优点是节点结构弹性最好,在承受动载的工作状况下,抗疲劳性能好,安装拆卸方便,但制造费用高。

刚性连接:梁翼缘与柱采用坡口焊接,梁腹板与柱采用双面角焊缝。其优点是节点强度最高,无滑移,避免了螺栓钻孔对梁截面的削弱,施工最经济。但焊接后会存在焊接残余应力和变形,抗疲劳性较差。

半刚性连接:介于刚性与柔性连接之间,抗剪和抗拉性能均较强,但施工繁琐,费用大。

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3、梁柱节点的超声检测

钢结构的承载能力和抗震性能需要由钢结构梁柱连接结构的合理设计和良好的施工质量来保证,而钢结构的焊接工作量占钢结构安装工作量的很大一部分。同时,钢结构施工大部分采用现场预制安装的施工工艺,受现场条件和施工人员的技术水平因素的影响,焊接质量离散性很大。焊接缺陷处正是形成和发展疲劳裂纹的重要区域,对钢结构的安全产生不利影响。因此,必须加强焊接质量的管理,尤其是梁柱节点等重要部位的质量检测。采用无损探伤的方法对焊缝的质量检验是保证钢结构工程质量的重要环节。

钢结构无损检测包括4种常用方法,即超声检测(UT)、射线检测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT),其中超声检测是应用最广泛的方法之一。其利用高达数百万赫兹的超声波束在物体中传播时,遇到不连续界面会发生反射、折射、波形转换等特性,从而得到物体内部情况的原理。具有指向性好、穿透力强、分辨率高等优点,缺点是不够直观、有探测盲区等。下面对超声波对钢梁柱节点的检测要点进行一些探讨。

a.超声检测技术等级的选择

由于焊缝检测条件以及焊缝要求的不同,需要根据实际情况采用相适应的超声检测等级。一般分为ABC级。A级检测采用直射法和一次反射法在焊缝的单面进行。B级检测采用直射法和一次反射法在焊缝的单面或双面双侧进行。C级检测主要要求磨除焊缝余高,对焊缝的横向和纵向缺陷均进行扫查。在梁柱的焊接节点上,一般采用B级检测。但有时梁腹板与连接板重叠而遮挡住连接板某一面,只能采用A级检测,并应在记录和报告中注明,此时焊缝的漏检率较高。

b.探头的选择

超声波探头一般分为直探头和斜探头。在焊缝的检测中,受焊缝形状及板厚的影响,一般采用斜探头。斜探头的选取要考虑三个方面:1.斜探头的声束应能扫查到整个检测区域截面;2.斜探头的声束轴线尽量与该焊缝可能出现的危害性缺陷垂直;3.尽量使用一次波判别缺陷,减少误判并保证足够的检测灵敏度。选择合适的探头可提高探伤效率和准确性。考虑到梁柱

c.耦合剂的选择

耦合剂的好坏决定超声波能量传递效率。在焊缝检测中,常见的耦合剂有机油、甘油、水、化学浆糊等。钢结构梁柱的检验往往在较高处,水容易流失,甘油价格较贵,机油容易污染环境,所以化学浆糊是一个比较好的选择。价格较便宜,携带方便,污染小,且耦合性能基本能满足钢结构的探伤要求。

d.探伤检测的准备

探伤检测前,可以通过结构图纸和实测情况了解构件的材质、厚度、类型、焊接方法等,选取对应的探头,制作出相应的DAC曲线。提前对需检焊缝周边打磨,清除飞溅,油污,附着物,打磨宽度为2.5K值与厚度乘积。

e.缺陷波的识别

探伤过程中,扫查速度应不大于150mm/s,避免缺陷的漏检。对部分疑似缺陷处,可前后、左右、转角、环绕等仔细探查。在检测过程中,除缺陷波的显示外,还因为焊缝以及工件的表面一些不规则形状,会产生一些反射讯号,梁柱的节点基本由角焊缝组成,其端角便会产生伪缺陷波,需要通过计算其水平和垂直距离,与焊脚的距离来加以识别判断。

4、结束语

 钢结构现场施工中,往往由于施工人员对各构件连接受力和承载的重要性的不理解,以及贪图省事,存在大量的焊接质量隐患,因此必须加强质量管理,严格按照相关标准和设计图纸施工和检测,同时,多了解学习超声检测的知识,熟悉常见缺陷的特性,避免漏判误判,提高我们的检测准确性。

 

 


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