鋼結構工程檢測ppt課件

1、鋼結構工程檢測,一.鋼結構現(xiàn)場檢測技術標準 二.云南省建筑工程實體檢測技術規(guī)程鋼結構部分 三.GBT 11345-2013 焊縫無損檢測 超聲檢測 技術、檢測等級和評定 四.GBT 29711-2013 焊縫無損檢測 超聲檢測 焊縫中的顯示特征 五.GBT 29712-2013 焊縫無損檢測 超聲檢測 驗收等級 六.鋼結構設計標準 七.鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 八.建筑變形測量規(guī)范 九.民用建筑可靠性鑒定標準及工業(yè)建筑可靠性鑒定標準,鋼結構工程,鋼結構工程是以鋼材制作為主的結構，主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接，是主要的建筑結

2、構類型之一。因其自重較輕，且施工簡便，廣泛應用于大型廠房、橋梁、場館、超高層等領域 1、鋼結構自重較輕 2、鋼結構工作的可靠性較高 3、鋼材的抗振(震)性、抗沖擊性好 4、鋼結構制造的工業(yè)化程度較高 5、鋼結構可以準確快速地裝配 6、鋼結構室內空間大 7、容易做成密封結構 8、鋼結構易腐蝕 9、鋼結構耐火性差,特點,1. 鋼結構現(xiàn)場檢測用相關標準,2鋼結構檢測的分類,2.1 鋼結構的檢測可分為在建和既有鋼結構的質量檢測,按在建,按既有,2.2 鋼結構的現(xiàn)場檢測應為鋼結構質量的評定或鋼結構性能的鑒定提供真實、可靠、有效的檢測數(shù)據和檢測結論,a.在鋼結構材料檢查或施工驗收過程中需了解質量時； b.

3、 材料質量或施工質量有懷疑或爭議； c. 發(fā)生工程事故，需要通過檢測分析事故的原因及對結構可靠性的影響,a. 鋼結構安全鑒定； b.鋼結構抗震鑒定； c. 建筑大修前的可靠性鑒定； d. 建筑改變用途、改造、加層或擴建前的鑒定； e. 受到災害、環(huán)境侵蝕等影響建筑的鑒定； f. 對既有鋼結構的可靠性有懷疑或爭議,3檢測工作程序與基本要求,接受委托,現(xiàn)場調查,制定檢測方案,確定檢測方案、簽訂檢測合同,確認儀器、設備情況,計算與結果評價,現(xiàn)場檢測,檢測報告,復檢、補充檢測,檢測工作程序,基本要求,a、檢測的原始記錄，應記錄在專用記錄紙上，記錄數(shù)據應準確、字跡清晰，信息完整，不得追記、涂改，如有筆誤

4、，應進行杠改，并由修改人簽署姓名及日期。當采用自動記錄時，應符合有關要求。原始記錄應由檢測及校核人員簽字,b、當發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據數(shù)量不足或檢測數(shù)據出現(xiàn)異常情況時，應進行補充檢測,4無損檢測方法的選用,鋼結構中焊縫的磁粉檢測、滲透檢測、超聲波檢測和射線檢測，應經目視檢測合格且焊縫冷卻到環(huán)境溫度后進行。對于低合金結構鋼有延遲裂紋傾向的焊縫，尚應滿足焊接24h后這一時限的要求。 3.3.4 用射線檢測鋼結構內部缺陷時，在檢測現(xiàn)場周邊區(qū)域應采取相應的防護措施。射線檢測可按照金屬熔化焊焊接接頭射線照相GB/T3323執(zhí)行,4.1檢測設備和檢測人員,鋼結構檢測所用的儀器、設備和量具應有產品合格證、計量檢定機構

5、的有效的檢定（校準）證書并處于正常狀態(tài)，儀器設備的精度應滿足檢測項目的要求。檢測所用檢測試劑必須標明生產日期和有效期，并附帶產品合格證和使用說明書 檢測人員應經過培訓取得上崗資格，從事鋼結構無損檢測的人員應達到無損檢測 人員資格鑒定與認證GB/T9445所規(guī)定的要求，取得相應的檢測資格證書。 取得不同無損檢測方法的各技術等級人員，只能從事與該方法和等級相對應的無損檢測工作，并負相應的技術責任。 從事射線檢測的人員上崗前應進行輻射安全知識的培訓，并取得放射工作人員證。 從事鋼結構無損檢測的人員，視力必須滿足下列要求： 1 每年應檢查一次視力，其近距離視力（裸視力或校正視力）不得低于5.0。 2

6、從事磁粉、滲透檢測的人員，不得有色盲。 3 從事射線檢測的人員，應能辨別距離400mm遠的一組高為0.5mm、間距為0.5mm的印刷字母。 現(xiàn)場檢測工作應由兩名或兩名以上檢測人員承擔,4.2外觀質量檢測,1）直接目視檢測時，眼睛與被測工件表面的距離不得大于600mm，視線與被測工件表面所成的視角不得小于30。 2）被測工件表面應有足夠的照明，一般情況下光照度不得低于160lx；對細小缺陷進行鑒別時，光照度不得低于540lx。 3）目視檢測應從多個角度進行觀察,1）對細小缺陷進行鑒別時，可使用2倍7倍的放大鏡。 2）對焊縫的外形尺寸可用焊縫檢驗尺進行測量,一般規(guī)定,輔助工具,外觀質量要求,1）鋼

7、材表面的外觀質量應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，表面不得有裂紋、折疊，鋼材端邊或斷口處不應有分層、夾渣等缺陷。 2）當鋼材的表面有銹蝕、麻點或劃傷等缺陷時，其深度不得大于該鋼材厚度負偏差值的1/2 3）焊縫坡口形式、坡口尺寸、組裝間隙等應符合焊接工藝規(guī)程和相關技術標準的要求。 4）焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。一級焊縫不允許有外觀質量缺陷，二、三級焊縫外觀質量應符合鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50205中附錄A的要求,4.2外觀質量檢測,5）高強度螺栓連接副終擰后，螺栓絲扣外露應為2扣至3扣，其中允許有10%的螺栓絲扣外露1扣至4扣；扭剪型高強度螺栓連接副終擰后，未擰掉沒花頭的螺栓數(shù)不宜多于

8、該節(jié)點總螺栓數(shù)的5%。 6）涂層不應有漏涂，表面不應存在脫皮、泛銹、龜裂和起泡等缺陷，不應出現(xiàn)裂縫，涂層應均勻、無明顯皺皮、流墜、乳突、針眼和氣泡等，涂層與鋼基材之間和各涂層之間應粘結牢固，無空鼓、脫層、明顯凹陷、粉化松散和浮漿等缺陷,外觀質量要求,磁粉檢測（MT） 滲透檢測 （PT） 射線檢測（RT,5超聲波檢測（內部缺陷,超聲波檢測物理基礎 超聲檢測（UT）：利用其在物質中傳播、界面反射、折射(產生波型轉換)和衰減等物理性質來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種無損檢測方法，應用較為廣泛,工作原理,共振法,穿透法,脈沖反射法,顯示缺陷方式,B型,工作原理,橫波,A型,3D型,縱波,表面波,C型,5.1超聲波的物

9、理本質 它是頻率大于2萬赫茲的機械振動在彈性介質中的轉播行為。 即超聲頻率的機械波。 一般地說，超聲波頻率越高，其能量越大，探傷靈敏度也越高。 超聲檢測常用頻率在 0.510 MHZ,5.2超聲波的產生（發(fā)射）與接收 (1) 超聲波的產生機理利用了壓電材 料的壓電效應。 試驗發(fā)現(xiàn)，某些晶體材料（如石英晶體）做成的晶體薄片，當其受到拉伸或壓縮時，表面就會產生電荷；此現(xiàn)象稱為正壓電效應；反之，當對此晶片施加交變電場時，晶體內部的質點就會產生機械振動，此現(xiàn)象稱為逆壓電效應。具有壓電效應的晶體材料就稱為壓電材料,5.3超聲波的發(fā)射與接收 發(fā)射在壓電晶片制成的探頭中，對壓電晶片施以超聲頻率的交變電壓，由

10、于逆壓電效應，晶片中就會產生超聲頻率的機械振動產生超聲波；若此機械振動與被檢測的工件較好地耦合，超聲波就會傳入工件這就是超聲波的發(fā)射。 接收若發(fā)射出去的超聲波遇到界面被反射回來，又會對探頭的壓電晶片產生機械振動，由于正壓電效應，在晶片的上下電極之間就會產生交變的電信號。將此電信號采集、檢波、放大并顯示出來，就完成了對超聲波信號的接收。 可見，探頭是一種聲電換能元件，是一種特殊的傳感器，在探傷過程中發(fā)揮重要的作用。 5.4超聲波波型的分類 按質點的振動方向與聲波的傳播方向之間的關系分為： 縱波 L 介質質點的振動方向與波的傳 播方向一致； 橫波 S 介質質點的振動方向與波的傳 播方向垂直； 表面

11、波 R介質質點沿介質表面做橢圓運 動；又稱瑞利波； 板波 板厚與波長相當?shù)谋“逯袀鞑サ?超聲波，板的兩表面介質質點沿 介質表面做橢圓運動，板中間也 有超聲波傳播。又稱蘭姆波,按超聲波振動持續(xù)時間分為： 連續(xù)波在有效作用時間內聲波不間斷地發(fā)射； 脈沖波在有效作用時間內聲波以脈 沖方式間歇地發(fā)射。 注意: 超聲波檢測過程常采用脈沖波。 5.5超聲波的基本性質 a具有良好的指向性 b具有較強的穿透性，但有衰減； 穿透性來自于它的高能量，因為聲強正比于頻率的平方；所以，超聲波的能量比普通聲波大100萬倍！可穿透金屬達數(shù)米！ 衰減性源于三個方面：擴散、散射和吸收； c只能在彈性介質中傳播，不能在真空（空

12、 氣近似看成真空）中傳播； 強調：橫波不能在氣體、液體中傳播！ 表面波看作是縱波與橫波的合成，所以，也不能在氣體、液體中傳播！ d遇到界面將產生反射、折射和波型轉換現(xiàn)象； e對人體無害優(yōu)于射線的性質,5.6超聲波檢測原理,A型脈沖反射法超聲波檢測原理。在實際應用中以該法為主。 A型脈沖反射法超聲波檢測原理 (1)原理： 是將一定頻率間斷發(fā)射的超聲波（稱脈沖波）通過一定介質（稱耦合劑）的耦合傳入工作，當遇到異質界面（缺陷或工件底面）時，超聲波將產生反射，回波（即反射波）為儀器接收并以電脈沖信號在示波屏上顯示出來，由此判斷缺陷的有無，以及進行定位，定量和評定。 聲阻抗Z表示聲場中介質對質點振動的阻

13、礙作用。 (2)實現(xiàn)方法： 該法采用單一探頭既作發(fā)射器件，又作接收元件，以脈沖方式間歇地向工件發(fā)射超聲波；接受到的回波信號經功能電路放大、檢波后，在探傷儀的示波屏上，以脈沖信號顯示出來。 (3)信號的解讀： 根據探傷儀示波屏上，始波T、傷波F、底波B的有無、大小及其在時基軸上的位置可判斷工件內部缺陷的有無、大小和位置。見下圖,直探頭缺陷顯示,a.無缺陷 b.小缺陷 c. 大缺陷,T,B,T,T,B,F,F,a）無缺陷 示波屏上只有始波T和底 波B，而且底波較高； （b）有小缺陷示波屏上不僅有始波T 和底波B；而其間還有傷波F; 相對（a）無缺陷的情況， 底波變矮； （c）有大缺陷示波屏上只有始

14、波T和傷波F, 沒有底波B。 相對（b）而言，傷波變高,縱波探傷最適于發(fā)現(xiàn)與檢測面平行或近于平行的缺陷,從根本上說，超聲波檢測技術的基本任務就是： 通過調節(jié)探傷系統(tǒng)的靈敏度和調整操作手法， 有效的發(fā)現(xiàn)缺陷； 發(fā)現(xiàn)缺陷后，能夠準確的給缺陷定性、定量、 定位； 根據工藝要求, 提出返修建議及相關的探傷工藝； 按規(guī)定格式，出具檢測報告。 垂直入射法（直探頭，縱波法探傷技術） 定義：采用直探頭將聲束垂直入射工件的探傷方法；該法利用的聲波類型為縱波，故有縱波法之稱。 簡記：垂直入射法 = 直探頭法 = 縱波法 缺陷顯示方式：以回波在時基線上的位 置、脈沖大小反映缺陷的情況。 應用特點：能夠發(fā)現(xiàn)與探測面平

15、行或接近平行的面積型缺陷和體積型缺陷。對體積型缺陷的檢出率較高,缺陷的定量 a.當缺陷尺寸大于聲束直徑時，采用移動測長法；即半波高法 。 圖示如下,波幅,dB,b.缺陷尺寸小于聲束直徑時，采用當量法； 當量法的基本思想： 在一定的探傷靈敏度條件下，將已知形狀、尺寸的人工反射體的回波與實際檢測到的缺陷回波相對比，若二者的聲程、回波高度相等，則這個已知人工反射體的相關尺寸可視為該實際缺陷的“缺陷當量”。 可見當量法應該選擇恰當?shù)膶Ρ仍噳K。 設計適當?shù)木嚯x尺寸和人工反射體的尺寸； 得到“探測距離與波幅曲線”,波幅,距離mm,評定線,定量線,報廢線,dB,當量法的距離波幅曲線示意圖,缺陷的定性 對于A

16、型顯示的超聲波檢測來說，給缺陷定性是較復雜和困難的。需要了解檢測對象的材質、工藝、缺陷位置、空間位向、信號大小、特征等多方面的信息。缺陷性質不同，其波形特征各異；在探頭移動時，也會表現(xiàn)出不同的特點。要做動態(tài)分析！ 舉例,點狀缺陷的波幅較低，當探頭作環(huán)繞掃查時，信號反映遲鈍； 夾渣群則呈連串的波峰，而且波形雜亂； 裂紋和未焊透等平面缺陷的回波高而陡峭，對探頭轉角掃查反映敏感； 特別是回波信號往往隨探頭的掃查方式改變而發(fā)生不同的變化。其變化規(guī)律需操作者積累豐富的經驗。 各種現(xiàn)代超聲檢測技術的出現(xiàn)，大大提高了缺陷定性的準確性,斜角探傷法（斜探頭，橫波法） a定義：采用斜探頭將聲束傾斜入射工件探傷面進

17、行檢測的方法，簡稱斜射法。 在具體檢測中，采用橫波探傷，因此，又稱橫波法。 b斜探頭的主要參數(shù): 橫波折射角 ；簡稱折射角； 探頭K值: K = tg. 超聲波頻率:f,T,T,T,F,B,a. 無缺陷 b.有缺陷 c.端角波,幾何關系術語 跨距點：聲束中心線經底面反射后到探傷面的一點。 跨距：探頭入射點至跨距點的距離。 直射法：在0.5跨距的聲程以內，超聲波不經底面反射而直接對準缺陷的探傷方法，又稱一次波法。 一次反射法：超聲波只在底面反射一次而對準缺陷的探傷方法，又稱二次波法。 缺陷水平距離:缺陷在探傷面的投影點至探頭入射點的距離。 簡化水平距離：缺陷在探傷面的投影點至探頭前端的距離。 缺

18、陷深度:缺陷距探傷面的垂直距離,根據三角函數(shù)基本公式：可有 0.5跨距：P 0.5tg 1跨距：P tg缺陷深度（直射）h=scos 缺陷深度（一次反射）h=2 scos 水平距離L =s sin 水平距離與深度間關系 直射法 L= h tg=kh h=L/ tg=L/k 一次反射法L= (2 h) k h= 2 L/ k,5.7探頭 壓電超聲換能器 1探頭的種類 直探頭（縱波探頭） 直探頭由殼體、吸收塊、壓電晶片、和保護膜組成。其基本內部結構如下圖,直探頭內部結構及工作原理,匹配電感,吸收塊,壓電晶片,保護膜,工件,外殼,壓電晶片,引線,阻尼塊,斜探頭,斜探頭結構簡圖,斜探頭一般由探頭芯、透

19、聲楔（斜楔塊）、殼體等部分組成,5P812k2.5,k=折射角的正切值,發(fā)射接收f=5MHz的超聲波,晶片面積812mm2,入射點,2 橫波探頭的主要性能 折射角值（k值） 決定了聲束入射于工件的方向和聲波傳播途徑，是缺陷定位計算的重要數(shù)據。 公稱折射角：45506070 K值: 1.0 1.5 2.0 2.5,前沿長度（接近長度） 聲束入射點至探頭前端面的距離,接近長度,L,入射點,5.8試塊 按一定用途設計制作的具有簡單形狀人工反射體的試件。 探傷標準的一個組成部分。 1。標準試塊(standard test block) 指材質、形狀和尺寸均經主管機關或權威機構鑒定的試塊。也叫校準試塊。

20、 用于對超聲檢測裝置或系統(tǒng)的性能測試及靈敏度調整,2)CSK-1A試塊,標定探頭K值； 測試分辨力； 測試探傷儀的水平線性； 進行斜探頭的垂直或水平1：1定位； 測試斜探頭的入射點等等,1）利用R100圓弧面測定斜探頭入射點和前沿長度，利用50孔的反射波測定斜探頭折射角值。 2)校驗探傷儀水平線性和垂直線性 3)利用1.5橫孔的反射波調整探傷靈敏度利用R100圓弧面調整探測范圍 4)利用50圓孔估測直探頭盲區(qū)和斜探頭前后掃查聲束特性 5）采用測試回波幅度或反射波寬度的方法可測定遠聲分辯力。 2。對比試塊（reference block） 用于調整超聲檢測系統(tǒng)靈敏度或比較缺陷大小的試塊。也叫參考

21、試塊。一般采用與被檢材料特性相似的材料制成,5.9探傷條件的選擇 1選擇原則 檢驗等級的選擇 按GB1134589規(guī)定，根據質量要求，檢驗等級分為A、B、C三級。 各等級的檢驗范圍如下： A級檢驗： 用一種角度的斜探頭單面單側 一般情況下，不要求檢測橫向缺陷，當母材厚度大于50mm時，不允許采用A級檢驗。 一般適用于普通鋼結構,B級檢驗一種角度探頭單面雙側 厚度100mm時，雙面雙側 應檢測橫向缺陷 一般適用于壓力容器,C級檢驗 至少用兩種角度的斜探頭，單面雙側 在兩個掃查方向上用兩種角度的斜探頭檢測橫向缺陷，當厚度大于100mm時，雙面雙側。 附加條件： 磨平焊縫余高 直探頭斜探頭配合檢測

22、母材厚度100mm或窄間隙焊時40mm時，增加串列式掃查。 適用于核容器及管道,2 探傷儀的選擇 按有關標準和規(guī)程要求選用。 3耦合劑的選擇 特點： 種類： 常用的有：水、機油、甘油和化學漿糊 厚度 4探傷面的選擇與準備 5.10探頭的選擇 檢測頻率 一般應在2-5MHz的范圍內，其中2-2.5MHz被推薦為公稱檢測頻率 粗晶材料厚大工件宜選用較低頻率，對晶粒細小薄壁工件宜選用較高頻率,探頭尺寸 探頭尺寸應隨檢測距離的減小而減小，對提高分辯力有好處。 較小厚度工件小晶片探頭 較大厚度或粗晶材料工件大晶片探頭 檢測面不平或曲率較大小晶片探頭 探頭聲束折射角 薄工件宜采用大K值，大厚度工件宜采用小

23、K值。 探頭型式的選擇,5.11焊接接頭的探傷 主要采用斜角探傷法，輔以垂直入射法 1平板對接接頭的探傷 準備工作 按探傷條件選擇探傷面、探傷方法、斜探頭或K 檢驗區(qū)域的寬度應是焊縫本身加上焊縫兩側各相當于母材料厚度的30%的一段區(qū)域，最小為10mm，最大為20mm,l應為:l1.25P(一次反射法) l0.25P(直射法,檢驗區(qū)域,單探頭掃查方式 鋸齒形掃查 檢測焊縫及其熱影響區(qū)的縱向缺陷 一般在初始檢測中使用,基本掃查,轉角掃查,環(huán)繞掃查,左右掃查,前后掃查,斜探頭基本掃查法,轉角掃查：探頭作定點轉動區(qū)，區(qū)分點狀或條狀缺陷 環(huán)繞掃查：有助于點狀缺陷的識別 左右掃查：區(qū)分點狀或條狀缺陷，指示

24、缺陷長度 前后掃查：估判缺陷形狀，估計高度,平行掃查 可探焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷,斜平行掃查 發(fā)現(xiàn)焊縫及熱影響區(qū)的橫向裂紋或與焊縫方向成傾斜角度的缺陷,1045o,雙探頭掃查方式 按兩個探頭相對焊縫放置位置的不同，分為串列式、交叉式、V型、K型,60-90o,2其他結構焊縫接頭探傷 T型接頭的探傷 可用斜、直探頭探傷，頻率通常選用2.5MHz 直探頭探傷（只適合較厚的T型焊縫,角接接頭的探傷 斜探頭折射角,5.12DAC曲線制作,a. 探頭前沿校準 （1）如圖1所示，將探頭放在 CSK 1B 標準試塊的0位上 （2）前后移動探頭，使試塊R100圓弧面的回波幅度最高，回波幅度不要超出屏幕，否則

25、需要減小增益。 （3）當回波幅度達到最高時，保持探頭不動，在與試塊“0”刻度對應的探頭側面作好標記，這點就是波束的入射點，從探頭刻度尺上直接讀出試塊“0”刻度所對應的刻度值，即為探頭的前沿值。（或用刻度尺測量圖1所示L值，前沿x=100-L。），將探頭前沿值輸入“探頭”功能內的“探頭前沿”中，探頭前沿測定完畢,b探頭零點的校準 按圖1的方法放置探頭，用閘門套住最高波，調整探頭零點 此時，保持探頭位置不動，用閘門套住R100圓弧的反射波，調整基本功能組中的“探頭零點”的數(shù)值，直到聲程S=100為止，“探頭零點”調整完畢。 c探頭K值校準(折射角的校準) 由于被測物的材質和楔塊的磨損會使探頭的實際

26、K值與標稱值有一些誤差。因此需要測定探頭的實際K值。校準步驟如下： （1）如圖2將探頭放在CSK1A標準試塊的適當?shù)慕嵌葮擞浬稀?（2）前后移動探頭，找到試塊邊上大圓孔的回波波峰時，保持探頭不動。 （3）在試塊上讀出入射點與試塊上對齊的K值，這個角度為探頭的實際K值，（或者通過計算斜率校準,見下圖2），將此值輸入“探頭”功能組中的“K值,5.13檢測結果評價,知識拓展,焊鱗,氣孔,6.磁粉檢測,7.高強度螺栓連接副終擰扭矩檢測 7.1一般規(guī)定,檢測人員在檢測前，應了解工程使用的高強度螺栓的型號、規(guī)格、扭矩施加方式,對高強度螺栓終擰扭矩的施工質量檢測，應在終擰1h之后、48h之內完成,7.2檢測設備 （1） 扭矩扳手示值相對誤差的絕對值不得大于測試扭矩值