淺析建筑鋼結構材料檢測的技術

肖瑋

【摘要】鋼結構是我國目前建筑工程中應用最為廣泛的結構形式，合理正確的檢測方法是控制鋼結構工程施工質量的保障手段，客觀準確的鋼結構檢測數據和結論是工程質量評定的重要依據。本文詳細介紹鋼結構材料各個檢測項目的檢測方法，同時展望鋼結構檢測工作的發展前景。

【關鍵詞】鋼結構材料；檢測；

0、前言

隨著我國城鄉建設事業的快速發展，高強度、高性能建筑結構用鋼的大量生產，鋼結構在廠房、展館、橋梁、住宅等工程中的應用越來越多，建筑工程的質量也越來越受到人們的重視，建筑材料質量從根本上決定了建筑工程的質量，因而鋼結構工程檢測技術逐漸成為一個熱門領域而受到廣泛重視。繼而促進了鋼結構檢測領域的長足發展，與其相關的專業機構（包括檢測所、第三方檢測公司、檢測中心等）不斷成立和發展成熟，使得建筑鋼結構的檢測技術進一步科學和規范化，對保障鋼結構工程的質量起到支撐作用。近年來，無損檢測技術不斷發展，鋼結構各單項檢測技術也獲得了新的提升，實現了單項檢測發展和整體檢測一體化。

1、鋼結構檢測

鋼結構檢測的內容包括鋼結構材料檢測、鋼結構連接檢測和鋼結構性能檢測等三個大部分8個主要項目。其中剛才的強度檢測、防腐涂層厚度檢測等屬于鋼結構材料檢測；鋼構件焊縫質量檢測、高強度螺栓的扭矩檢測等屬于鋼構件連接檢測；而鋼柱、鋼梁截面尺寸檢測，鋼柱垂直度檢測，鋼梁撓度檢測，鋼結構外觀質量檢測等則屬于鋼結構性能檢測。

1.1鋼材強度檢測

鋼材強度是建筑鋼材的基本性能，是鋼結構材料檢測的一個重要項目。目前鋼結構材料的強度檢測主要有三種方法。一是取樣拉伸法，在試驗機下按照標準方法直接測試材料的屈服強度、抗拉強度以及伸長率等的技術指標；二是表面強度法，根據鋼材硬度與強度的關系，通過測試鋼材硬度，推算鋼材的強度；三是化學分析法，通過化學分析測量鋼材中有關元素的含量，根據化學成分與鋼材強度的關系計算出鋼材強度。

1.2鋼構件防腐涂層厚度檢測

鋼結構在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環境中容易生銹，銹蝕導致鋼材截面削弱，承載力下降。在鋼結構鑒定中，防腐涂層的好與壞以及涂層的厚度是一個重要參數，因此測定防腐涂層厚度是鋼結構檢測中一個重要項目。

涂層厚度測定一般用磁性測厚儀測定，目前國內外均有此類產品。國產涂層磁性測厚儀用天津市材料試驗機廠的產品，名稱是QCC-A型磁性測厚儀。用磁性測厚儀時，要調好儀器，使其具有正常工作性能。首先要確定測量范圍，第一檔為0～50μm，第二檔為0～500μm。測量時，用探頭接觸被測涂層。測定時首先要清除涂層表面灰塵和油污，以防影響精度。測試時根據涂層具體情況確定，首先通過儀器確定有無涂層，因在長期環境作用下涂層損傷直至消失涂層，涂層消失與否是涂層的重要參數。因為有無殘留涂層是結構銹蝕程度一個重要界限，也是永久性評估的重要界限。

1.3鋼構件焊縫質量檢測

焊接連接在鋼結構工程中應用最廣，出的事故也最多。焊縫質量好與壞，很大程度上影響了鋼結構質量的好與壞。有缺陷的焊縫主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔透、虛焊、咬邊、弧坑等。

焊縫質量的檢查，可使用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。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。焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量。焊縫檢驗尺由主尺、多用尺和高度標尺構成，可用于測量焊接母材的坡口角度、間隙、錯位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度。

1.4高強度螺栓的扭矩檢測

高強度螺栓扭矩有兩種檢測方法：第一種是緊扣法。緊扣法檢查就是當高強度螺栓終擰之后先要在螺母墊圈上面畫出一條非常細小的直線，之后使用檢查扳手沿著高強度螺栓擰緊的方向來擰緊螺母，這個時候讀出螺母剛剛轉動時候的扭矩值，這個數值就是這個高強度螺栓連接副本身的實際扭矩值。這個扭矩值的大小在正負百分之十的范圍之內就為合格。第二種是松扣法。松扣法檢查是先在高強度螺栓的螺桿端面與螺母上面畫出一條直線，之后把螺母擰松到大約六十度。然后再用扭矩扳手重新把高強度螺栓擰緊這個時候讓兩線重合測出這個時候的扭矩就是該螺栓的實際扭矩了。這個扭矩值的大小在檢查扭矩值的正負百分之十的范圍之內就判斷為合格產品。

1.5鋼柱、鋼梁截面尺寸檢測

由于加工的精確程度以及斷面銹蝕的影響，鋼結構斷面厚度經常有些變化。特別是銹蝕會使鋼結構截面減薄，承載能力下降，這些變化對結構安全度影響是很大的。因此，測定鋼結構截面厚度是非常重要的一項任務。

目前，測定鋼結構截面厚度有兩種工具，一種是游標卡尺，另外一種是測厚儀測。下面簡單介紹用超聲波數字測厚儀測定截面厚度的方法：采用超聲波脈沖反射法。超聲波從一種均勻介質傳播到另一種均勻介質時，分界面上會發生聲的反射，從探頭發射的超聲波，經過延遲塊而進入被測件，超聲波到達分界面時，而被反射回來，又通過延遲塊被接收探頭接收，測出發射脈沖到接收脈沖之間的時間，扣除延遲塊時間，根據聲速、時間、距離三者關系，求出被測件的厚度。即儀器顯示的厚度值。如1.2～100mm的儀器顯示值為20.88，即20.88mm，其精確度為0.01mm。

1.6鋼柱垂直度檢測

傳統的鋼柱垂直度檢測方法是先在施工操作面上放樣出柱網的縱橫軸線，再利用兩臺經緯儀從兩個近似互相垂直的方向對一根鋼柱進行測量，這種方法投入的測量人員多，人員操作時間長。新的垂直度測量方法是利用免棱鏡全站儀的免棱鏡測距性能，測量鋼柱立面某些特定點的三維坐標，測量值傳遞到便攜計算機，程序根據鋼柱的幾何形狀，間接計算出鋼柱的中心偏移量以及鋼柱的扭轉偏差值，同時可以得出鋼柱的標高偏差值。

1.7鋼梁撓度檢測

鋼結構屋架跨度一般都比較大，長達幾十米，測量撓度比較困難，必須用很大的力把鋼絲拉緊，而且鋼絲要求具有一定的抗拉強度。測量時關鍵要把握住鋼絲拉直，使測量數值準確。同時，最好有竣工記錄，原鋼屋架在施工后有否反拱或撓度值。這兩個值確定之后才能確定屋架在荷載作用下的應力撓度值。當然往往由于施工安裝時就有反拱，使用后仍然有后拱，測出來的撓度值是負撓度，因此，測定數值一定標明正負值。

測定撓度時最好確定固定點，即一般在跨中確定測點。如傾儀果測定時拉鋼絲中間遇有障礙。如角鋼、電線等，此時必須在兩端墊支點，以使鋼絲拉直。墊支點時，測量出的撓度值必須減去兩支點高度的平均值，才‘是實際撓度值。同時為了確?？缍榷它c的固定位置，兩端要有專人掌握端點固定位置并標出端點與實際屋架端點的距離，以求出實際的測量撓度時的跨度值。

1.8鋼結構外觀質量檢測

鋼結構的外觀質量檢測通常也稱表面缺陷檢測，利用的是出現最早、應用最廣的磁粉探傷無損檢測方法。將鐵磁性材料的粉末撒在工件上，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。磁粉一般用工業純的鐵或氧化鐵制成，通常用四氧化三鐵制成細微顆粒的粉末作為磁粉。

磁粉探傷分為干法和濕法兩種。干法是直接將磁粉撒在被測工件的表面。通常靈敏度較低，主要用在不允許與水或油接觸，或者溫度較高的工件上。濕法是將磁粉懸浮于液體中形成磁懸液噴灑于被測工件表面，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，因此濕法的檢測靈敏度要比干法高很多。

2、結語

總之，鋼結構材料的質量以及鋼結構連接的質量關于到整個建筑工程的最終質量。必須掌握正確的檢測方法，科學仔細地檢測到每一個材料項目，嚴格把好質量關，才能確保整個建筑工程的質量及安全，使鋼結構在國家建設中發揮更大的作用。