關于建筑鋼材質量影響因素與檢測技術探討

門生會

摘 要：從一些工程項目中反映出我國的建筑鋼材存在著各種質量問題，如何提升鋼鐵質量，是鋼材生產(chǎn)企業(yè)和建筑企業(yè)工作者需要思考的問題。本文主要對建筑鋼材質量的影響因素進行分析，并對鋼材質量的技術探討提出幾點建議。

關鍵詞：建筑鋼材；質量；檢測技術；探討

中圖分類號：TU511.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）07-0048-02

1 影響鋼鐵質量的因素

關于影響鋼鐵質量因素較多，本文主要對螺紋鋼、角鋼、窄帶鋼這三種常用建筑鋼材進行分析：

1.1 影響螺紋鋼質量的因素

鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，在建筑學上簡稱“螺紋鋼”，它是城市橋梁、房屋、商業(yè)樓等建筑行業(yè)的重要骨架鋼筋。因此，保證螺紋鋼的質量非常重要，它關系到建筑工程的質量。根據(jù)相關研究發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼質量出現(xiàn)問題主要是其化學成分與雜質。下面進行舉例分析：

1.1.1 螺紋鋼脆斷現(xiàn)象

2011年，我國某公司建筑使用的螺紋鋼，牌號為HBV336，工作人員在對該批次螺紋鋼進行質量檢測發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼75%出現(xiàn)容易脆斷現(xiàn)象。該建筑企業(yè)立即停止建筑，并對螺紋鋼出現(xiàn)質量的原因進行分析，其中包括對螺紋鋼冷彎斷裂的分析、拉伸結果對比分析（見表1）；雜質分析結果分析（見表2）以及化學成分分析（見表3）。

從上述結果可以看出，螺紋鋼的成分正常，沒有出現(xiàn)明顯的偏析現(xiàn)象。本次試驗結果與初始結果比較發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼的屈服強度、抗拉強度有所下降，但并非鋼筋斷裂的主要原因。另外，技術人員還對螺紋鋼的主要雜質進行了分析，螺紋鋼的主要雜質包括：Na、Ca、Si等硅酸類物質，還含有部分硫化物和氧化物雜質。由此可以推斷出，螺紋鋼出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象的主要原因有兩種：核心原因，鋼材當中非金屬雜質含量較高，導致鋼材的純度不高，容易產(chǎn)生脆斷現(xiàn)象；工作人員在對鋼筋的使用不恰當、彎心過小，從而導致鋼材質斷裂。

1.1.2 螺紋鋼坯斷裂現(xiàn)象

螺紋鋼除了容易發(fā)生脆斷之外，還會發(fā)生坯斷裂現(xiàn)象。下文進行實例分析：

2011年5月，我國某公司生產(chǎn)的螺紋鋼，鋼坯的尺寸為150mm×150mm×5500mm，從建筑現(xiàn)場上看，坯裂現(xiàn)象主要表現(xiàn)為鋼坯端面組織出現(xiàn)明顯的疏松現(xiàn)象。專業(yè)人員對螺紋鋼坯斷面進行低倍分析，結果如下：

鋼坯斷裂為脆性斷裂，在斷面上存在明顯的顆粒雜質，從而影響了鋼坯的質量；經(jīng)過低倍分析之后發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼坯內部組織質量較差，從而影響鋼坯的整體質量。由此可見，由于螺紋鋼中的雜質較多，導致鋼坯較為脆弱，當受到外力作用時，鋼坯內的裂紋和雜質將會進一步加劇，從而形成斷裂的突破口，久而久之便會發(fā)生鋼坯斷裂。

1.2 影響角鋼的質量因素

角鋼屬于碳素結構鋼，是一種簡單的斷面型鋼材，用于房梁、橋梁、輸電塔、起重運輸機械、船舶等建筑當中，因此對建筑的影響非常重要。角鋼在使用的過程中要求有較好的可焊性、塑性變形性能及機械強度。例如某鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)公司采取Ф650mm×1/Ф630mm×3兩種形式對角鋼進行生產(chǎn)，然而該公司由于設備能力不足，在生產(chǎn)高強角鋼的過程中容易出現(xiàn)軋制壓縮比例過小的問題，角鋼的性能和質量無法保證。此外，由于角鋼的厚度不一，對鋼料的控制比較困難，最終導致軋制的精準度不確定。這樣的質量問題容易影響到建筑的安全性。

又例如，某公司在生產(chǎn)角鋼時，由于角鋼澆鑄工藝較為落后，沒有采用結晶器為稀土鋁絲、中間包液位也沒有得到保證，對鑄坯拉速被動也沒有控制在0.1m/30s以內，拉速過快導致鋼鐵中氧含量以及晶粒過多，導致高強角鋼的強度變低，影響角鋼的質量。

1.3 影響窄帶鋼質量的因素

窄帶鋼是基于寬度小于600mm的熱軋窄帶鋼發(fā)展而來的，窄帶鋼主要以卷狀供應。主要應用于焊管、金屬構件等方面。由于窄帶鋼主要使用熱連軋法進行生產(chǎn)，因此其邊部形狀較為圓滑，并沒有出現(xiàn)毛刺等缺陷，從而確保性能。正因為具有方便性，因而更加適用于設備較為簡單的小型企業(yè)。

1.3.1軋件翹頭

1.3.1.1 下壓力不科學

半連軋機主要采用下壓力進行軋制，因此在進行工作的過程中，要注意下壓力配置得當，配置不當會容易造成翹頭現(xiàn)象。

1.3.1.2 壓下量不合理

當軋機壓下量不足時，容易導致帶鋼翹頭現(xiàn)象。另外，由于下輥的速度較大，也容易會引起帶鋼翹頭。

1.3.1.3 軋制溫度不均勻

在對同一帶鋼的軋制過程中，隨著帶鋼表面的溫度不斷下降，立軋機的壓力不斷增加，導致帶鋼寬度不斷增大，最終出現(xiàn)帶鋼頭小尾大的情況。

1.3.2 鋼材料的質量問題

1.3.2.1 鋼質不良

比如帶鋼中容易出現(xiàn)一些非金屬類雜質和氣泡。當雜質和氣泡過多時，會容易造成帶鋼彎裂。舉個例子，某公司生產(chǎn)的窄帶鋼出現(xiàn)彎裂現(xiàn)象。經(jīng)過調查研究發(fā)現(xiàn)，窄帶鋼出現(xiàn)彎裂現(xiàn)象的主要原因為：鋼中存在過多的C類雜質，硅酸鹽雜質在進行橫向冷彎的過程中，裂紋受到干擾，并不斷擴展，最終導致彎裂。該公司對窄帶鋼雜質進行檢驗，并與冷彎情況進行了一系列對比，詳細如表4所顯示。

1.3.2.2 窄帶鋼的強度不達標

在進行窄帶鋼生產(chǎn)時，企業(yè)的煤爐質量并不達標，導致了帶鋼的抗拉強度和屈服強度不合格。在進行生產(chǎn)的過程中，操作人員對軋制工藝、煉鋼環(huán)節(jié)等方面的技術規(guī)程執(zhí)行不夠嚴格，也會導致窄帶鋼的強度較低，并容易出現(xiàn)質量問題。

2 建筑鋼材檢測技術探討

2.1 鋼鐵質量的檢測原理

漏磁無損檢測主要是通過檢測被磁化的鋼鐵材料，并以此判斷裂紋缺陷的大小和深度。當鋼鐵材料內部出現(xiàn)裂紋，在裂紋處磁阻便會有所增大，會有少部分的磁力線穿過裂紋，大部分繞過裂痕出，并在周圍形成漏磁場。由此可見，漏磁檢測主要是依賴于電磁能量與鋼鐵之間的作用，從而實現(xiàn)對鋼鐵裂紋的檢測。

2.2 漏磁檢測系統(tǒng)的設計

對于鋼鐵的質量檢測，系統(tǒng)的設計非常重要。對于漏磁檢測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要包括了以下幾個方面：計算機、濾波電路、A/D轉換電路、單片機系統(tǒng)等，利用這些硬件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集和處理，并對磁化進行控制，從而獲得鋼鐵質量信息。因此，漏磁檢測系統(tǒng)對于鋼鐵質量的檢測非常重要。關于該系統(tǒng)的工作原理，詳細如圖1所示。

圖1 漏磁無損檢測系統(tǒng)的總體結構

2.3 控制系統(tǒng)設計

漏磁檢測系統(tǒng)的控制主要功能是對信息進行數(shù)據(jù)處理和控制，要增加系統(tǒng)的準確性，技術人員可以選擇E2PROM器件進行信息數(shù)據(jù)處理，該器件具有性價比高、功能繁多的特點。此外，單片機的/WR引腳與X25045的CS相連接，/RD引腳作用于時鐘輸入。

2.4 數(shù)據(jù)系統(tǒng)設計

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠對磁信號進行有效的采集和處理。在該系統(tǒng)當中，通過數(shù)據(jù)采集通道對微弱電信號進行接收，然后進行轉換、放大濾波、數(shù)據(jù)預處理等工作。

該系統(tǒng)將漏磁轉換成模擬電信號進行輸出，然后通過放大器將信號進行放大，放大倍數(shù)主要有轉換器的比值所決定。經(jīng)過轉換之后，模擬電壓信號便會轉換成數(shù)字信號。同時，數(shù)據(jù)可以通過I/O口向單片機進行傳輸。單片機接收到數(shù)據(jù)之后，對數(shù)字進行轉換標度、濾波等預處理，而后再將處理的結果發(fā)送到計算機當中。

3 鋼鐵質量的檢測技術管理

企業(yè)要積極開展貫標工作，對鋼鐵質量、環(huán)境進行有效的檢測，并有效提高員工的技術水平和質量意識，切實將貫標工作做好；在質量檢測的過程中實行模塊化管理。技術人員要根據(jù)檢測的實際需要結合專業(yè)技術模塊，對鋼鐵進行劃分檢測分析。包括：原料化學分析檢測、生鐵化學分析檢測、鋼原料化學分析檢測、鋼產(chǎn)品化學分析檢測、鋼材產(chǎn)品物理性能檢測等多個檢測專業(yè)模塊。工作人員要對每一檢測模塊提供合適的技術力量，并成立技術攻關隊伍。不斷創(chuàng)新管理模式，提高管理水平，全面促進鋼鐵檢測技術的進步。下面對某企業(yè)質檢部門的工作進行實例分析：

某企業(yè)一季度的鋼鐵技術檢測管理工作內容復雜，其中主要包括：

該企業(yè)對原材料檢測技術探討，尤其對鉀、鈉、鉛、鋅的熒光儀分析技術進行了深入探討，確保能夠對鋼鐵原材料質量進行精確分析；制定一系列計劃，力求攻克對煉鋼原料的檢驗工作。對鋼鐵當中的鈣、錳、鍶微量元素進行ICP分析，并對硅鋁鈦合金中的各項元素進行實驗；不斷提高煉鋼化驗技術，并解決了煉鋼化驗過程中AL/ALs的相關問題，目前已成功實現(xiàn)了對鋼鐵材料的冶煉化驗數(shù)據(jù)分析；積極落實特殊合同，對合同中有特殊要求的鋼鐵材料進行分析和實驗工作，從而滿足銷售需求。此外，該企業(yè)不斷完善和優(yōu)化檢驗方案，并對控樣表進行及時更新；與專業(yè)的技術相結合，對鋼鐵質量開展質量攻關工作，并成立各個專業(yè)小組進行課題攻關，并進行階段性的總結以不斷提高檢測水平。

除此之外，該企業(yè)還認真落實對設備的管理工作，管理人員設立相關規(guī)定對檢測設備進行日常的維護工作，確保設備能夠更好地運行。

企業(yè)對鋼鐵的質量檢測非常重視，管理人員著手建立質量檢測小組，對重點課題進行探究。在日常分析檢測工作中，對有關的方法、設備、工藝等方面去深入探究和改進，不斷地進行技術攻關及科技開發(fā)，取得較好效果。

4 結語

通過對建筑鋼鐵質量的影響因素進行分析，可以了解到建筑鋼鐵質量出現(xiàn)的主要問題，已知鋼鐵材料出現(xiàn)質量問題的主要原因包括：雜質多、氣泡多等，這些因素都容易導致鋼鐵材料出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象。要提高鋼鐵材料的質量，企業(yè)生產(chǎn)過程嚴格執(zhí)行工藝紀律和操作規(guī)程，檢驗人員必須嚴格做好把關工作，對鋼材的質量進行有效檢測，其中，擁有好的檢測技術和檢測設備是必須的。同時，企業(yè)的管理人員還必須要建立質量管理制度，對質量檢測技術、質量檢測設備以及質量檢測隊伍進行有效管理，才能夠有效保證材料的質量。

參考文獻

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