钢结构工程质量通病分析与预防培训资料PPT学习教案

1、会计学1钢结构工程质量通病分析与预防培训资钢结构工程质量通病分析与预防培训资料料第一章钢结构工程简述第一章钢结构工程简述 一、目前钢结构的发展情况一、目前钢结构的发展情况 二、钢结构的特点二、钢结构的特点 1.1.优点优点 材料的强度高，塑性、韧性好材料的强度高，塑性、韧性好 材质均匀，和力学计算的假定比较符合材质均匀，和力学计算的假定比较符合 整体性好，抗震能力强整体性好，抗震能力强 工程材料总量小，节约原材料工程材料总量小，节约原材料 结构自身荷载小，结构有效面积大结构自身荷载小，结构有效面积大 施工进度快（可以工厂预制，现场拼装）施工进度快（可以工厂预制，现场拼装）第1页/共71页 2.

2、 弱点弱点防火性能差，耐热但不耐火，必须采取防火措施）防火性能差，耐热但不耐火，必须采取防火措施） 防腐蚀性能差，因此维护费用比较高防腐蚀性能差，因此维护费用比较高 施工技术水平要求高，特别是焊接技术要求施工技术水平要求高，特别是焊接技术要求 高，质量控制难度大。高，质量控制难度大。 三、钢结构的应用范围三、钢结构的应用范围 大跨度结构（桥梁、大跨度网架结构）大跨度结构（桥梁、大跨度网架结构） 工业厂房结构工业厂房结构 高耸结构（桅塔结构）高耸结构（桅塔结构） 高层建筑高层建筑 受动力荷载影响的结构受动力荷载影响的结构 石油化工的设备管道工程石油化工的设备管道工程 可拆卸的结构可拆卸的结构第2

3、页/共71页薄板的厚度（mm)2-55-99-1212允许厚度差（mm)1234第3页/共71页第4页/共71页第5页/共71页第6页/共71页第7页/共71页第8页/共71页第9页/共71页第10页/共71页第11页/共71页第12页/共71页第13页/共71页第14页/共71页第15页/共71页 （3）焊缝金属扩散氢焊缝金属扩散氢 焊缝熔敷金属扩散氢是产生延迟裂纹的重要因素之焊缝熔敷金属扩散氢是产生延迟裂纹的重要因素之一，并且具有延迟的特征。通常把由氢引起的延迟裂纹一，并且具有延迟的特征。通常把由氢引起的延迟裂纹称为称为“氢致裂纹氢致裂纹”。 氢所引发的裂纹，从潜伏、萌生、扩展、聚集、产氢

4、所引发的裂纹，从潜伏、萌生、扩展、聚集、产生应力，以至于开裂是需要一段时间的，即具有延迟特生应力，以至于开裂是需要一段时间的，即具有延迟特征征 ，因此称为延迟裂纹。，因此称为延迟裂纹。 第16页/共71页 （4）焊接工艺对延迟裂纹的影响焊接工艺对延迟裂纹的影响 焊接入热量的影响焊接入热量的影响 入热量，又称线能量，它是单位长度焊接接头所接入热量，又称线能量，它是单位长度焊接接头所接受的热量。受的热量。 其计算式为：其计算式为：= 60IU / V，单位是，单位是J/cm（I-电流电流，U-电压，电压，V-焊接速度（焊接速度（cm/min） 预热温度的影响预热温度的影响 采取预热的方法可以防止冷

5、裂纹。预热的目的就是采取预热的方法可以防止冷裂纹。预热的目的就是减缓焊缝区的冷却速度，从而减少或避免淬火组织，减缓焊缝区的冷却速度，从而减少或避免淬火组织，也有利于氢的逸出。也有利于氢的逸出。 焊后后热焊后后热 多层焊多层焊 多层焊的后一层的焊接，既是对前一层焊接的消氢多层焊的后一层的焊接，既是对前一层焊接的消氢，又能改善前层焊道的脆硬组织。，又能改善前层焊道的脆硬组织。第17页/共71页第18页/共71页 5.防止延迟裂纹的预防措施（技术措施）防止延迟裂纹的预防措施（技术措施） 对于钢结构的制造或安装单位来说，主要控制的对于钢结构的制造或安装单位来说，主要控制的是：控制母材的化学成分；最大幅

6、度地降低氢的是：控制母材的化学成分；最大幅度地降低氢的来源和影响；制定并严格实施焊接工艺措施。来源和影响；制定并严格实施焊接工艺措施。 （1）控制母材的化学成分控制母材的化学成分 （2）严格控制氢的来源严格控制氢的来源采用低氢或超低氢焊接材料采用低氢或超低氢焊接材料严格焊材的烘干严格焊材的烘干严格焊条的使用管理严格焊条的使用管理工件表面要洁净工件表面要洁净焊接环境控制焊接环境控制第19页/共71页 （3）制定并严格实施工艺措施制定并严格实施工艺措施 通过焊接工艺评定确定最佳的焊接工艺通过焊接工艺评定确定最佳的焊接工艺 确定合适的预热、后热温度或热处理措施确定合适的预热、后热温度或热处理措施 合

7、理设计焊接顺序合理设计焊接顺序 其他工艺措施其他工艺措施 控制层间温度控制层间温度 选择低匹配焊条选择低匹配焊条 选用奥氏体焊条选用奥氏体焊条 采用多层焊采用多层焊 第20页/共71页三、脆性断裂（突发性脆性断裂）三、脆性断裂（突发性脆性断裂）（一）关于脆性断裂（一）关于脆性断裂 大型结构、设备吊装施工中经常发生的大型结构、设备吊装施工中经常发生的, ,在焊接在焊接接头热影响区于低应力状态下所发生的几乎无明显塑接头热影响区于低应力状态下所发生的几乎无明显塑性变形的断裂性变形的断裂。这种断裂这种断裂, ,几乎没有裂纹扩展的时间几乎没有裂纹扩展的时间, ,其特点是突然发生其特点是突然发生, ,断口

8、呈整齐的切割面状。断口呈整齐的切割面状。（二）脆断事故例（二）脆断事故例第21页/共71页第22页/共71页 （四）施工生产实际中原因的分析（四）施工生产实际中原因的分析: 从国内近几年发生的大型设备吊装事故导从国内近几年发生的大型设备吊装事故导致重大安全事故的实际来看致重大安全事故的实际来看,其脆断的部位均其脆断的部位均是在焊接吊耳的热影响区位置。是在焊接吊耳的热影响区位置。 发生这类问题的原因分析发生这类问题的原因分析: (1)短焊缝的连续焊接，致使热影响区的温短焊缝的连续焊接，致使热影响区的温度过高度过高 （2）随着普通低合金钢级别的提高，热影）随着普通低合金钢级别的提高，热影响区的脆硬

9、性倾向也随着增大。响区的脆硬性倾向也随着增大。第23页/共71页（五）防止脆断的预防措施防止脆断的预防措施-技术措施技术措施（1 1）尽量不采用焊接吊耳尽量不采用焊接吊耳 尽量采用卡环尽量采用卡环（2 2）不能采用强度等级高的螺纹钢做吊耳材料不能采用强度等级高的螺纹钢做吊耳材料（3 3）焊接时控制焊接线能量焊接时控制焊接线能量（4 4）控制层间温度控制层间温度（5 5）采取后热缓冷的措施采取后热缓冷的措施第24页/共71页 四、钢结构焊接的质量控制四、钢结构焊接的质量控制（焊接裂纹及脆性断裂的预防措施（焊接裂纹及脆性断裂的预防措施-管理措施）管理措施） 在在ISO9001标准中，将钢结构焊接这

10、类过程视为须确标准中，将钢结构焊接这类过程视为须确认的过程（特殊过程）。认的过程（特殊过程）。 （一）关于须确认过程（特殊过程）的概念（一）关于须确认过程（特殊过程）的概念这类过程包括在以下两种情况：这类过程包括在以下两种情况： 生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视或测量加以验证的过程；或测量加以验证的过程； 在产品使用或服务已交付之后问题才显现的过在产品使用或服务已交付之后问题才显现的过程。程。第25页/共71页（二）对钢结构焊接特殊过程的控制二）对钢结构焊接特殊过程的控制在在1994版版ISO 9001标准中对特殊过程的控制提标准中对特殊过程的控

11、制提出了两个方面要求出了两个方面要求:过程能力预先鉴定和过程参过程能力预先鉴定和过程参数的连续监控数的连续监控;在在2000版该标准中做出了比较抽版该标准中做出了比较抽象的要求象的要求,即过程的确认和再确认即过程的确认和再确认. 1.过程能力预先鉴定过程能力预先鉴定(确认确认)过程能力预先鉴定的对象是过程能力预先鉴定的对象是4M1E,即即:人、机、人、机、料、法、环。这里所言的料、法、环。这里所言的“预先预先”,即是指特殊即是指特殊过程的正式施工之前应做好的工作过程的正式施工之前应做好的工作.第26页/共71页“人人”“人人”即是指操作者及检验、试验者即是指操作者及检验、试验者.“机机”“机机

12、”是指施工及检测设备是指施工及检测设备.对于焊接工程的对于焊接工程的“机机”主要是指焊接设备、烘干设备和无损检测设备主要是指焊接设备、烘干设备和无损检测设备.“料料” “料料”是指材料是指材料. 焊接工程的材料主要是焊接工程的材料主要是:焊接母材焊接母材、焊接材料、焊接材料(焊条、焊丝、焊药焊条、焊丝、焊药).“法法”“法法”是指焊接工艺及操作方法是指焊接工艺及操作方法. . 第27页/共71页 焊接工艺包括了两部分内容焊接工艺包括了两部分内容:焊接工艺评定和焊焊接工艺评定和焊接施工技术方案（措施）接施工技术方案（措施）(1)焊接工艺评定焊接工艺评定 在构件制作和结构安装前进行焊接工艺评定试验

13、。在构件制作和结构安装前进行焊接工艺评定试验。 焊接工艺评定焊接工艺评定是按照所拟定等的工艺是按照所拟定等的工艺( (原则上是根原则上是根据母材的可焊性试验的结果据母材的可焊性试验的结果) )，根据相应的标准，根据相应的标准，所所做的做的焊接试件、并对其进行检验、测试，以判定焊接焊接试件、并对其进行检验、测试，以判定焊接头是否具有要求性能的全部工作。头是否具有要求性能的全部工作。它是制定现场焊接它是制定现场焊接施工技术方案的依据。施工技术方案的依据。 第28页/共71页 在在“建筑钢结构焊接技术规程建筑钢结构焊接技术规程”（JGJ81-2002JGJ81-2002）及及GB50205-2001

14、”钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范“中中均对焊接工艺评定工作做出规定：均对焊接工艺评定工作做出规定： 施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并根据评法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定焊接工艺。定报告确定焊接工艺。第29页/共71页焊接工艺评定指导书（焊接工艺评定指导书（JGJ81-2002）（部分）（部分）预热温度预热温度（C ）层间温度层间温度（C ）后热温度及时间后热温度及时间（C ）（min) 焊后热处理焊后热处理焊焊接接工工艺艺参参数数道道次次焊接焊接方法方

15、法 焊条或焊丝焊条或焊丝焊剂焊剂或保或保护气护气体体保护保护气体气体流量流量（l/min)电电流流(A)电电压压 (V)焊接焊接速度速度（cm/min)热输入热输入（kJ/cm)备注牌号牌号 直径直径（mm)技技术术措措施施焊焊 前前 清清 理理 层层 间间 清清 理理背面清跟背面清跟其他其他 编制编制/日期日期 审核审核/日期日期第30页/共71页第31页/共71页。 （2）焊接施工技术方案）焊接施工技术方案 （3）做好焊接技术交底）做好焊接技术交底 “环环” “ “环环”是指作业是指作业/ /操作环境操作环境. .对于焊接工程的作业对于焊接工程的作业/ /操操作环境要求包括作环境要求包括:

16、 :气候环境和工件环境气候环境和工件环境. . 2. 2.过程参数的连续监控过程参数的连续监控( (再确认再确认) ) 在在 焊接施工过程中焊接施工过程中, ,焊接技术人员或质量员应对焊接技术人员或质量员应对影响焊接质量的五个方面因素进行连续监控。所谓连影响焊接质量的五个方面因素进行连续监控。所谓连续续, ,即是不间断地监控即是不间断地监控. .监控这五个方面因素是否发生监控这五个方面因素是否发生变化。变化。 第32页/共71页过程能力预先鉴定（确认）及过程参数连过程能力预先鉴定（确认）及过程参数连续监控（再确认）记录的示例续监控（再确认）记录的示例 ：过程能力预先鉴定记录过程能力预先鉴定记录

17、过程参数连续监控记录过程参数连续监控记录第33页/共71页第34页/共71页第35页/共71页状的变化。状的变化。第36页/共71页第37页/共71页第38页/共71页第39页/共71页第40页/共71页第41页/共71页第42页/共71页第43页/共71页第44页/共71页第45页/共71页第46页/共71页第47页/共71页是产生气孔是产生气孔的原因。的原因。第48页/共71页第49页/共71页第50页/共71页第51页/共71页第52页/共71页第53页/共71页 1. 地脚螺栓锚固强度不够地脚螺栓锚固强度不够（1 1）通病表现通病表现：对于一次埋设的或在预留孔二次埋设的，：对于一次埋设的或在预留孔二次埋设的，地脚螺栓松动或锚固强度不够地脚螺栓松动或锚固强度不够（2 2）原因分析原因分析： 对地脚螺栓未进行清洁处理对地脚螺栓未进行清洁处理 预留孔洞未清理干净预留孔洞未清理干净 地脚螺栓不符合要求地脚螺栓不符合要求（3）危害性危害性：与混凝土结合不牢固，影响钢结构的固定的：与混凝土结合不牢固，影响钢结构的固定的稳定稳定（4 4）预防