公共工程施工品质管理作业实课件

1、公共工程施工品質管理作業實 務教育訓練 銲接相關工程品質與安全中華民國銲接協會訓練委員會主任委員古錦松中山大學講師內容綱要前言電弧銲接一般結構用鋼之銲接銲接缺陷銲接程序書銲接施工工期的掌握銲件的非破壞檢測一. 前 言一般的混凝土抗壓強度都不會超過五千磅(5000 psi), 其抗拉強度僅為抗壓強度的1/8 1/10, 而鋼鐵的抗拉強度極少低於五萬磅(50,000 psi) ,鋼鐵的抗拉強度為混凝土抗拉強度的100 倍以上, 因此在工程設計上認為結構上的拉伸應力完全由鋼鐵材料承受。任何商品化之鋼板、型鋼、鋼管等結構用金屬材料皆可以找到適當的銲接方法進行銲接接合 。銲接是金屬接合最經濟有效的方法。

2、結構物對銲接件的要求結構強度的要求: 結構在使用上必須安全可靠，必須能承受預期或甚至非預期 的各類負荷，因此，在強度、剛性、穩定性等必須加以考量 使用性的要求:設計出之銲接結構必須在其使用性上滿足使用的功能 施工性的要求: 包括了銲前的預施工、銲接施工製程的可行性、銲接過程的構造性以及可施工性，銲後熱處理或不須熱處理的可行性。 檢驗的要求: 銲道的品質往往需要利用非破壞檢測的方式進行檢測，以証其品質能符合規範之要求。 1995年1月7日，日本阪神大地震造成結構物大量倒塌，使人員生命、財產蒙受重大損失，據調查顯示，造成剛結構物倒塌的原因有大部分是源自於銲接缺陷所致。 由於銲接缺陷之生成有大部分與

3、銲接施工程序有關，因此銲接前應建立標準銲接程序，以供 現場施工之參考，藉以降低銲接缺陷發生的機會。願望是靠自己的努力才能實現不是別人能給的南投有一棟日據時代建築，經歷921大地震，僅極少數屋瓦掉落，建築結構完好無損考察發現該建築上每一磚、一瓦、一木料上，都有廠商及施工單位的印記，以示負責。許自己一個寫歷史的願望電弧銲接方法遮蔽金屬電弧銲接(shield metal arc welding SMAW)。惰氣鎢極電弧銲接法(inert gas tungsten arc welding GTAW，俗稱 TIG)。惰氣金屬極電弧銲接法(inert gas metal arc welding GMAW，

4、俗稱 MIG)。活氣金屬極電弧銲接法(active gas metal arc welding GMAW，俗稱 MAG)。包藥銲線電弧銲接法(flux cored arc welding FCAW) 。潛弧銲接法(submerged arc welding SAW) 。 遮蔽金屬電弧銲接(shield metal arc welding SMAW俗稱手銲)手銲條編號惰氣鎢極電弧銲接法 (inert gas tungsten arc welding GTAW，俗稱 TIG)惰氣金屬極電弧銲接法(inert gas metal arc welding GMAW，俗稱 MIG)包藥銲線電弧銲接法(f

5、lux cored arc welding FCAW)結構用鋼及其銲接一般結構用鋼之合金成份主要是碳其製造時冷卻至室溫之可能金相組織包括: 肥粒鐵、 雪明碳鐵、波來鐵、 變韌鐵與麻田散鐵。経電弧銲接之熔化及凝固過程, 其結晶組織與原來母材大不相同, 依溫度分布銲道組織可分為熔融區及熱影響區(HAZ), HAZ又可細分為熔融線、 粗晶區、再結晶區、 部分變態區、球化區與母材。銲道及HAZ溫度分佈圖一般構造用鋼之銲接性一般構造用鋼是指含碳量約為0.15%之低碳鋼, 屬非硬化性之鋼材, 具有及優良之銲接性, 銲材的選擇並不困難 此類鋼材的銲接時可能之問題是冷裂與層狀撕裂 為避免冷裂, 厚度較大的工件

6、適當的預熱是需要的 銲接缺陷以下介紹銲接缺陷之成因及其防治對策，以供從事銲接工作之相關人員參考，希望對銲接品質之提升能有些助益。銲接缺陷之分類嚴重 輕微 裂紋 孔洞 夾渣 熔透不足 外觀不良 其他(弧擊,濺珠)銲道裂縫示意圖熱裂冷裂再熱裂紋(好發於銲後熱處理HAZ粗晶區)氣孔夾渣熔透不良銲蝕(undercut)搭疊(overlap)濺珠銲接缺陷的成因一技術性方法不良二操作性操作不當銲接缺陷的防制對策一建立銲接程序書(WPS) (Welding Procedure Specification) 銲接工作人員的依據，可確保銲接品質 的一致性二採用合格的銲接作業人員 (落實證照制度)銲接程序書(載明

7、項目與參數)1.母材規格 (或作熱處理狀態)2.銲材規格 (分類、型號、成份及儲存方式)3.銲接方法 (手銲、MIG、MAG、TIG、SAW)4.電流型式使用範圍 (AC、DCEP、DCEN)5.電弧電壓範圍及銲速6. 接頭形狀設計、容許誤差及熔填方式7. 接頭製作及銲接面的清潔方式8. 假銲 (組裝定位的相關規定)9. 銲接姿勢10.預熱與層溫控制11.後熱處理銲接基本符號標示銲接接頭基本形式尺寸標示開槽標示銲接姿勢A.平銲, B.橫銲, C.仰銲, D.立銲, E.立銲, 銲接程序書檢定依銲接程序書所訂的各項參數進行試板實際銲接作業與試驗，以確認銲接結果可以符合規定，作為日後施工的依據受檢

8、試片須能提供強度、延性及韌性等資訊，試板銲接時的參數必須確實記錄，以確保試驗結果的正確性 (製作PQR銲接程序檢定報告 )銲接程序書的建立 與 採用合格作業人員 施銲前的準備詳讀合約文件包括藍圖、規範說明、銲接程序規範書、銲接程序資格檢定記錄、銲接人員資格檢定書等裝備檢視：銲接用各項機具及週邊安全衛生裝置。銲接材料準備：銲接工件(母材)、填料(銲條等) 之正確搭配與否； 接頭的準備：定位假銲及銲前清理、預熱等。輔助裝置：機治具之設定銲接施工技術的掌握銲接方法與程序銲材的保存 (需乾燥或預熱的銲材要特別注意)設備的穩定操作層間溫度的保持每一道銲後表面檢視背剷時檢視剷後之表面決定是否進行施銲中的檢

9、測 銲接施工工期的掌握銲接工期通常於工程合約、組合及安裝進度計劃中已設定，或尚未確定。(若尚未確定則依可以投入設備、人力及工件數，估算所需工時進而推算工期計劃)銲接工期： i.銲接(設備、人力、物件) ii.檢驗(等待、檢驗實施、判定時間) iii.修改(搬運、剷修、施銲、整修) 銲接工時工期的管制施工前：總進度與分項進度的製作。施工中：工時、產能、日報及報導的收集 與統計。計劃進度及工時與實際 進度及工時比對，隨時追蹤、檢 討與示警。施工後：各項銲接作業產能數據之建立。 修正與增列作業標準。銲接程序檢定 只是確認銲接方法的可行。銲接作業人員技能檢驗 只是使銲接作業人員具備施銲的資格 但並非保

10、證工作品質。銲件的品質需取決於 銲接完成後的檢驗。瑕疵材料上不連續缺陷將危害物件使用特性之瑕疵顯示檢測方法對瑕疵呈現反應接受標準決定瑕疵將危害勿間或 材料使用的界線銲件的非破壞檢測為品保把關(NDT、NDE、NDI)一般NDT法則中之接受標準 a. 檢測方法 b. 靈敏度 c. 瑕疵種類 d. 形狀大小 e. 分布及數量 檢測方法目測 VT (Visual Test)液滲 PT (Penetrant Test)磁粉 MT (Magnetic Particle Test)射線 RT (Radiographic Test)超音波 UT (Ultrasonic Test)渦電流 ET (Eddy c

11、urrent Test) 音洩 AET (Acoustic Emission Test)洩漏 LT (Leak Test)耐壓 PRT (Pressure Resistance Test)NDT各種方法比較RT、UT、PT、MT、ET、VT之優點、缺點、使用器材、應用範圍優點缺點所需器材應用範圍可用於任何 金屬、器材可用時檢驗 內部及表面 瑕疵底片可作永 久良好紀錄容易研判瑕 疵種類.型式射線不需 任何電源射線對人體 有害易受物件形 狀尺寸或瑕 疵方向限制 不易檢測物件二面均 要能接觸儀器設備較 昂貴笨重X射線需電 源射線會衰 弱X 射線：a.X光機b.電源c.底片、底片套、增感屏、像質計、沖

12、片設備、判片燈安全防護設備等伽瑪射線a.伽瑪射線源及屏體b.遙控設備c.其餘同x射線電子業、金屬業、機械業、化工業、航空、船艦、核能、兵器等各業。尤以銲接瑕疵、物件內部狀況等之鑑定，應用最廣。(瑕疵如：裂縫C、殘渣S、氣孔P、熔合不良IF、滲透不足IP等)RT優點缺點所需器材應用範圍1.穿透力高，可檢測厚物件2對人體無害3可立即判斷4電源利用蓄電池即可5.可檢出瑕疵位置、長度及深度6.只接觸單面即可檢驗1.不適於粗糙、結晶顆粒粗大物件2.不是於薄件小件或試件表面瑕疵3.需用參考標準塊規及耦合劑等4.需要淵博技術經驗5.通常不留永久紀錄 1.超音波檢測(含電池或接電線2.探頭(換能器)3.耦合劑

13、4.參考標準塊規鍛件、板件、銲件、貼合件等內部狀況之檢測、厚度之量策。(瑕疵如：夾層、貼合不良、裂縫C、殘渣S、氣孔P、熔合不良IF、滲透不足IP等)UT優點缺點所需器材應用範圍1.可用於多數材料2.操作及研判簡單3.不需特別儀器4.不需任何電源1.只能檢測表面開口瑕疵2.適用溫度限制3.必須通風良好4.不適於疏孔性材料5.較費時6.表面狀況影響結果甚巨7.環保因素某些材料將禁用1.滲透劑(染色型或螢光型)2.顯像劑3.清洗液4.若採螢光劑則需黑光燈物件表面開口之瑕疵檢驗PT優點缺點所需器材應用範圍1.操作簡單迅速2.適用溫度範圍較廣3.善後清理容易1.只能檢測鐵磁材料2.只能檢測表面或次表面瑕疵3.大多需要電源4.有些物件檢測後需要退磁1.縱向磁化：線圈、磁軛2.周向磁化：頭射、磁棒、通電經過物件3.電源(永久磁鐵例外)4.磁粒(乾式或濕式)5.有時需要特殊裝備或黑光燈大部分在表面或次表面的瑕疵，主要是裂縫等。與磁力線垂直的瑕疵較易檢出MT優點缺點所需器材應用範圍1.可測出很小尺寸與瑕疵2.線圈探頭可不必接觸試件3.適用於高溫、高壓輻射區，形狀不規則之試件4.較適合自動化與大量檢測1.試件厚度受限制，通常在5mm