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铸钢节点质量检测与控制:铸钢节点受弯曲应力的支配,其高应力的部位都在外表面和近表面,而不是在材料厚度的中间部位。因此,检验中除了铸钢件的材料应符合规范要求外,对表面和近表面的缺陷应特别注意。
1、审查铸造工艺、了解生产过程重要铸件检验前应熟悉所检产品的铸造工艺、审查熔炼浇注记录、热处理记录、缺陷修复记录等影响铸钢件质量的重要工艺文件和过程控制记录,了解所检产品生产过程中的控制情况,如果生产过程中控制不当,铸件就会产生严重缺陷。熟悉所检产品的铸造工艺,可以此关注所检产品易出现铸造缺陷的部位。
2、外观质量目视和磁粉探伤检测中,按现行国家标准《铸钢件磁粉检测》GB/T9444-2007规定执行,对容易产生铸造缺陷的部位我们要重点关注。根据检测中的体会,铸钢节点重点关注的部位有:所有圆弧部位、浇冒口根部、铸造工艺拉筋处、夹渣夹砂部位、有气割和碳弧气刨痕迹处、焊补修复处、使用中有可能承受高应力部位等。高应力区域应作目视和磁粉探伤检查,夹砂和裂纹性缺陷不允许存在。影响产品使用性能的其他缺陷(如密集型气孔、夹渣、缩孔、冷隔等)也不允许存在。磁粉探伤时应仔细观察,不能放过可疑的磁痕。有些缺陷隐藏在皮下,若不经反复磁化仔细察看磁痕是不易被发现的。特别是在检验中磁粉探伤环节非常重要。
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3、内部质量超声波检测按现行国家标准《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》GB/T7233-87规定执行。该标准将被探铸钢节点厚度分为三层,即外表层、内表层、中间层内、外表层厚度分别为30mm,或者厚度的1/3,二者之中取小值。铸钢件验收质量等级:管口的焊接坡口周围150㎜区域,以及耳板上销轴连接四周150㎜区域用φ3当量灵敏度,不得低于2级;铸钢节点本体的其他部位用φ3当量灵敏度,不得低于3级;外层和内层均不允许有裂纹类型缺陷存在。工件表面和底面应符合超声波探伤要求。若内层为铸钢件结构中某些厚大部位,这些部位本可设计为空心部位(如减轻孔等),但为了满足铸造结构和铸造工艺的需要而设计为实心部位存在的缺陷,只要不影响使用,建议这些部位的超声波探伤验收级别可放宽一些,甚至可以不作超声波探伤要求。超声波探伤中若出现无低波或者低波衰减严重而被确定为晶粒粗大,允许重新热处理,重新热处理后超声波探伤情况依然则判为不合格。由于纵波直探头存在局限性,因此对于探测铸钢件近表层一定深度范围的缺陷应采用双晶探头检查。
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4、缺陷的修复建筑用铸钢节点与一般铸钢件不同,其含碳量较低焊接性能较好,有缺陷的部位允许焊补。焊补过程的控制主要与铸件材料的碳当量、焊补区域面积、缺口深度、使用的焊条等有关,更重要是与生产企业的修复能力有关。对于铸钢件缺陷修复质量的检测控制,应从以下几个方面着手:
1)铸钢件生产企业应进行铸钢件缺陷修复工艺认可。此项工艺认可应作为对铸钢件生产企业进行工厂认可和对其生产的铸件开展检测工作的必要条件之一,否则应视为企业能力不足。原因如上所述,铸钢件不可避免地存在或多或少的一些铸造缺陷,如果铸钢件缺陷修复质量不能保证,应视为铸钢件质量不能保证。
2)铸钢节点刚性大,返修会使局部应力增加,返修还可能降低调质态铸钢的强度,因此应采取切实有效措施降低返修率,避免二次以上返修。将缺陷分为轻微缺陷和严重缺陷,严重缺陷修补及超过二次以上的返修修补应有相应的修复工艺报监理、设计审核批准。
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3)重要部位焊补过程控制,对其重要环节应进行见证。如①坡口质量:缺陷一定要清除干净,表面呈金属光泽,坡口尺寸便于焊补。②预热:使用气体火焰时,火焰不得集中,应由外围向焊补中心区域均匀加热,预热面积应不小于焊补区域面积的两倍。预热区内温度梯度应平缓,以避免局部急剧加热而产生裂纹。③层间温度和层间焊补质量。特别是采用C02气体保护焊,既要防止连续焊补层间温度过高,又要防止电流过大产生裂纹。检验中曾经发现C02气体保护焊焊补过程中因电流过大,收弧时焊缝产生发丝状裂纹。
4)修复后的铸件再次探伤检测和热处理:轻微缺陷可在修复冷却24小时后再次进行磁粉、超声波探伤检查;严重缺陷应在修复保温冷却48小时后再次进行磁粉、超声波探伤检查,合格后还应进行消除应力回火或者完全退火(视缺陷的严重程度)。建筑用铸钢件热处理后是否还应进行超声波探伤,应视其焊补过程控制和焊后热处理状态而定。
近年来,钢结构技术得到突飞猛进的发展。铸钢节点在国内重点工程中应用前景更加广阔,大跨度焊接结构用铸钢节点愈来愈受到人们的重视。虽然在应用中存在这样那样的问题,但我们相信,随着对铸钢节点研究的深入,这些问题必然会逐步得到解决,大跨度焊接结构用铸钢件的理论及应用技术将日益完善。
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