建筑用钢节点质量检测与控制
近几年来,大跨度空间管桁架钢结构因其含钢量低、造型独特优美、施工周期短等优点已广泛应用于会展中心、体育场、飞机场等大型民用标志性建筑。铸钢节点由于其避免了多杆件焊接时的较大的残余应力、节点设计自由度大、外形美观,在国内已做为重要节点广泛应用于大跨度空间管桁架钢结构工程中。由于铸钢节点应用于荷载较大、受力复杂的关键部位,其可靠性直接关系到整个结构的安全,十分重要。
建筑用铸钢节点与普通管相贯节点、管板节点相比,具有以下特点:1)可根据实际需要设计结构形式,可塑性强、造型美观。2)铸钢节点一般为实心,仅在接口处局部挖空,即使全为空心,也比钢管或钢板厚。因此承载力高、抗变形能力强。3)铸钢节点常以对接焊缝取代管管相贯焊缝、取消管板组合焊缝,可分散焊缝,减少焊接量,减小焊接应力集中。4)匀质性相对较差。
铸钢节点在国内被广泛推广及运用,为规范铸钢节点的设计、制作、焊接、检验等技术要求,以促进其进一步发展,2008年中国工程建设标准化协会正式发布了《铸钢节点应用技术规程》(CECS235:2008),该规程在总结国内外材料、设计、制作、管理等经验和科研成果的基础上,对建筑用铸钢件的材料和设计指标、设计、构造、加工、焊接、检验与验收等做了规定。
通过对《铸钢节点应用技术规程》的学习,并结合深圳某体育场馆的铸钢节点的驻厂监造及无损检测,对所见铸造中出现的问题及解决,总结了铸钢节点铸造中应注意的质量控制重点,以供参考学习。
铸钢节点铸造流程:图纸、铸造工艺设计书---泡沫、木模型制作---型腔、型芯砂模制作---炼钢---钢水化学成分炉前快速分析---浇铸---保温冷却---清砂---切割浇、冒口---表面清理---目视检查---缺陷修补---表面打磨---无损检测---焊补---热处理---表面清理、打磨---几何尺寸校正---无损检测---焊补---二次热处理(视焊补情况进行)---表面清理、打磨---返修后无损检测---无损终检---精修、喷砂---涂装---合格铸钢件产品待出厂
铸钢节点按照熔炼炉次进行化学成分分析,化学成分分析的试块应在单独铸出的试块上或者铸件多余部位处制取。快速直读光谱成分分析技术能满足铸钢节点的成分控制,为了更准确的控制成分,对碳、硫可再采用常规化学方法分析。化学分析和试件的取样方法按现行国家标准《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T222和《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》GB/T20066的规定执行。
铸钢节点型体相似、壁厚和重量相近且同一冶炼炉次浇铸并在同一炉做相同热处理的作为一力学性能检测批次。力学性能用试块可在浇铸中途单独铸出,亦可从铸件上取样。单铸试块的形状尺寸和试样的切取位置应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352中的相应要求。力学性能试验,每一批量取一个拉伸试样,取三个冲击试样进行试验。拉力试验按现行国家标准《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228的规定执行。冲击试验按现行国家标准《金属夏比缺口冲击试验方法》GB/T229的规定执行。
该工程铸钢厂配备了德国OBLF GS1000火花光电直读光谱仪、德国红外线碳硫分析仪和等先进理化检测设备,作为自检资料对每批次熔炼钢材做力学性能、化学成分分析,另由监理见证取样、送样至有国家实验室认证的第三方检测单位检测力学性能、化学成分,出具第三方检测报告。