關(guān)于建筑鋼材質(zhì)量影響因素與檢測技術(shù)探討

門生會

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 張家口 075100）

關(guān)于建筑鋼材質(zhì)量影響因素與檢測技術(shù)探討

門生會

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 張家口 075100）

從一些工程項目中反映出我國的建筑鋼材存在著各種質(zhì)量問題，如何提升鋼鐵質(zhì)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(zhì)量的影響因素進行分析，并對鋼材質(zhì)量的技術(shù)探討提出幾點建議。

建筑鋼材；質(zhì)量；檢測技術(shù)；探討

1 影響鋼鐵質(zhì)量的因素

關(guān)于影響鋼鐵質(zhì)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(zhì)量的因素

鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋，在建筑學(xué)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(zhì)量非常重要，它關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼質(zhì)量出現(xiàn)問題主要是其化學(xué)成分與雜質(zhì)。下面進行舉例分析：

1.1.1 螺紋鋼脆斷現(xiàn)象

表1 螺紋鋼拉伸結(jié)果對比分析

表2 雜質(zhì)分析結(jié)果

表3 化學(xué)成分分

從上述結(jié)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(jié)果與初始結(jié)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(shù)人員還對螺紋鋼的主要雜質(zhì)進行了分析，螺紋鋼的主要雜質(zhì)包括：Na、Ca、Si等硅酸類物質(zhì)，還含有部分硫化物和氧化物雜質(zhì)。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(dāng)中非金屬雜質(zhì)含量較高，導(dǎo)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(dāng)、彎心過小，從而導(dǎo)致鋼材質(zhì)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(jié)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(zhì)，從而影響了鋼坯的質(zhì)量；經(jīng)過低倍分析之后發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼坯內(nèi)部組織質(zhì)量較差，從而影響鋼坯的整體質(zhì)量。由此可見，由于螺紋鋼中的雜質(zhì)較多，導(dǎo)致鋼坯較為脆弱，當(dāng)受到外力作用時，鋼坯內(nèi)的裂紋和雜質(zhì)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(zhì)量因素

角鋼屬于碳素結(jié)構(gòu)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(dāng)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(shè)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(zhì)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(dǎo)致軋制的精準(zhǔn)度不確定。這樣的質(zhì)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(jié)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(nèi)，拉速過快導(dǎo)致鋼鐵中氧含量以及晶粒過多，導(dǎo)致高強角鋼的強度變低，影響角鋼的質(zhì)量。

進一步分析上述兩種采訪模式，從本質(zhì)上仍然存在以下問題：（1）高校圖書的最大需求群體為學(xué)生讀者（包括研究生、本科生等），但目前學(xué)生對圖書的采訪工作參與甚少；（2）圖書采訪工作中雖有教師參與，但不同學(xué)科由于學(xué)科特點對圖書的借閱需求并不一致，不能對所有學(xué)科采用統(tǒng)一的采訪工作參與標(biāo)準(zhǔn)；（3）不同的讀者類型和學(xué)科隨著時間的變化對圖書的借閱需求同樣是處于變化狀態(tài)的，因此采訪模式的制定在時間維度上，針對不同讀者群體或不同學(xué)科也應(yīng)該是動態(tài)變化的；（4）圖書流通借閱數(shù)據(jù)是最能恰當(dāng)反映讀者真正需求的材料，但當(dāng)前使用數(shù)據(jù)挖掘其內(nèi)容有效優(yōu)化采訪工作的案例較少。

1.3 影響窄帶鋼質(zhì)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(yīng)。主要應(yīng)用于焊管、金屬構(gòu)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(shè)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(xué)

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(dāng)，配置不當(dāng)會容易造成翹頭現(xiàn)象。

1.3.1.2 壓下量不合理

當(dāng)軋機壓下量不足時，容易導(dǎo)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(dǎo)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(zhì)量問題

1.3.2.1 鋼質(zhì)不良

比如帶鋼中容易出現(xiàn)一些非金屬類雜質(zhì)和氣泡。當(dāng)雜質(zhì)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(diào)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(zhì)，硅酸鹽雜質(zhì)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(dǎo)致彎裂。該公司對窄帶鋼雜質(zhì)進行檢驗，并與冷彎情況進行了一系列對比，詳細(xì)如表4所顯示。

表4 雜質(zhì)與冷彎情況對比表

1.3.2.2 窄帶鋼的強度不達標(biāo)

在進行窄帶鋼生產(chǎn)時，企業(yè)的煤爐質(zhì)量并不達標(biāo)，導(dǎo)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(shù)規(guī)程執(zhí)行不夠嚴(yán)格，也會導(dǎo)致窄帶鋼的強度較低，并容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2 建筑鋼材檢測技術(shù)探討

2.1 鋼鐵質(zhì)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(dāng)鋼鐵材料內(nèi)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(shè)計

對于鋼鐵的質(zhì)量檢測，系統(tǒng)的設(shè)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(zhuǎn)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(zhì)量信息。因此，漏磁檢測系統(tǒng)對于鋼鐵質(zhì)量的檢測非常重要。關(guān)于該系統(tǒng)的工作原理，詳細(xì)如圖1所示。

圖1 漏磁無損檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

2.3 控制系統(tǒng)設(shè)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(zhǔn)確性，技術(shù)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(shè)計

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)Υ判盘栠M行有效的采集和處理。在該系統(tǒng)當(dāng)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(zhuǎn)換、放大濾波、數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。

該系統(tǒng)將漏磁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的比值所決定。經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后，模擬電壓信號便會轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換標(biāo)度、濾波等預(yù)處理，而后再將處理的結(jié)果發(fā)送到計算機當(dāng)中。

3 鋼鐵質(zhì)量的檢測技術(shù)管理

企業(yè)要積極開展貫標(biāo)工作，對鋼鐵質(zhì)量、環(huán)境進行有效的檢測，并有效提高員工的技術(shù)水平和質(zhì)量意識，切實將貫標(biāo)工作做好；在質(zhì)量檢測的過程中實行模塊化管理。技術(shù)人員要根據(jù)檢測的實際需要結(jié)合專業(yè)技術(shù)模塊，對鋼鐵進行劃分檢測分析。包括：原料化學(xué)分析檢測、生鐵化學(xué)分析檢測、鋼原料化學(xué)分析檢測、鋼產(chǎn)品化學(xué)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(shù)力量，并成立技術(shù)攻關(guān)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(shù)的進步。下面對某企業(yè)質(zhì)檢部門的工作進行實例分析：

某企業(yè)一季度的鋼鐵技術(shù)檢測管理工作內(nèi)容復(fù)雜，其中主要包括：

該企業(yè)對原材料檢測技術(shù)探討，尤其對鉀、鈉、鉛、鋅的熒光儀分析技術(shù)進行了深入探討，確保能夠?qū)︿撹F原材料質(zhì)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(dāng)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(shù)，并解決了煉鋼化驗過程中AL/ALs的相關(guān)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(shù)相結(jié)合，對鋼鐵質(zhì)量開展質(zhì)量攻關(guān)工作，并成立各個專業(yè)小組進行課題攻關(guān)，并進行階段性的總結(jié)以不斷提高檢測水平。

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

企業(yè)對鋼鐵的質(zhì)量檢測非常重視，管理人員著手建立質(zhì)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(guān)的方法、設(shè)備、工藝等方面去深入探究和改進，不斷地進行技術(shù)攻關(guān)及科技開發(fā)，取得較好效果。

4 結(jié)語

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

[1]金煥霞.角鋼塔材鍍鋅層檢測及其質(zhì)量控制系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012，02（01）.

[2]張玨遂.螺紋鋼質(zhì)量影響因素分析及改進研究[J].金屬材料與冶金工程，2010，38（04）.

[3]王念新, 梁粉玲.熱軋窄帶鋼常見質(zhì)量問題及預(yù)防措施[J].科技視界，2012，08（24）.

[4]吳功軍, 韓建慶，等.大型鐵塔角鋼質(zhì)量改進措施[J].河北冶金，2011，01（02）.

TU511.3

A

1671-3362（2013）07-0048-02