門生會

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 張家口 075100）

關于建筑鋼材質量影響因素與檢測技術探討

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（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量問題，如何提升鋼鐵質量，是鋼材生產企業(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量的影響因素進行分析，并對鋼材質量的技術探討提出幾點建議。

建筑鋼材；質量；檢測技術；探討

1 影響鋼鐵質量的因素

關于影響鋼鐵質量因素較多，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 影響螺紋鋼質量的因素

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

1.1.1 螺紋鋼脆斷現(xiàn)象

表1 螺紋鋼拉伸結果對比分析

表2 雜質分析結果

表3 化學成分分

從上述結果可以看出，螺紋鋼的成分正常，沒有出現(xiàn)明顯的偏析現(xiàn)象。本次試驗結果與初始結果比較發(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，技術人員還對螺紋鋼的主要雜質進行了分析，螺紋鋼的主要雜質包括：Na、Ca、Si等硅酸類物質，還含有部分硫化物和氧化物雜質。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，鋼材當中非金屬雜質含量較高，導致鋼材的純度不高，容易產生脆斷現(xiàn)象；工作人員在對鋼筋的使用不恰當、彎心過小，從而導致鋼材質斷裂。

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，從而影響了鋼坯的質量；經過低倍分析之后發(fā)現(xiàn)，螺紋鋼坯內部組織質量較差，從而影響鋼坯的整體質量。由此可見，由于螺紋鋼中的雜質較多，導致鋼坯較為脆弱，當受到外力作用時，鋼坯內的裂紋和雜質將會進一步加劇，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 影響角鋼的質量因素

角鋼屬于碳素結構鋼，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)生產公司采取Ф650mm×1/Ф630mm×3兩種形式對角鋼進行生產，然而該公司由于設備能力不足，在生產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，最終導致軋制的精準度不確定。這樣的質量問題容易影響到建筑的安全性。

又例如，某公司在生產角鋼時，由于角鋼澆鑄工藝較為落后，沒有采用結晶器為稀土鋁絲、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，拉速過快導致鋼鐵中氧含量以及晶粒過多，導致高強角鋼的強度變低，影響角鋼的質量。

進一步分析上述兩種采訪模式，從本質上仍然存在以下問題：（1）高校圖書的最大需求群體為學生讀者（包括研究生、本科生等），但目前學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，但不同學科由于學科特點對圖書的借閱需求并不一致，不能對所有學科采用統(tǒng)一的采訪工作參與標準；（3）不同的讀者類型和學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科也應該是動態(tài)變化的；（4）圖書流通借閱數(shù)據(jù)是最能恰當反映讀者真正需求的材料，但當前使用數(shù)據(jù)挖掘其內容有效優(yōu)化采訪工作的案例較少。

1.3 影響窄帶鋼質量的因素

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。主要應用于焊管、金屬構件等方面。由于窄帶鋼主要使用熱連軋法進行生產，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

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，配置不當會容易造成翹頭現(xiàn)象。

1.3.1.2 壓下量不合理

當軋機壓下量不足時，容易導致帶鋼翹頭現(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 鋼材料的質量問題

1.3.2.1 鋼質不良

比如帶鋼中容易出現(xiàn)一些非金屬類雜質和氣泡。當雜質和氣泡過多時，會容易造成帶鋼彎裂。舉個例子，某公司生產的窄帶鋼出現(xiàn)彎裂現(xiàn)象。經過調查研究發(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，硅酸鹽雜質在進行橫向冷彎的過程中，裂紋受到干擾，并不斷擴展，最終導致彎裂。該公司對窄帶鋼雜質進行檢驗，并與冷彎情況進行了一系列對比，詳細如表4所顯示。

表4 雜質與冷彎情況對比表

1.3.2.2 窄帶鋼的強度不達標

在進行窄帶鋼生產時，企業(yè)的煤爐質量并不達標，導致了帶鋼的抗拉強度和屈服強度不合格。在進行生產的過程中，操作人員對軋制工藝、煉鋼環(huán)節(jié)等方面的技術規(guī)程執(zhí)行不夠嚴格，也會導致窄帶鋼的強度較低，并容易出現(xiàn)質量問題。

2 建筑鋼材檢測技術探討

2.1 鋼鐵質量的檢測原理

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。當鋼鐵材料內部出現(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)的設計

對于鋼鐵的質量檢測，系統(tǒng)的設計非常重要。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，從而獲得鋼鐵質量信息。因此，漏磁檢測系統(tǒng)對于鋼鐵質量的檢測非常重要。關于該系統(tǒng)的工作原理，詳細如圖1所示。

圖1 漏磁無損檢測系統(tǒng)的總體結構

2.3 控制系統(tǒng)設計

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)的準確性，技術人員可以選擇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)設計

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠對磁信號進行有效的采集和處理。在該系統(tǒng)當中，通過數(shù)據(jù)采集通道對微弱電信號進行接收，然后進行轉換、放大濾波、數(shù)據(jù)預處理等工作。

該系統(tǒng)將漏磁轉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)主要有轉換器的比值所決定。經過轉換之后，模擬電壓信號便會轉換成數(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)字進行轉換標度、濾波等預處理，而后再將處理的結果發(fā)送到計算機當中。

3 鋼鐵質量的檢測技術管理

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

某企業(yè)一季度的鋼鐵技術檢測管理工作內容復雜，其中主要包括：

該企業(yè)對原材料檢測技術探討，尤其對鉀、鈉、鉛、鋅的熒光儀分析技術進行了深入探討，確保能夠對鋼鐵原材料質量進行精確分析；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，并解決了煉鋼化驗過程中AL/ALs的相關問題，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)的技術相結合，對鋼鐵質量開展質量攻關工作，并成立各個專業(yè)小組進行課題攻關，并進行階段性的總結以不斷提高檢測水平。

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

企業(yè)對鋼鐵的質量檢測非常重視，管理人員著手建立質量檢測小組，對重點課題進行探究。在日常分析檢測工作中，對有關的方法、設備、工藝等方面去深入探究和改進，不斷地進行技術攻關及科技開發(fā)，取得較好效果。

4 結語

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

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TU511.3

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1671-3362（2013）07-0048-02