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建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作主要工序
建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作主要工序 摘要:隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活質(zhì)量水平不斷提高,人類(lèi)的居住環(huán)境、居住條件和居住需求也在不斷的變化,在國(guó)家對(duì)土地使用制度控制越來(lái)越嚴(yán)格,在深圳,建筑用地更是越來(lái)越稀薄。建筑物越來(lái)越朝著超高層建筑的方向發(fā)展,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿(mǎn)足建筑效益、建筑結(jié)構(gòu)、建設(shè)設(shè)計(jì)和某些特殊功能要求的需要。鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)橹亓枯p、強(qiáng)度高、塑性韌性好、制作簡(jiǎn)便,施工工期短而被廣泛的應(yīng)用于高層建筑上,現(xiàn)在的高層建筑結(jié)構(gòu)也越來(lái)越向鋼結(jié)構(gòu)化方面發(fā)展。在深圳,賽格廣場(chǎng)是第一座中國(guó)人自行設(shè)計(jì)、自行制作、自行施工鋼結(jié)構(gòu)超高層結(jié)構(gòu)大廈,以個(gè)人在鋼結(jié)構(gòu)公司十余年的工作經(jīng)歷為基礎(chǔ),對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中容易產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的歸納分析,旨在與同行業(yè)人士共同探討。
關(guān)鍵字:鋼結(jié)構(gòu)、焊接工序、涂裝工序、下料工序、裝配工序
一、概論
由于鋼結(jié)構(gòu)工程一般都是作為高層建筑的核心部位和受力結(jié)構(gòu),其質(zhì)量的好壞直接影響到建筑物的安全性、結(jié)構(gòu)性和耐久性,輕則影響正常使用,重則造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和重大的人員傷亡。因此建筑鋼結(jié)構(gòu)工程被列為專(zhuān)項(xiàng)工程,國(guó)家及地方建設(shè)部門(mén)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量非常重視,也相應(yīng)的制訂和頒布了多種含及分項(xiàng)工程方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。行業(yè)中的許多專(zhuān)家多年來(lái)致力于此方面的研究,從不同的角度編寫(xiě)了大量專(zhuān)著和文獻(xiàn),對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程從設(shè)計(jì)到施工,從新工藝到新技術(shù)的應(yīng)用等方面做了很大的貢獻(xiàn)。
廣東省作為沿海地區(qū)和全國(guó)改革開(kāi)放經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿,近幾年來(lái)建筑業(yè)的發(fā)展也是有目共睹。建筑工程不僅僅是滿(mǎn)足人們的工作、生活、居住功能的場(chǎng)所,更是成為城市建設(shè)的一道亮點(diǎn)和城市的風(fēng)景線,隨著城市土地的大量開(kāi)發(fā)和土地資源的日益稀薄,高層建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)發(fā)展的主流趨勢(shì)和城市名片。隨著高層建筑的日益普及,鋼結(jié)構(gòu)工程日益發(fā)揮其施工速度快,周期性短、節(jié)約模板、強(qiáng)度高、施工快,便于預(yù)制安裝等優(yōu)勢(shì),所以在工程中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。對(duì)此,國(guó)家針對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn),編制了《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》,《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》等,廣東省、深圳市已經(jīng)在交工資料中已經(jīng)將鋼結(jié)構(gòu)制作安裝列為單獨(dú)的一個(gè)專(zhuān)門(mén)分項(xiàng)。同時(shí),有些行業(yè)的專(zhuān)家學(xué)者也編制了相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如中國(guó)建筑工程總公司編制《鋼結(jié)構(gòu)加工工藝》等,雖然有各種標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的出臺(tái)和運(yùn)行,但是經(jīng)常還是有一些鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)了這樣或那樣的問(wèn)題,譬如鋼結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)裂紋,構(gòu)件表面涂料脫落等類(lèi)似的質(zhì)量問(wèn)題,雖然中間極少部份涉及到原材料的問(wèn)題,因?yàn)橐坏┰牧铣霈F(xiàn)問(wèn)題,直接影響到建筑物的安全使用。絕大部分是由于制作加工和施工安裝的問(wèn)題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問(wèn)題。要消除鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量通病是一個(gè)巨大的系統(tǒng)工程,需要在建設(shè)過(guò)程的各階段、參與建設(shè)的各方、設(shè)計(jì)施工的各個(gè)流程和環(huán)節(jié)要引起足夠的重視。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新工藝的推廣和應(yīng)用也應(yīng)該加大宣傳力度,使大家能夠切實(shí)的感受到鋼結(jié)構(gòu)工程處對(duì)人們的居住、生活、工作關(guān)系的重要性,最大力度的控制質(zhì)量通病并得到消除。
二、鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的分析
鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量難以保證的原因有很多,也很復(fù)雜,既有工藝不當(dāng)導(dǎo)致的問(wèn)題,也有違反工藝操作造成的問(wèn)題,還有由于施工人員的技術(shù)水平和責(zé)任心造成的問(wèn)題,還有決策者失誤造成的質(zhì)量問(wèn)題。本文主要從建筑鋼結(jié)構(gòu)在制作過(guò)程中最容易發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行分析,希望大家能從中得到一點(diǎn)啟發(fā):
(一) 鋼材本身存在的問(wèn)題
某單位在加工某大廈1200*1200*60的箱形柱時(shí),在施焊過(guò)程中突然發(fā)現(xiàn)60mm作為腹板的厚板出現(xiàn)了撕裂現(xiàn)象,肉眼可見(jiàn)清晰的裂紋把板從厚度方向分成兩半,經(jīng)過(guò)NDT檢測(cè)發(fā)現(xiàn)裂紋深度發(fā)生在深度3mm左右,同時(shí)對(duì)同一類(lèi)型同一批號(hào)的另外幾張板切割的零部件進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)板內(nèi)存在夾層,軋制質(zhì)量不好是造成質(zhì)量問(wèn)題的主要原因。在焊接的過(guò)程中由于焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力作用將夾層的材料拉開(kāi)。由此出現(xiàn)了厚板沿厚度方向撕裂的現(xiàn)象。
原因分析:由于使用部位的特殊性,該零部件在構(gòu)件中作為腹板使用,沿縱向上下方向焊接的零部件在焊接形式上開(kāi)的全熔透坡口受力的勁板,由于板內(nèi)部存在的分層,焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力向外釋放從而沿厚度方向撕裂了板。
可以根據(jù)實(shí)際情況采取以下的幾種措施進(jìn)行處理:
(1)大量的鋼材內(nèi)部存在的夾層屬于鋼廠本身在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題,已經(jīng)超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,可以要求鋼廠派人來(lái)核實(shí),同鋼廠協(xié)商退貨或換貨處理;
(2)如果夾層數(shù)量較少可以征求技術(shù)部門(mén)和業(yè)主的意見(jiàn),將信息反饋給鋼廠,對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采取施工補(bǔ)救措施,可以根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果,在有問(wèn)題的部位采用氣刨全部刨開(kāi),超過(guò)本身的深度,然后用等強(qiáng)度焊接材料進(jìn)行填充,完畢后對(duì)表面進(jìn)行處理,在規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行NDT檢測(cè),同時(shí)對(duì)相同的構(gòu)件取樣進(jìn)行理化檢驗(yàn),達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求可以繼續(xù)使用;
(3)在監(jiān)理的見(jiàn)證下將該零部件割掉,重新?lián)Q上滿(mǎn)足條件的板材,換下的零部件用于非承重和非重要部位或作為輔材使用,完成后在規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行NDT檢測(cè),做好記錄。
可以采取的糾正方案及預(yù)防類(lèi)似質(zhì)量問(wèn)題的措施:
(1)在簽訂鋼材的采購(gòu)合同中,對(duì)采購(gòu)的鋼材的提出探傷特殊要求,這樣要加大采購(gòu)成本。但是從源頭上制止避免經(jīng)濟(jì)損失。
(2)對(duì)于已經(jīng)采購(gòu)回來(lái)的原材料,但未進(jìn)入生產(chǎn)流程的鋼板,未開(kāi)料之前,在堆料場(chǎng)對(duì)原材料進(jìn)行100%的NDT檢測(cè),避免在開(kāi)料和加工過(guò)程中造成的既定損失,把損失控制在沒(méi)有進(jìn)入生產(chǎn)流程之前。
(3)對(duì)有特殊要求的用于特殊部位的厚板進(jìn)行Z向性能試驗(yàn)和理化試驗(yàn),對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)可。
(4)編制合理的工藝文件。對(duì)于焊接過(guò)程中,特別是采用全熔透焊接的中厚板采用合理的加工制作工藝,技術(shù)部門(mén)在施工前做好施工工藝,做好現(xiàn)場(chǎng)的工藝指導(dǎo),質(zhì)檢部門(mén)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查,特別是監(jiān)督控制焊接人員的技術(shù)水平、焊接方向、施焊次序、焊接過(guò)程中的保溫措施和層間溫度控制等等,采取各方面的保證措施來(lái)防止由于焊接施工造成的焊接缺陷。
(二) 在施工流程中出現(xiàn)的問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)的加工流程一般是:放樣 下料 銑端 鉆孔 校正、裝配 焊接 校正、打磨 除銹、涂裝 堆放等。
根據(jù)國(guó)家規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)理方對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的要求,結(jié)合本人在鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)近十年的工作經(jīng)驗(yàn),在加工制作過(guò)程中較易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題且發(fā)生后處理起來(lái)很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題所占的比率很小。在上面的施工過(guò)程中,特殊工序有焊接、涂裝,重要工序有下料,裝配。
1、焊接工序。該工序?qū)儆陔[蔽工程,也是最易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的工序之一,從2004年某公司的產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)顯示,發(fā)生該工序的質(zhì)量問(wèn)題中:因?yàn)楹附淤|(zhì)量導(dǎo)致的焊縫返修率高達(dá)80%以上,其次是由于上道工序操作不當(dāng)和操作人員的技術(shù)問(wèn)題而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量問(wèn)題約占10%,這樣問(wèn)題屬于直接影響工程質(zhì)量的主要問(wèn)題,所以此類(lèi)型的問(wèn)題必須通過(guò)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)公司運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)工具才可以檢測(cè)、評(píng)判出來(lái),一般根據(jù)焊縫內(nèi)的缺陷類(lèi)型分為夾渣、未溶合、氣孔等。
原因分析:
(1)在X類(lèi)型坡口熔透焊縫中,在施焊過(guò)程中由于反面的清根不徹底,導(dǎo)致在出現(xiàn)焊縫中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
(2)采用墊板的V類(lèi)型的坡口焊,由于墊板靠焊縫的一側(cè)墊板表面的氧化皮、鐵銹、油污等未清理干凈或者清除不徹底,直接在上面施焊,事后通過(guò)儀器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)墊板處存在質(zhì)量問(wèn)題;
(3)由于工藝文件編制的不合理,如焊接位置狹小工作面不能展開(kāi)、坡口的大小的設(shè)計(jì)不滿(mǎn)足施工要求、在焊接過(guò)程中采用的焊接電流不滿(mǎn)足要求、由于焊接工序不正確導(dǎo)致的不可矯正的變形、中厚板的加工事先沒(méi)有進(jìn)行預(yù)熱處理,焊接過(guò)程中的保溫措施及層間溫度的控制不當(dāng)?shù)取?br> (4)在構(gòu)件的焊接過(guò)程中因焊接方法不合理滿(mǎn)足焊接質(zhì)量要求。采用焊縫手工打底操作時(shí)因焊接質(zhì)量本身不滿(mǎn)足要求而進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊接蓋面操作的;采用的埋弧自動(dòng)焊接的焊絲焊劑沒(méi)有按規(guī)定進(jìn)行烘焙和溫度控制;由于焊接操作者責(zé)任心不強(qiáng)而使焊縫表面產(chǎn)生的的缺陷問(wèn)題。
可以根據(jù)具體情況采取以下的幾種處理措施:
(1)編制正確的工藝文件,特別是對(duì)于采用中厚板焊接的構(gòu)件,要結(jié)合具體的工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制訂相關(guān)的焊接工藝評(píng)定,做好試驗(yàn)過(guò)程中的記錄,為以后的施工積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于坡口的大小,預(yù)留的間隙等嚴(yán)格的按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。保證工藝文件的制定的準(zhǔn)確性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性和適宜性。
(2)對(duì)于焊接材料的選擇必須通過(guò)焊接工藝評(píng)定的試驗(yàn)和國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)加以確定,在施工過(guò)程中使用要求嚴(yán)格的按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行用前存放、用時(shí)焙烘,保溫溫度必須控制在規(guī)范要求的溫度之內(nèi)。
(3)在裝焊過(guò)程中裝焊件表面的鐵銹、油污、氧化皮等必須按清理干凈,以保證施工焊接過(guò)程中基層工作做好。保證焊接基層的表面處理好。
(4)在施焊需要清根的反面必須清理徹底和干凈,保證焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.涂裝工序。該工序也是屬于隱蔽工序,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響小于對(duì)于建筑功能的影響。也是較易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的工序。工序的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)在:構(gòu)件表面的漆膜大面積脫落和局部脫落,構(gòu)件表面的漆膜脫落、產(chǎn)生流掛現(xiàn)象,漆膜的厚度不夠,漆膜厚度分布不均,漆膜的顏色色差較大。
原因分析:
(1)構(gòu)件表面的基層處理不徹底,存在鐵銹、氧化皮或者油污等情況,不滿(mǎn)足構(gòu)件表面的粗糙度要求,所以導(dǎo)致附著力不強(qiáng),特別是涂裝要求比較嚴(yán)格的工程,對(duì)構(gòu)件必須滿(mǎn)足工藝和設(shè)計(jì)的要求。
(2)因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)水平的原因。采用的施工工藝比較落后,采用的人工手工操作,例如刷涂和滾涂,導(dǎo)致油漆涂裝的厚度分布不均勻,在施工前后進(jìn)行的補(bǔ)漆導(dǎo)致涂料的顏色色差較大。
(3)在施工過(guò)程中避免由于天氣、人員的違規(guī)操作等客觀因素造成的質(zhì)量問(wèn)題,例如現(xiàn)場(chǎng)施工的溫度、濕度條件超過(guò)規(guī)定的要求,對(duì)構(gòu)件缺少保護(hù)等。
(4)由于趕工期和搶任務(wù)導(dǎo)致的油漆涂裝中的嚴(yán)重違規(guī)問(wèn)題,此類(lèi)問(wèn)題將釀成重大的質(zhì)量隱患和質(zhì)量安全。
可以采取以下處理措施來(lái)糾正和預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生和避免潛在問(wèn)題的產(chǎn)生:
(1)在每個(gè)工程開(kāi)工之前,做好構(gòu)件涂裝試片工藝評(píng)定,以確定構(gòu)件表面所應(yīng)該采取的措施和工藝文件編制的正確性和可操作性,漆膜厚度、油漆實(shí)干、表干的時(shí)間,環(huán)境溫度的影響和控制。
(2)保證底漆、中間漆、面漆層之間的間隔時(shí)間及其總厚度的要求,嚴(yán)格按照油漆供應(yīng)廠家提供的資料進(jìn)行施工,避免由于不同組份的涂料之間發(fā)生反應(yīng)而影響涂裝最后的質(zhì)量。
(3)對(duì)于構(gòu)件在涂裝前構(gòu)件表面的打砂質(zhì)量滿(mǎn)足質(zhì)量要求,噴涂油漆之前必須把砂粒、毛刺及其需要屏蔽的地方按要求屏蔽好,打砂完畢后兩小時(shí)后必須進(jìn)行構(gòu)件表面的涂裝。
(4)剛剛完成涂裝的構(gòu)件必須做好防雨、防風(fēng)沙和灰塵的措施,避免構(gòu)件表面的污染,影響構(gòu)件的感觀質(zhì)量。
(5)在噴涂過(guò)程中要防止與其他不同顏色的工程構(gòu)件堆放在一起,避免噴涂過(guò)程中的涂料組分飄動(dòng)的交叉感染。
(6)完成作業(yè)后對(duì)于涂裝的工具要及時(shí)的做好碰噴涂器具的清洗保養(yǎng)工作。
3.放樣下料工序。該工序?qū)儆跇?gòu)件加工之前的龍頭,其質(zhì)量的好壞對(duì)下道工序存在著直接的影響,甚至導(dǎo)致下料的零部件全部的報(bào)廢,這種情況的發(fā)生是很普遍的,所以在下料之前對(duì)于加強(qiáng)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控是十分重要而且必要的。該工序的產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)在:對(duì)于長(zhǎng)條和薄板類(lèi)型的零部件在切割中變形比較厲害;由于切割氣體或者板材內(nèi)部存在夾渣和成份分布不均勻而導(dǎo)致的切割面出現(xiàn)馬牙紋、節(jié)瘤、割痕深度超標(biāo)準(zhǔn);氣割或鋸切的零部件未考慮后續(xù)工序的收縮變形而導(dǎo)致的零部件尺寸超標(biāo);由于工藝文件編制的失誤而導(dǎo)致的批量零部件報(bào)廢;下料切割的尺寸嚴(yán)重的超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)的要求。
原因分析:
(1)切割氣體的純度不滿(mǎn)足要求,導(dǎo)致切割面出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,
(2)由于鋼材的表面氧化皮在突然受高溫時(shí)爆裂,堵塞割槍出現(xiàn)切割質(zhì)量類(lèi)似鋸齒、馬牙等情況出現(xiàn);
(3)由于操作工人的技術(shù)水平導(dǎo)致手工操作時(shí)出現(xiàn)了切割線不直,切割面傾斜等質(zhì)量問(wèn)題;
(4)由于受力不均勻,長(zhǎng)條形的零部件出現(xiàn)馬刀彎。
(5)與操作機(jī)械的軌道、儀器的使用程度和精密度有關(guān)。比如在切割過(guò)程中由于切割機(jī)械使用的年限較久,在行走過(guò)程中出現(xiàn)抖動(dòng)、彈跳等問(wèn)題影響切割。
可以采取以下處理措施來(lái)糾正和預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生和預(yù)防潛在問(wèn)題的產(chǎn)生:
(1)在批量性的零部件放樣之前做好抽查檢驗(yàn)工作,這樣可以避免大量造成無(wú)法挽回的補(bǔ)救;對(duì)于復(fù)雜零部件制作的模板(件)采用的監(jiān)督檢查制度,把問(wèn)題控制在未開(kāi)料之前。
(2)加強(qiáng)對(duì)過(guò)程的監(jiān)控力度,嚴(yán)格實(shí)行“操作者自檢——班長(zhǎng)互檢——專(zhuān)檢員專(zhuān)檢”的“三檢制”,做好過(guò)程記錄監(jiān)督執(zhí)行情況,不能讓“三檢制”流行于形式。
(3)在正式切割之前搞好切割前的預(yù)熱工作,防止切割過(guò)程中的鋼材表面氧化皮的突然爆裂,阻塞割嘴,同時(shí)造成切割面的缺陷,避免在下一道工序中在進(jìn)行修補(bǔ)打磨。
(4)盡可能的采用自動(dòng)和辦自動(dòng)手工勞動(dòng),減少人工手工操作,減少人為因素的發(fā)生。
4、裝配工序。該工序在構(gòu)件加工的質(zhì)量中占有重要的地位,其質(zhì)量受上道工序的影響較大,所以在裝配前加強(qiáng)過(guò)程的監(jiān)控是非常的重要。該工序的產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)在:裝配的零部件位置錯(cuò)誤,如3450mm裝成4350mm;零部件的使用錯(cuò)誤,本來(lái)應(yīng)該裝配2#零部件件,裝配的卻是3#另部件;零部件在正確位置上裝配錯(cuò)誤、如板上的孔45mm本來(lái)是朝外,而實(shí)際把45mm朝內(nèi)裝了;裝配的零部件裝配間隙超過(guò)規(guī)范和技術(shù)文件的要求,3mm的間隙現(xiàn)在7mm;有些零部件沒(méi)有經(jīng)過(guò)校正就進(jìn)行裝配,裝配完成后已存在的變形沒(méi)辦法消除變形;操作工為圖省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超標(biāo);裝焊區(qū)沒(méi)有進(jìn)行表面處理;由于圖紙尺寸的錯(cuò)誤造成的裝配錯(cuò)誤。
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