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28-美标钢结构焊接工程钢材取样复验要求

2020-04-11 来源:个人技术集锦
美标钢结构焊接工程钢材取样复验要求

应勇跃 杨政

(浙江杭萧钢构股份有限公司)

摘要

在美标钢结构焊接工程中,按照美国焊接学会标准《钢结构焊接规范》AWSD 1.1/1.1M的规范及ASTM的材料要求进行检验,涉及到焊接母材钢厂材料的检验标准与国内钢材取样试样复验标准要求存在一定的差异,特予回顾总结,提供大家参考。

关键词 钢材取样、钢材复验

1、前言

在美标钢结构焊接工程中,按照美国焊接学会标准《钢结构焊接规范》AWSD 1.1/1.1M的规范要求及美国材料与试验协会ASTM的材料检验要求进行检验复验,涉及到焊接母材原材料钢材检验标准要求与国内钢材标准和取样复验要求存在一定的差异,对照美标的标准要求检验复验并进行经验总结,供焊接材料检测的同仁参考。

2、钢材取样复验

国内和国外的钢结构焊接工程,常规使用的是Q235B、Q345B或者是A36、A572G50的钢材牌号。

2.1 拉伸试验

按照ASTM E8及ASTM A370的要求,根据被试验的金属材料产品的形状和尺寸,金属拉伸试样按横截面的形状一般可分为圆形 、矩形和异形三类。ASTM E8拉伸试验标准对拉伸试样的类型和尺寸进行了统一规定。拉伸试验时应根据金属产品的特性 、品种、规格尺寸和试验目的选定不同的试样类型和尺寸。

2.1.1结合不同类型的钢材,内部规定了对拉伸试样的取样和加工尺寸要求:

对于厚度在≤20mm以下的型材,取样2件,长度L=300mm,宽度50mm,先加工成C=20mm宽度,再委外加工成A=120mm,W=12.5mm,R≥12.5mm,二段夹头B≥75mm的全厚度试样,规定标距G=50mm的试样。(见图1)

图1

对于≤20mm以下的钢板,取样2件,取样长度400mm,宽度60mm,先用加工成C=50mm宽度,再委外加工成A=230mm,W=40mm,R≥25mm,二段夹头B≥75mm的全厚度试样,规定标距G=200mm的试样。(见图1)

对于厚度在>20mm以上的钢板,取样2件,长度250mm,宽度50mm,先加工成宽度20mm,再加工成外径16mm或18mm的圆棒试样,再加工成A=80mm、D=12.5mm的亚铃形圆棒试样,规定标距G≥60mm、R≥12.5mm,二端夹头B≥75mm的对称圆棒试样。(见图2)

图2

2.1.2金属拉伸试样加工需满足以下要求:

(1) 试样的平行段应光滑,无加工硬化,不得有缺口、刀痕、毛刺等缺陷 。 (2) 矩形横截面试样的平行段应适当修棱,以免其实际横截面积与计算值相差过大。 (3) 脆性材料夹持部分与平行段间应有较大半径的圆弧过渡。

(4) 为保证断裂在标距内,应通过机加工使试样中间横截面积最小,因此,允许试样平行段两端到中间有小的锥度。因为ASTM E8 和 E8M 标准中均没有用移位方法测定断后伸长率的规定,所以,ASTM拉伸试样截面尺寸需在试样平行段中间处进行测量。

2.1.3关于材料公差,依据ASTM A6的要求,钢板的厚度负偏差不能超过0.30mm,型材的负偏差有不同的要求。如果超过,即使材料检验合格,也不能认为材料合格而用于美标钢结构工程。

2.2弯曲试验和冲击试验,在无特殊要求时,可不取样检验。 2.3化学成分

依据ASTM A36的材料要求,一般均需进行五大元素(C、S、Si、Mn、P)的检测;依据ASTM A572的要求,需要提供C、S、Si、Mn、P、Nb、V元素的检测结果。一般可应用拉伸试验断裂后的试件进行化学成分的分析检测,不需要重新取样。

3、美标材料与国标材料主要指标的比较

将国标材料用于美标工程时,按照国标检验检测合格的材料,要对照美标的要求判定;故对化学成分和力学性能进行对比对照(见下表)。国标材料与美标材料不是同一标准族,其化学成分的差异需征得设计或业主的书面认可;且力学性能符合美标材料要求时,才能判定是合格的美标材料。 1、A36与Q235B的比较 标准要求 GB/T700-2006《碳素结构钢》Q235B A36-2005 型钢 (--无要求) A36-2005 钢板(20mm) A36-2005 钢板(20mm-40mm) (碳每减少0.01,锰可增加0.06,最大至1.35) C% ≤ 0.20 ≤ 0.26 ≤ 0.25 ≤ 0.25 S% ≤ 0.045 ≤ 0.05 ≤ 0.05 ≤ 0.05 Si% ≤ 0.35 ≤ 0.40 ≤ 0.40 ≤ 0.40 Mn% ≤ 1.40 -- -- 0.80~1.20 P% ≤ 0.045 ≤ 0.040 ≤ 0.040 ≤ 0.040 Cu% Rm (MPa) 370~ 500 Rel (MPa) 235 伸长率A ≥26 - 对规定铜钢时,0.20 400~ 550 250 ≥23 2、A572 G50与Q345B的比较

标准要求 GB/T1591-2008 Q345B C% ≤ 0.20 S% ≤ 0.035 Si% ≤ 0.50 Mn% ≤ 1.70 P% ≤ 0.035 Cu% ≤ 0.3 Rm (MPa) 470~630 Rel (MPa) ≥345 伸长率A ≥20 A572 G50 ≤ 0.23 ≤ 0.05 ≤ 0.40 1.35 Max 1.60 ≤ 0.04 ≥450 当有规定(t≤20mm, 时,Cu≥0.18 Rm≥485) ≥345 ≥21 对于每一炉,还应包含Ni、Cr、Mo、Cu、Nb、V的含量。加入Nb的适用厚度最大20mm. 4、钢材取样复验代表数量的差异

4.1 ASTM的材料,按照ASTM A6要求,每一炉号均需进行取样、复验(一般均需要第三方见证),提供试验报告。国标材料由于美标钢结构工程时,需按美标要求进行复验、验收。

4.2 国内的钢材,依据《钢结构结构施工质量验收规范》(GB50205-2001)的4.2.2条要求的六种情况下进行抽样复验;但该规范没有明确抽检比例。对属于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验,其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。 1 国外进口钢材;

2 钢材混批;

3 板厚等于或大于 40mm,且设计有Z向性能要求的厚板;

4 建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材; 5 设计有复验要求的钢材; 6 对质量有疑义的钢材。

我们可以依据《钢结构工程施工规范》(GB50755-2012)5.2.5条抽样复验检验批的要求,对钢结构工程中常用钢材牌号进行取样。

钢材力学性能试验和化学成分的复验内容,在《钢结构结构施工质量验收规范》

(GB50205-2001)没有规定,我们可以要按《钢结构工程施工规范》5.2.4条款要求进行分析。

5、结论

钢结构工程根据国标和美标的钢材标准的不同复验要求,规定了按美标钢结构要求的相应钢材取样复验检测方法。总之,为了保证钢结构产品的焊接质量,首先保证所使用的原材料符合相应标准和规范要求;通过本文让大家了解不同国家对原材料的复验方法是有差异的。具体工程的实践中,除了满足上述要求外,还应根据产品和合同的具体要求去执行。

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