文档介绍：钢材强度无损检测方法研究
摘 要 钢材因其具有质量轻便、回收率高、强度大等特点,被广泛应用到各类工程中。为了保证工程的稳定性和安全性,需要对所用钢材的性能进行检测,其中钢材强度就是需要重点检测的项目之一。目前常用钢材强度检测的痕两对角线长度,并取其算术平均值d,算出压痕表面积,其维氏硬度为试验力除以压痕表面积所得的商。维氏硬度试验可检测金属材料的硬度范围很广,且其压痕的轮廓较为清晰,测量对角线的长度的准确性能得到充分保证,所以维氏硬度法也是表面硬度法中精度最高的。构件强度和维氏硬度之间的换算依据的是GB/T1172-1999《黑色金属硬度及强度换算值》,得出试件的强度。
(2)里氏硬度法。里氏硬度用HL表示,其原理是用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度垂直冲击试样表面,用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度(VR)与冲击速度(VA)的比值计算硬度值。我国已有了国家标准GB/-2014《金属材料里氏硬度试验》。相比于其他几种表面硬度法,该种检测方法的优点是比较明显的,例如所用仪器比较简单,操作也十分方便,具有很强的实用性。在检测过程中,只需要与被测钢材进行轻度接触就可以获取测量结果,不会在钢材表面产生划痕。
化学分析法
原理是测定钢材中各类元素的占比,并根据主要元素的含量确定钢材强度。使用化学分析法,需要检测人员使用工具先将钢材进行抛光,然后在钢材表面刮掉少量的钢屑。将这些钢屑分别标号、保存。拿到实验室,将钢屑溶解到特定的酸性溶液中。最后利用化学计算,测定元素含量情况。
光谱分析法
利用高压设备尖端放电产生的电火花,在瞬时放电过程中将钢材表层的元素直接气化。钢材在气化过程中,包含的不同元素会形成特定的波长。然后传感器会收集这些波长信息,经过转化后形成光谱。检测设备自动将光信号转化为电信号,并直观地反映出钢材强度[2]。
3 钢材强度无损检测常用方法对比
上文中重点介绍了现阶段建筑行业内关于钢材强度无损检测的常用方法,有表面硬度法、化学分析法、光谱分析法等。结合以往的工作经验,总结这几种钢材强度无损检测方法的特点如下:
里氏硬度法对设备仪器的依赖性较低,主要的检测仪器是里氏硬度计,体积小,在一些检测环境狭小的情况下具有较强的实用性。但是由于检测范围具有较大的局限性,因此通过里氏硬度计获取的钢材强度精确性一般。另外,对于发生过火灾的建筑,也不适用于里氏硬度法进行钢材强度的测定。
维氏硬度法在强度检测精度上是表面硬度法的几种细分方法中最高的,在一些高层建筑、大跨度钢框架建筑中,对钢材强度无损检测的精确度要求极高,这种情况下需要使用维氏硬度法。但是这种方法也有一定的缺陷,例如测量时需要预先向被试钢构件施加一个作用力,可能会在钢材上留下一定的划痕,因此该检测方法不适用于建筑中应力集中的钢构件。
化学分析法无法完成现场检测,需要先获取待试材料的钢屑,然后在实验室环境下进行测定。虽然检测精度较高,但是检测周期较长,效率相对来说是几种方法中最低的,因此适用范围具有很大的局限性。
光谱分析法从检测效率上来看,基本上能够做到40~60s完成一次检测,效率是现阶段几种无损检测方法中最高的。随着相关技术的发展,未来将会成为钢材强度无损检测的主