关于建筑钢材质量影响因素与检测技术探讨

门生会

（河北钢铁集团宣化钢铁公司，河北 张家口 075100）

关于建筑钢材质量影响因素与检测技术探讨

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从一些工程项目中反映出我国的建筑钢材存在着各种质量问题，如何提升钢铁质量，是钢材生产企业和建筑企业工作者需要思考的问题。本文主要对建筑钢材质量的影响因素进行分析，并对钢材质量的技术探讨提出几点建议。

建筑钢材；质量；检测技术；探讨

1 影响钢铁质量的因素

关于影响钢铁质量因素较多，本文主要对螺纹钢、角钢、窄带钢这三种常用建筑钢材进行分析：

1.1 影响螺纹钢质量的因素

钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，在建筑学上简称“螺纹钢”，它是城市桥梁、房屋、商业楼等建筑行业的重要骨架钢筋。因此，保证螺纹钢的质量非常重要，它关系到建筑工程的质量。根据相关研究发现，螺纹钢质量出现问题主要是其化学成分与杂质。下面进行举例分析：

1.1.1 螺纹钢脆断现象

表1 螺纹钢拉伸结果对比分析

表2 杂质分析结果

表3 化学成分分

从上述结果可以看出，螺纹钢的成分正常，没有出现明显的偏析现象。本次试验结果与初始结果比较发现，螺纹钢的屈服强度、抗拉强度有所下降，但并非钢筋断裂的主要原因。另外，技术人员还对螺纹钢的主要杂质进行了分析，螺纹钢的主要杂质包括：Na、Ca、Si等硅酸类物质，还含有部分硫化物和氧化物杂质。由此可以推断出，螺纹钢出现脆断现象的主要原因有两种：核心原因，钢材当中非金属杂质含量较高，导致钢材的纯度不高，容易产生脆断现象；工作人员在对钢筋的使用不恰当、弯心过小，从而导致钢材质断裂。

1.1.2 螺纹钢坯断裂现象

螺纹钢除了容易发生脆断之外，还会发生坯断裂现象。下文进行实例分析：

2011年5月，我国某公司生产的螺纹钢，钢坯的尺寸为150mm×150mm×5500mm，从建筑现场上看，坯裂现象主要表现为钢坯端面组织出现明显的疏松现象。专业人员对螺纹钢坯断面进行低倍分析，结果如下：

钢坯断裂为脆性断裂，在断面上存在明显的颗粒杂质，从而影响了钢坯的质量；经过低倍分析之后发现，螺纹钢坯内部组织质量较差，从而影响钢坯的整体质量。由此可见，由于螺纹钢中的杂质较多，导致钢坯较为脆弱，当受到外力作用时，钢坯内的裂纹和杂质将会进一步加剧，从而形成断裂的突破口，久而久之便会发生钢坯断裂。

1.2 影响角钢的质量因素

角钢属于碳素结构钢，是一种简单的断面型钢材，用于房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶等建筑当中，因此对建筑的影响非常重要。角钢在使用的过程中要求有较好的可焊性、塑性变形性能及机械强度。例如某钢铁企业生产公司采取Ф650mm×1/Ф630mm×3两种形式对角钢进行生产，然而该公司由于设备能力不足，在生产高强角钢的过程中容易出现轧制压缩比例过小的问题，角钢的性能和质量无法保证。此外，由于角钢的厚度不一，对钢料的控制比较困难，最终导致轧制的精准度不确定。这样的质量问题容易影响到建筑的安全性。

又例如，某公司在生产角钢时，由于角钢浇铸工艺较为落后，没有采用结晶器为稀土铝丝、中间包液位也没有得到保证，对铸坯拉速被动也没有控制在0.1m/30s以内，拉速过快导致钢铁中氧含量以及晶粒过多，导致高强角钢的强度变低，影响角钢的质量。

进一步分析上述两种采访模式，从本质上仍然存在以下问题：（1）高校图书的最大需求群体为学生读者（包括研究生、本科生等），但目前学生对图书的采访工作参与甚少；（2）图书采访工作中虽有教师参与，但不同学科由于学科特点对图书的借阅需求并不一致，不能对所有学科采用统一的采访工作参与标准；（3）不同的读者类型和学科随着时间的变化对图书的借阅需求同样是处于变化状态的，因此采访模式的制定在时间维度上，针对不同读者群体或不同学科也应该是动态变化的；（4）图书流通借阅数据是最能恰当反映读者真正需求的材料，但当前使用数据挖掘其内容有效优化采访工作的案例较少。

1.3 影响窄带钢质量的因素

窄带钢是基于宽度小于600mm的热轧窄带钢发展而来的，窄带钢主要以卷状供应。主要应用于焊管、金属构件等方面。由于窄带钢主要使用热连轧法进行生产，因此其边部形状较为圆滑，并没有出现毛刺等缺陷，从而确保性能。正因为具有方便性，因而更加适用于设备较为简单的小型企业。

1.3.1轧件翘头

1.3.1.1 下压力不科学

半连轧机主要采用下压力进行轧制，因此在进行工作的过程中，要注意下压力配置得当，配置不当会容易造成翘头现象。

1.3.1.2 压下量不合理

当轧机压下量不足时，容易导致带钢翘头现象。另外，由于下辊的速度较大，也容易会引起带钢翘头。

1.3.1.3 轧制温度不均匀

在对同一带钢的轧制过程中，随着带钢表面的温度不断下降，立轧机的压力不断增加，导致带钢宽度不断增大，最终出现带钢头小尾大的情况。

1.3.2 钢材料的质量问题

1.3.2.1 钢质不良

比如带钢中容易出现一些非金属类杂质和气泡。当杂质和气泡过多时，会容易造成带钢弯裂。举个例子，某公司生产的窄带钢出现弯裂现象。经过调查研究发现，窄带钢出现弯裂现象的主要原因为：钢中存在过多的C类杂质，硅酸盐杂质在进行横向冷弯的过程中，裂纹受到干扰，并不断扩展，最终导致弯裂。该公司对窄带钢杂质进行检验，并与冷弯情况进行了一系列对比，详细如表4所显示。

表4 杂质与冷弯情况对比表

1.3.2.2 窄带钢的强度不达标

在进行窄带钢生产时，企业的煤炉质量并不达标，导致了带钢的抗拉强度和屈服强度不合格。在进行生产的过程中，操作人员对轧制工艺、炼钢环节等方面的技术规程执行不够严格，也会导致窄带钢的强度较低，并容易出现质量问题。

2 建筑钢材检测技术探讨

2.1 钢铁质量的检测原理

漏磁无损检测主要是通过检测被磁化的钢铁材料，并以此判断裂纹缺陷的大小和深度。当钢铁材料内部出现裂纹，在裂纹处磁阻便会有所增大，会有少部分的磁力线穿过裂纹，大部分绕过裂痕出，并在周围形成漏磁场。由此可见，漏磁检测主要是依赖于电磁能量与钢铁之间的作用，从而实现对钢铁裂纹的检测。

2.2 漏磁检测系统的设计

对于钢铁的质量检测，系统的设计非常重要。对于漏磁检测系统的硬件系统主要包括了以下几个方面：计算机、滤波电路、A/D转换电路、单片机系统等，利用这些硬件系统对数据进行采集和处理，并对磁化进行控制，从而获得钢铁质量信息。因此，漏磁检测系统对于钢铁质量的检测非常重要。关于该系统的工作原理，详细如图1所示。

图1 漏磁无损检测系统的总体结构

2.3 控制系统设计

漏磁检测系统的控制主要功能是对信息进行数据处理和控制，要增加系统的准确性，技术人员可以选择E2PROM器件进行信息数据处理，该器件具有性价比高、功能繁多的特点。此外，单片机的/WR引脚与X25045的CS相连接，/RD引脚作用于时钟输入。

2.4 数据系统设计

数据采集系统能够对磁信号进行有效的采集和处理。在该系统当中，通过数据采集通道对微弱电信号进行接收，然后进行转换、放大滤波、数据预处理等工作。

该系统将漏磁转换成模拟电信号进行输出，然后通过放大器将信号进行放大，放大倍数主要有转换器的比值所决定。经过转换之后，模拟电压信号便会转换成数字信号。同时，数据可以通过I/O口向单片机进行传输。单片机接收到数据之后，对数字进行转换标度、滤波等预处理，而后再将处理的结果发送到计算机当中。

3 钢铁质量的检测技术管理

企业要积极开展贯标工作，对钢铁质量、环境进行有效的检测，并有效提高员工的技术水平和质量意识，切实将贯标工作做好；在质量检测的过程中实行模块化管理。技术人员要根据检测的实际需要结合专业技术模块，对钢铁进行划分检测分析。包括：原料化学分析检测、生铁化学分析检测、钢原料化学分析检测、钢产品化学分析检测、钢材产品物理性能检测等多个检测专业模块。工作人员要对每一检测模块提供合适的技术力量，并成立技术攻关队伍。不断创新管理模式，提高管理水平，全面促进钢铁检测技术的进步。下面对某企业质检部门的工作进行实例分析：

某企业一季度的钢铁技术检测管理工作内容复杂，其中主要包括：

该企业对原材料检测技术探讨，尤其对钾、钠、铅、锌的荧光仪分析技术进行了深入探讨，确保能够对钢铁原材料质量进行精确分析；制定一系列计划，力求攻克对炼钢原料的检验工作。对钢铁当中的钙、锰、锶微量元素进行ICP分析，并对硅铝钛合金中的各项元素进行实验；不断提高炼钢化验技术，并解决了炼钢化验过程中AL/ALs的相关问题，目前已成功实现了对钢铁材料的冶炼化验数据分析；积极落实特殊合同，对合同中有特殊要求的钢铁材料进行分析和实验工作，从而满足销售需求。此外，该企业不断完善和优化检验方案，并对控样表进行及时更新；与专业的技术相结合，对钢铁质量开展质量攻关工作，并成立各个专业小组进行课题攻关，并进行阶段性的总结以不断提高检测水平。

除此之外，该企业还认真落实对设备的管理工作，管理人员设立相关规定对检测设备进行日常的维护工作，确保设备能够更好地运行。

企业对钢铁的质量检测非常重视，管理人员着手建立质量检测小组，对重点课题进行探究。在日常分析检测工作中，对有关的方法、设备、工艺等方面去深入探究和改进，不断地进行技术攻关及科技开发，取得较好效果。

4 结语

通过对建筑钢铁质量的影响因素进行分析，可以了解到建筑钢铁质量出现的主要问题，已知钢铁材料出现质量问题的主要原因包括：杂质多、气泡多等，这些因素都容易导致钢铁材料出现脆断现象。要提高钢铁材料的质量，企业生产过程严格执行工艺纪律和操作规程，检验人员必须严格做好把关工作，对钢材的质量进行有效检测，其中，拥有好的检测技术和检测设备是必须的。同时，企业的管理人员还必须要建立质量管理制度，对质量检测技术、质量检测设备以及质量检测队伍进行有效管理，才能够有效保证材料的质量。

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TU511.3

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1671-3362（2013）07-0048-02