文/沈浩 上海深水港國(guó)際物流有限公司 上海 201308

1、概述

目前，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程雖然有各種標(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)工程會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，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似的質(zhì)量問題，雖然中間有部份會(huì)涉及到原材料的問題，因?yàn)橐坏┰牧铣霈F(xiàn)問題，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題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題。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。

2、鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問題的分析

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)致的問題，也有違反工藝操作造成的問題，還有由于施工人員的技術(shù)水平和責(zé)任心造成的問題，還有決策者失誤造成的質(zhì)量問題。本文主要從建筑鋼結(jié)構(gòu)在制作過程中最容易發(fā)生的問題進(jìn)行分析.

2.1 鋼材本身存在的問題

某單位在加工某高層鋼結(jié)構(gòu)建筑1200＊1200＊60的箱形柱時(shí)，在施焊過程中突然發(fā)現(xiàn)60mm作為腹板的厚板出現(xiàn)了撕裂現(xiàn)象，肉眼可見清晰的裂紋把板從厚度方向分成兩半，經(jīng)過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)量問題的主要原因。在焊接的過程中由于焊接產(chǎn)生的焊接應(yīng)力作用將夾層的材料拉開。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。

根據(jù)實(shí)際情況可以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程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，已經(jīng)超過了國(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)部門和業(yè)主的意見，將信息反饋給鋼廠，對(duì)出現(xiàn)的問題采取施工補(bǔ)救措施，可以根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果，在有問題的部位采用氣刨全部刨開，超過本身的深度，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)理的見證下將該零部件割掉，重新?lián)Q上滿足條件的板材，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)防類似質(zhì)量問題的措施有：

（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)，避免在開料和加工過程中造成的既定損失，把損失控制在沒有進(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。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工流程中出現(xiàn)的問題

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)五年多的工作經(jīng)驗(yàn)，在加工制作過程中較易發(fā)生質(zhì)量問題且發(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)量問題所占的比率很小。在上面的施工過程中，特殊工序有焊接、涂裝，重要工序有下料，裝配。

2.2.1 焊接工序

該工序?qū)儆陔[蔽工程，也是最易發(fā)生質(zhì)量問題的工序之一，從2006年產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)顯示，發(fā)生該工序的質(zhì)量問題中：因?yàn)楹附淤|(zhì)量導(dǎo)致的焊縫返修率高達(dá)70%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)問題而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量問題約占8%，這樣問題屬于直接影響工程質(zhì)量的主要問題，所以此類型的問題必須通過專業(yè)的檢測(cè)公司運(yùn)用專業(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)的缺陷類型分為夾渣、未溶合、氣孔等。

原因分析：

（1）在X類型坡口熔透焊縫中，在施焊過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)量問題。

（2）采用墊板的V類型的坡口焊，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，事后通過儀器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)墊板處存在質(zhì)量問題；

（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、坡口的大小的設(shè)計(jì)不滿足施工要求、在焊接過程中采用的焊接電流不滿足要求、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有進(jìn)行預(yù)熱處理，焊接過程中的保溫措施及層間溫度的控制不當(dāng)?shù)取?/p>

（4）在構(gòu)件的焊接過程中因焊接方法不合理滿足焊接質(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)生的缺陷問題。

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。

2.2.2 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)量問題的工序。工序的質(zhì)量問題主要表現(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)量問題，例如現(xiàn)場(chǎng)施工的溫度、濕度條件超過規(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)問題，此類問題將釀成重大的質(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)量問題的發(fā)生和避免潛在問題的產(chǎn)生：

（1）在每個(gè)工程開工之前，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。

2.2.3 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)量問題主要表現(xiàn)在：對(duì)于長(zhǎng)條和薄板類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)重的超過了標(biāo)準(zhǔn)的要求。

原因分析：

（1）切割氣體的純度不滿足要求，導(dǎo)致切割面出現(xiàn)質(zhì)量問題，

（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)。比如在切割過程中由于切割機(jī)械使用的年限較久，在行走過程中出現(xiàn)抖動(dòng)、彈跳等問題影響切割。

可以采取以下處理措施來(lái)糾正和預(yù)防質(zhì)量問題的發(fā)生和預(yù)防潛在問題的產(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，把問題控制在未開料之前。

（2）加強(qiáng)對(duì)過程的監(jiān)控力度，嚴(yán)格實(shí)行“操作者自檢——班長(zhǎng)互檢——專檢員專檢”的“三檢制”，做好過程記錄監(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。

2.2.4 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)過程的監(jiān)控是非常的重要。該工序的產(chǎn)生的質(zhì)量問題主要表現(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；有些零部件沒有經(jīng)過校正就進(jìn)行裝配，裝配完成后已存在的變形沒辦法消除變形；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。

3、鋼結(jié)構(gòu)制作過程應(yīng)注意的問題

除上述幾個(gè)主要工序影響到鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量外，在鋼結(jié)構(gòu)整個(gè)制作工藝其他工序中一些因素也影響到工程質(zhì)量，應(yīng)加以重視和避免。下面結(jié)合我公司鋼結(jié)構(gòu)工程鋼構(gòu)件的制作工藝作簡(jiǎn)要闡述：

本工程的鋼梁鋼柱,制作工藝流程為：放樣→下料→電腦編程→拼板→CNC切割→組立→埋弧焊接→鉆孔→組裝→矯正成型→鉚工零配件下料→制作組裝→焊接和焊接檢驗(yàn)→防銹處理、涂裝、編號(hào)→構(gòu)件驗(yàn)收出廠。

3.1 制作放樣

放樣是鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序，只有放樣尺寸精確，方可避免以后各加工工序的累積誤差，才能保證整個(gè)工程的質(zhì)量，因此對(duì)放樣工作，必須注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

放樣前必須熟悉圖紙，并核對(duì)圖紙各部尺寸有無(wú)不符之處，與土建和其他安裝工程有無(wú)矛盾"核對(duì)無(wú)誤后方可按施工圖紙上的幾何尺寸、技術(shù)要求，按照1：1的比例畫出構(gòu)件相互之間的尺寸及真實(shí)圖形。

樣板制出后"必須在上面注上圖號(hào)、零件名稱、件數(shù)、位置、材料牌號(hào)、規(guī)格及加工符號(hào)等內(nèi)容"使下料工作不致發(fā)生混亂"同時(shí)必須妥善保管樣板防止折疊和銹蝕，以便進(jìn)行校核。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量"防止由于下料不當(dāng)造成廢品，樣板應(yīng)注意適當(dāng)增加余量。

3.2 拼板

拼板時(shí)應(yīng)注意的問題：

拼板時(shí)應(yīng)考慮下料切割焊縫的收縮量，適當(dāng)放出余量，自動(dòng)切割縫為2MM，手工切割縫為3MM，焊縫收縮量視構(gòu)件長(zhǎng)度一般應(yīng)放20-30mm。

拼板焊應(yīng)按圖紙對(duì)焊縫等級(jí)的質(zhì)量要求進(jìn)行，焊接前應(yīng)清除焊縫口銹蝕、油跡、毛刺等，按要求開好坡口"單面坡口55±5，純邊高度1.5-2MM采用焊縫清根，焊劑烘潮，焊絲清潔等措施，以保焊縫質(zhì)量。

3.3 CNC切割

CNC切割時(shí)應(yīng)注意的問題：

按下料圖要求制作角度樣板,經(jīng)檢查無(wú)誤后方可使用。

切割時(shí)應(yīng)考慮割切、焊接的收縮余量及組裝誤差,長(zhǎng)度一般應(yīng)放20～30mm,切割寬度誤差±1mm。

編程后,切割機(jī)應(yīng)空機(jī)運(yùn)行,記錄運(yùn)行軌跡是否與下料尺寸相符,無(wú)誤后即可切割。

割切時(shí),根據(jù)板厚隨時(shí)調(diào)節(jié)火焰大小、氧氣壓力、切割速度,確保切口光順平滑。

3.4 組立

組立時(shí)應(yīng)注意的問題：

翼腹板有對(duì)接焊縫時(shí),組立應(yīng)注意翼腹板焊縫錯(cuò)開200 mm 以上。

組立時(shí)確保腹板對(duì)翼板的中心線垂直度偏差為b /100 且≤2 mm,中心線偏移≤1 mm。翼腹板間隙應(yīng)≤0.8 mm,以滿足埋弧焊的需要。

定位焊間距一般為300～400 mm,焊縫高度不超過設(shè)計(jì)縫厚度的2/3, 焊條型號(hào)應(yīng)與構(gòu)件材質(zhì)相匹配。

3.5 埋弧焊

埋弧焊應(yīng)注意的問題：

焊接所采用的焊絲、焊劑應(yīng)與構(gòu)件的材質(zhì)相匹配。

焊前應(yīng)對(duì)焊絲、焊縫進(jìn)行清潔,除去油漬、銹跡,焊劑等。

焊接時(shí)應(yīng)加引弧板和收弧板,引弧和引出的焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于50 mm,焊后應(yīng)切割。

選擇合適的焊接電流、電壓、焊接速度及合理的焊接程序,確保焊接質(zhì)量,減小焊接變形。

3.6 制孔

鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)所留A、B 級(jí)螺栓孔應(yīng)具有H12的精度,孔壁表面的粗糙度Ra 不應(yīng)大于12.5um,螺栓孔的允許偏差超過上述標(biāo)準(zhǔn), 不得用鋼塊填塞,可采用與母材料性質(zhì)匹配的焊條補(bǔ)焊,再重新制孔。

制孔方法采用鋼模鉆孔,各種鉆孔全部采用鉆床鉆孔以提高工作效率,保證構(gòu)件的質(zhì)量。

3.7 矯正

鋼材切割或焊接成型后,均應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行平直矯正：

好的零件在加熱矯正時(shí), 加熱溫度應(yīng)根據(jù)Q345 性能選定,不得超過900 ℃。

鋼結(jié)構(gòu)在加熱矯正后應(yīng)緩慢冷卻,不能用水冷卻。

矯正的鋼材表面,不應(yīng)有明顯的裂縫或損傷。

結(jié)語(yǔ)：

以上是我對(duì)易引起工程質(zhì)量問題的過程點(diǎn)的一些認(rèn)識(shí)。結(jié)合幾年的工作經(jīng)驗(yàn)，我深刻認(rèn)識(shí)到在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，正確認(rèn)識(shí)并盡量避免一些質(zhì)量隱患因素，不僅能夠確保加工質(zhì)量，而且也能收到較好的經(jīng)濟(jì)效益。