荆州区钢结构渗透检测

荆州区钢结构渗透检测专业高效

1  范围
本规程规定了钢结构失效分析的术语和定义、总则、程序与要求等。
本规程适用于钢结构的失效分析，也适用于其他金属材料结构的非正常断裂的原因分析。
2  规范性引用文件
下列规范中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规程。凡是不注明日期的引用文件和其较新版本适用于本规程。
GB50205       《钢结构工程施工质量验收规范》
GB/T2975     《钢材力学及工艺性能试验取样规定》
GB/T11345    《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
GB/T3323     《金属熔化焊 焊接接头射线照相》
JB/T6061      《无损检测 焊缝磁粉检测》
JB/T6062      《无损检测 焊缝渗透检测》
QB/SBC56     《雪灾后钢结构检测与鉴定技术规程》
QB/SBC57     《火灾后钢结构检测与鉴定技术规程》
GB/T24179    《金属材料残余应力测定压痕应变法》
GB/T7704     《X射线应力测定方法》
GB/T13298    《金属显微组织检验方法》
GB/T4340.1   《金属材料 维氏硬度试验 *1部分：试验方法》
JB/T6842      《扫描电子显微镜试验方法》
3  术语和定义
失效分析  failure analysis
对失效件的宏观特征与微观特征、物理和化学性能、制造工艺、载荷和受力状态及环境因素等进行综合分析，判明失效模式与原因，提出预防和改进措施。
失效模式  failure mode
失效的宏观表现形式。
失效机理  failure mechanism
引起失效的内在原因和本质。
4  总则
4.1失效分析的目的
确定失效分析的对象，判断失效件的失效模式，找出引发失效的原因及机理，提出改进或预防措施，防止同类失效事件再次发生。同时，为后期安全评定、加固、修复提供依据。
4.2失效分析的原则
1）失效分析工作应遵守有关的法律和法规；
2）失效分析工作应做到科学严谨、客观公正、深入全面。
4.3失效分析的一般程序
对于钢结构件的失稳、坍塌以及局部构件的严重损坏等情况，一般按下列程序进行：
1）失效事件的调研；
2）结构稳定性、可靠性分析；
3）首先失效件的确定；
4）失效件的收集与保管；
5）失效分析方案与实施细节的制定；
6）试验与分析；
7）失效分析报告的编写。
5  程序与要求
5.1失效事件的调研
失效事件的调研为确定首先失效件以及制定失效方案等后续工作提供依据。调研内容包括：
1）失效件的设计、施工图纸、材料、服役环境、使用年限以及受力状况等；
2）查阅类似的失效形式发生情况及当时构件整体情况；
3）收集失效件的原材料质保书、设计及工艺图样、焊接工艺规程、生产过程、周围环境等原始技术资料；
4）失效件生产及施工过程中相关人员的询问，是否存在异常情况。
5.2结构稳定性、可靠性分析
根据结构的图纸详情，分析确认该结构的设计、施工及使用过程中的可行性及合理性，并利用计算机模拟，分析结构在现场工况下的应力分布状况及结构稳定性。
1）利用合适的模拟软件，建立结构的空间计算模型；
2）根据结构的受力情况，计算不同的荷载对结构的应力分布情况，对结构而言，应考虑恒荷载、动荷载、风荷载、吊车荷载、地震作用等情况；
3）根据荷载组合作用力，考虑结构自振特性、荷载作用下结构变形特性、较不利荷载作用下应力状况；
4）根据应力分布状况，对比结构实际的承载状况，进行稳定性分析。
5.3首先失效件的确定
根据5.1、5.2的调查、分析结果，结合失效件的变形、裂纹走向及断口宏观形貌，确定首先失效件。
5.4失效件的收集与保管
调查及试验过程中，应注意失效件的收集与保管：
1）失效分析前，应对失效件进行拍照、绘图、文字描述等方式记录失效件的位置及外观特征。试验过程中，应对失效件进行妥善的保管，避免裂源位置的断口腐蚀、二次损伤及污染；
2）调查、取样过程中，应完整保护失效件断口及损伤特征，防止失效件的新损伤，严禁将两匹配断口对合；
3）在现场对首先失效件进行取样，取样的大小要满足后续相关实验的标准试样要求，并且保证现场取样方式不会对试样产生热影响；
4）失效分析后的失效件及试样应妥善保管。
5.5失效分析方案与实施细节的制定；
在失效事件调查以及现场勘察完毕后，现场分析之前，需制定失效分析方案与具体实施细则。分析方案包括：分析目的、分析内容、试验方法以及时间安排等。
5.6试验与分析
5.6.1失效件宏观分析
1）失效件在进行清洗和切割之前，用肉眼或放大镜对尺寸、表面颜色与状态、损伤与变形、表面附着物等形貌特征进行仔细观察，并采用文字描述、草图构画、照相、录相等方式详细记录。
2）失效件损伤特征及位置可在实体显微镜下进一步的观察与分析，以便较全面地掌握失效件的宏观特征（断裂起源与扩展方向、源区形貌、扩展区形貌、腐蚀与磨损的深度与颜色、损伤痕迹与特征等），为判断失效模式及后续试验提供依据。
5.6.2断口微观分析
1）将断口切割并清洗（防止断口损伤及锈蚀），置于扫描电子显微镜下观察与分析；
2）通过对断口源区、扩展区等微观形貌的分析，确认该断口的微观断裂机制，为分析失效机理及后续试验提供依据。
5.6.3理化分析
在失效件宏观分析、断口微观分析的基础上，利用金相显微镜、扫描电镜等分析失效件裂源区、扩展区、瞬断区的剖面微观特征，包括三区的组织、形貌、微区成分、材料冶金缺陷、材料变形、加工痕迹以及外来物等，为判明失效模式、分析失效机理及失效原因提供依据。

下列各项检验应在不破坏主要失效特征的前提下，按相应的标准进行：
1）无损检测：采用X射线检测（RT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、超声波检测（UT）等无损检测方法对失效件或同批次构件进行非破坏性检测；
2）残余应力测定：采用压痕应变法、X射线衍射法等，测定失效件或同批次构件的残余应力，主要针对大型焊接结构件；
3）化学成分分析：对失效件的化学成分进行分析，包括材料中的微量元素分析。以判定材料的成分是否符合相应标准要求。必要时，需对焊缝、表面沉积物、腐蚀产物等进行成分分析；
4）力学性能测定：根据失效分析的目的、要求及可能性，对室温下拉伸、弯曲、冲击、疲劳等力学性能进行测定，以评定失效件的材质与工艺是否符合要求；必要时可进行低温或高温的力学性能测定。
5）组织结构分析：用肉眼、光学显微镜和电子显微镜对失效件的低倍组织、高倍组织、夹杂物及晶粒度进行检查分析。需要时可用X射线能谱仪或波谱仪等对微区成分进行分析；
6）硬度分布测定：采用维氏、布氏、洛氏硬度计对失效件、焊接节点等进行硬度测定，以确定整体硬度分布情况和硬度梯度分布情况。
5.6.4失效件制造质量分析
对失效件的制造工艺、加工质量、结构尺寸等进行分析，以评定失效件的制造质量是否符合标准要求。
5.6.5失效件受力分析
根据失效件结构特点，分析结构的受力状态及应力大小，必要时采用应变法、光弹法等方法测定失效件承受的载荷并绘制结构受力图。
5.6.6失效件的断口反推
必要时，可对失效件的断口进行反推，以估算失效件的原始疲劳质量、疲劳寿命、疲劳扩展速率、失效过程中所承受的应力以及判断失效件断裂的先后顺序等。
5.6.7模拟试验
在可能的条件下，通过实物模拟试验来验证钢结构节点失效的模式和原因。
5.6.8综合分析
根据上述分析及检测结果，对失效模式与原因进行全面系统的综合分析，以判定失效模式，确定失效的原因。
5.6.9改进与预防建议
针对失效原因提出相应的纠正、改进与预防措施，并在可能的条件下进行试验验证。
5.7失效分析报告的编写
1）失效分析报告应层次分明、结构严谨、文字准确、图表清晰，一般应包括以下内容：
a）委托单位名称；
b）背景情况介绍：失效件的制造工序、本身的功能、工作条件、发生失效事件的过程以及失效件的制造、修理及使用等基本情况；
c）分析内容及方法：真实详细地记录分析内容和试验方法；
d）试验过程及结果：客观地记录试验过程及得到的结果，试验过程中的各项检验测试均应有相应的分析报告；
e）综合分析
f）结论
g）建议
2）失效分析报告由承担失效分析的单位编写，并应具有编制、审核、批准手续。
3）当失效分析过程中涉及到需要保密的问题时，失效分析报告应规定密级，并在规定的范围内使用。
本规程用词用语说明
1 为了便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词用语说明如下：
1.1  表示很严格，非这样做不可的用词：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。
1.2  表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”
1.3  表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的用词：
正面词采用“宜”，方面词采用“不宜”。
表示有选择，在一定条件下可以这样做的采用“可”。
2 规范中*应按其他有关标准、规范执行时，写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。