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1、钢结构施工中常见质量问题及解决措施崔勇力（中国石油天然气第六建设公司 桂林市 541004）摘要：摘要：钢结构是由连续的管廊架（梁）和成排的落地立柱以及各种拉撑组成的大型构架，为满足化工生产工艺的要求，有相当部分的设备（包括静置设备和传动设备）和管道需要安装在一定的高度和位置并相互连接完成其工艺流程，其用以支托成排的各种管线和管道，在化工和石油化工生产装置中应用较多。根据化工压力罐区钢结构施工情况，分析钢结构施工中常见质量问题，并分析原因制定措施。关关键键字：字：钢结构、质量问题、原因、措施一、引言一、引言我公司负责承建的抚顺石化分公司化工压力罐区装置内，共有长 820 余米 35 层管廊钢结
2、构、复杂的换热器及设备框架、连接形式复杂的独立管支架等。鉴于今年抚顺地区多雨、型钢除锈涂漆与施工现场较远，二次倒运造成钢结构油漆划伤或者是脱落，钢结构处于化工区等原因，为保证钢结构涂漆质量，特分析钢结构返锈原因并制定措施。同时，考虑钢结构连接形式复杂、焊接量大等原因，特分析钢结构焊接变形的原因及措施；并将该措施运用于化工压力罐区施工过程中，保证现场工程施工质量。二、钢结构的返锈问题原因及制定措施钢结构的返锈问题原因及制定措施1 化工压力罐区在进行钢结构除锈、涂漆等环境中出现以下问题：钢结构预制、喷砂除锈、涂漆后第二天就返锈；钢结构表面出现浮锈；安装后不久就出现锈迹斑斑的情况；安装后局部焊缝连接
3、处出现锈迹；钢结构连接板处出现返修。2 分析出现以上问题的原因：钢结构涂漆时，空气潮湿或涂漆时下雨未进行防护，油漆不能及时在型钢表面形成密封的保护层，且油漆中水汽、空气与型钢金属发生了氧化反应，加快了生锈和返锈的速度；油漆厚度不够不能起到隔离保护作用；钢结构涂漆后再进行加工时（如钻孔） ，加工的铁粉未进行清理干净，残留在钢结构表面，经雨水或气候潮湿导致铁粉生锈并粘附钢结构油漆表面形成表面的一层浮锈；钢结构喷砂除锈不彻底，油漆厚度不够或涂漆仅进行涂底漆，长时间经日晒雨淋造成返锈；钢结构涂漆场地与安装场地较远，在运输、吊装过程中，造成型钢表面油漆的划伤、脱落等质量问题，此处在空气中将慢慢生锈，并使
4、周围区域返修；钢材表面有毛刺、飞溅、焊渣、污物等附着物，在喷砂除锈等环节未清理干净，造成涂漆时毛刺、飞溅、焊渣等内部涂漆不到位，下雨后雨水渗入到毛刺、飞溅、焊渣内部造成生锈和返锈；钢结构安装后所用的防锈 、防腐蚀的涂料及混合比例不符合设计要求；钢结构焊缝连接处飞溅、污物一般清理不干净容易导致生锈和返修；部分钢结构连接板连接处无焊缝、未涂满油漆，导致雨水浸入到连接板之间造成生锈和返锈。3 制定措施：按照设计工艺要求，在适宜的环境内进行涂漆工作，遇到阴雨天气采取防护措施或停止涂漆施工；钢结构加工后及时将铁粉及污物清扫干净；钢结构必须喷砂除锈彻底，如除锈不彻底的采用手动砂轮机进行清除；质检员和技术员
5、必须经过检查确认后才能进入涂漆工序；加强钢结构涂漆后油漆的防护措施，防止施工过程中造成油漆脱落所造成返锈现象 ，如造成划痕、油漆脱落等现象，应及时进行除锈并再涂漆措施，防止腐蚀；涂漆前，将钢材表面的毛刺、飞溅、焊渣等附着物清理干净，使油漆在型钢表面形成密封的保护层；同时，保证油漆和钢结构本体的附着力；按照设计要求选用防锈、防腐蚀的涂料，按照设计及油漆使用说明进行混合配比；选用油漆要结合钢结构使用的当地的气候及环境的影响；保证钢结构连接处飞溅、污物清理干净；通过连接板连接的部位，使用油漆将外露金属部分完全保护起来，防止雨水进入使内部生锈后造成油漆返修。三三 钢结构焊接变形的原因及控制措施钢结构焊
6、接变形的原因及控制措施1 钢结构焊接变形主要表现在：梁对接后弯曲变形；筋板、加强筋、连接板焊接后变形；整体框架因焊接量大，收缩变形导致框架扭曲变形。2 产生变形原因产生变形原因是焊接应力：金属焊接时是在局部加热、熔化的过程。焊缝加热区受热膨胀而周围的母材还处于冷态或加热温度不高状态 ,因而对焊接区受热母材的膨胀起约束作用 ,焊接区因此受压应力 ,而母材受拉应力。随着电弧的前移 ,已完成的焊缝和热影响区冷却并收缩 ,而周围的母材起约束其收缩作用。在这种作用下产生的是焊接应力 ,金属冷却后还存在不对称焊接残余应力。残余应力导致结构件发生不同方向和不同形式的变形。3 应采取的措施3.1 设计方面的措
7、施焊缝金属填充量直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。组对间隙大、焊脚尺寸大，不仅会增大焊接工作量，而且会引起更大的焊接变形，因此在保证结构承载能力的前提下，尽可能与设计沟通通过减小焊脚尺寸、降低焊缝数量、减小组对间隙等实现减小焊缝金属填充量。同时，建议设计尽可能的降低焊缝数量。3.2 合理地选择焊接方法和焊接工艺参数 选用热量集中、热影响区较窄的 CO2 气体保护焊等焊接方法代替手弧焊，可减少钢结构焊接变形；选用较小的焊接热输入及合适的焊接工艺参数，可减少钢结构受热范围，从而减少焊接应力和变形。 3.3 采用合理的装配焊接顺序3.3.1 采用合理的装配焊接顺序应将钢结构尽可能先装配成整体再焊
8、接，这样可以增大钢结构焊接时的刚性，以减少变形。以 H型钢梁为例，先整体装配再焊接，其焊后的上拱弯曲变形，要比边装边焊顺序所产生的弯曲变形小得多。3.3.2 对称焊缝应采用对称焊接法 对截面形状、焊缝布置均匀对称的钢结构件，应采用对称焊接施工。 3.3.3 不对称焊缝先焊焊缝少的一侧 一般先焊的焊缝由于结构刚度较小易使结构产生变形。因此，对于不对称焊缝的钢结构，应先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多的一侧。这样可使后焊的变形足以抵消先焊一侧的变形，以减少结构总体变形。 2.3.3.4 采用不同的焊接顺序控制焊接变形 对于钢结构中的长焊缝，在可能的情况下将连续焊改成分段焊，并适当地改变焊接方向，可使局部
9、焊缝造成的变形适当减少或相互抵消，以减少结构总体变形。 2.3.4 反变形 焊前将钢结构装配成具有与焊接变形方向相反、大小相等的预先反变形，以抵消结构焊后形成的变形。例如，为了防止 H 型钢梁上下翼板焊后产生角变形，可在焊前使用油压机将其翼板预先反向压弯。 2.3.5 刚性固定 在没有反变形的情况下，利用外加约束来固定构件，限制其焊接变形。例如，采用装焊胎卡具等增加钢结构在焊接时的刚度，以减少变形。 2.3.6 热平衡法 在某些焊缝不对称布置的重要钢结构件焊接时，焊后往往会产生弯曲变形。如果在结构上与焊缝对称的位置上采用气体火焰与焊缝同步加热，只要加热的工艺参数选择适当，就可以减少或防止结构弯
10、曲变形。2.3.7 焊接变形矫正措施焊接应力是产生焊接变形的原因 ,是焊接过程中不可避免的问题。变形超过技术设计允许变形范围，应设法进行矫正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。普遍应用的矫正方法，主要有机械矫正和火焰矫正。采用火焰加热。加热的温度应在正火温度以内 600800左右 ,钢板外观呈暗红色。这种方法实际是将上、下翼缘板“烤短 ”(即使钢板经加热冷却后收缩 ) ,因此根据实际情况在下料预留焊接收缩余量时考虑进去。特别强调钢结构热矫正要使用专用的烤把，不能使用氧乙炔割枪，防止热矫正时热量集中，使刚才退火
11、，造成钢材的强调急剧下降。四四 防止以上问题产生的质量管理措施防止以上问题产生的质量管理措施为保证钢结构施工质量处于受控状态，项目部按照公司质量体系程序文件，建立项目部质量体系并有效运行。3.1 防止钢结构返锈的质量管理措施项目部编写、审批了钢结构防腐、涂漆施工方案及质量保证措施，技术员和质检员加强技术文件执行情况的检查力度；技术员及质检员加强进场型钢及油漆的质量检查工作，拒绝验收不合格的型钢及油漆。如已验收的型钢表面存在毛刺，必须将毛刺清理干净才允许涂漆；技术员应对工人进行油漆混合配比进行指导和监督，保证配比符合设计要求；质检员要在型钢喷砂后进行验证，喷砂合格后才允许进入到涂漆工序；部分型钢
12、在焊接后，必须经质检员检查，焊缝两侧飞溅、焊渣及污物清理干净才允许进行下道工序；技术员应进行天气环境监测，当涂漆环境不符合要求时，应及时停止施工，并采取防雨措施。 ；制定钢结构油漆保护措施，防止在运输中造成严重划痕、油漆脱落等，造成返锈；3.2 防止钢结构焊接变形的质量管理措施焊接技术员按照设计要求，尽可能选用 CO2 气体保护焊，高空采用手工电弧焊辅助进行焊接；制定合理的钢结构组装施焊顺序，要求工人认真执行；制定钢结构防变形措施，监督检查执行；钢结构施工尽可能选用有经验的铆工和有资质的焊工；质检员要在整个过程中进行监督，保证钢结构焊接质量和防变程度符合设计及规范要求。五五 结束语结束语化工压力罐区内钢结构涂漆、预制、安装接近尾声，通过采取了以上适当的设计措施（如更改连接形式） 、工艺措施（如选用 CO2 气体保护焊）和严格的施工质量管理措施（如钢结构焊接变形控制措施） ；罐区内钢结构施工质量得到了大幅度的提高，达到了通过分析质量问题原因、制定质量措施，提高工程质量的 PDA 循环的目的。
