时间：2023-05-30 10:00:19
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇碳素结构钢，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
0 前言
普碳钢已逐步趋向低合金的优质碳素结构钢钢发展，由于多种原因，现在碳素钢的连铸板坯中不同程度地存在着一些质量问题，如果能将二冷区电磁搅拌技术成功地运用于碳素钢连铸，将很大程度推动连铸电磁搅拌技术的进步。
1 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊应用连铸条件及主要技术
1.1 连铸机主要技术参数
1.2 电磁搅拌的选择
为满足大断面连铸坯的使用，电磁搅拌辊采用湖南中科电气的两项专利技术：
（1）高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊
电磁搅拌辊的结构由一个固定的激发磁场感应器、起调节作用辊套、接线盒及冷却水路构成。感应器主要由铁芯及线圈组成，采用纯净水直接冷却，对线圈绝缘性能要求较高，辊套由非磁高强度耐热合金钢制成。
在辊套与感应器之间加装有带缺口的防漏磁屏蔽环，磁屏蔽环的缺口面为工作面，从而极大增强电磁搅拌辊运行时产生的中心电磁推力，其推力比国外同类产品约大1.7-2.5倍。
（2）二冷区电磁搅拌辊支撑装置
辊面长度超过2000mm的电磁搅拌辊的机械强度明显不够，极易使辊套变形甚至断裂等。采用图2支撑结构后，明显改善了其承受的最大弯曲应力，强度的增强使辊套很大程度得到减薄同时是磁场加强，使电磁搅拌辊能够应用于各种断面的连铸机。
3 连铸工艺条件和电磁搅拌参数对碳素结构钢连铸冶金效果的影响
3.1 试验钢种及参数
3.2 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊对碳素结构钢连铸坯的影响
3.2.1 形成等轴晶区
二冷区的电磁搅拌辊可以扩大铸坯内部等轴晶区的面积，给定连铸工艺制度条件下，搅拌位置决定了柱状晶和等轴晶厚度之比。
图4为低倍上有明显的方框形白亮带（负偏析带），这是使用SEMS搅拌后钢液运动对凝固前沿冲刷后出现的，白亮带以外代表电磁搅拌辊搅拌之前已凝固坯壳的厚度，白亮带以内为磁搅拌器搅拌之后未凝固钢液的厚度。
电磁搅拌辊的安装位置决定了铸坯内部的最大等轴晶区面积，安装位置处凝固率越低，SEMS所能形成的最大等轴晶区域就越大，反之则越小。如图6安装位置在第三扇形段时，铸坯在搅拌前的凝固坯壳厚度相对于图4有所增加，所以白亮带以内的等轴晶区就变窄。
若SEMS电流和频率参数过小，水平电磁推力不够，不能在搅拌区域打断柱状晶前沿形成足够的游离晶核，过了搅拌区后晶核便由于钢水的粘稠静止，游离晶核会向外弧侧沉积形成“结晶雨效应”，形成图5所示低倍。图5中H2为搅拌区域，H3为实际形成的等轴晶区域。这样的铸坯虽然有等轴晶区域形成，但是在内外弧侧分布不对称，对铸坯性能有一定的影响。
因此若需控制铸坯等轴晶率，应当从连铸工艺、SEMS安装位置、合理的SEMS参数这几点着手。
3.2.2 解决中间裂纹缺陷
铸坯经过二次冷却区时冷却不匀称，凝固前沿的固液交界面及附近区域富集溶质元素聚集，温度回升大而孕育发生的热应力造成的。图3中未使用SEMS时铸坯中存在图3-②中间裂纹。
电磁搅拌辊对两相区进行搅拌，加速了两相区的钢水流动和熔化，使钢液内的过热度迅速消失，从而使得凝固前沿的温度和溶质浓度场更加均匀，创造了等轴晶形成的条件，杜绝了中间裂纹的生成。图4-③处裂纹由于在电磁搅拌作用之前已经形成，因此无法消除。即电磁搅拌辊可以杜绝在搅拌区域内形成裂纹，但是不能解决SEMS作用之前已形成的裂纹。
图5 SEMS参数过小，电磁搅拌后又形成柱状晶区，中间裂纹再次形成，如图5-④。
判断中间裂纹形成位置后，应尽量在其还未形成之前使用SEMS。对于图3-①的皮下各种小裂纹，SEMS暂时还无法解决。
3.2.3 解决中心偏析、中心线裂纹缺陷
要减少中心偏析及中心线裂纹，那么搅拌位置应适当靠下。表4为SEMS安装在第二扇形段入口和第三扇形段出口的对比，前者尽管有37.63%的等轴晶率，但是在中心仍然有中心偏析；当SEMS安装到第三扇形段时，搅拌区接近凝固末端，从而改变最后凝固阶段的传热及物质迁移，使其均质化，中心偏析相应得到改善。
但SEMS安装位置不能太低，一般来说安装位置的未凝固液芯厚度不应小于铸坯厚度的20%。
表4 SEMS安装位置对铸坯中心偏析低倍组织对比（无轻压下）
4 结束语
综上述，板坯二冷区电磁搅拌器中心的最佳位置约在液芯为坯厚的60～30%范围内。
要求宽的等轴晶区又要解决好中心偏析问题的钢种，一般采取多扇形段组合搅拌方式，前一段搅拌产生宽等轴晶区，后一段搅拌解决中心偏析问题。
合理的设计与工艺参数使电磁搅拌能够产生足够的电磁推力来搅拌钢液，也是铸坯取得良好冶金效果必要条件之一。
【参考文献】
指碳钢，由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢。
必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。
碳素结构钢，英文名：CarbonStructuralSteel，碳素钢的一种。含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。
用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。
（来源：文章屋网 ）
关键词：14MnMoNbB钢；焊接性；焊接工艺
1. 低合金高强结构钢概念
低合金钢综合性能优异，经济效益显著，是焊接结构中用量最大的一类工程材料。这类钢的应用范围广泛，涉及国民经济和国防建设的各个领域。
1.1低合金高强度结构钢分类及特点
1.1.1低合金高强度结构钢的分类
低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是含碳量Wc0.20％的碳素结构钢基础上，加入少量的合金元素发展起来的，强度高于碳素结构钢 此类钢中除含有一定量硅或锰基本元素外，还含有其他适合我国资源情况的元素。
低合金高强度结构钢按钢的屈服强度级别及热处理状态又分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。国内外常见的低合金高强钢见表1.1。
表1.1国内外常见的低合金高强钢
类型 屈服强度/MPa 国内外常见钢牌号
热轧及正火钢 294-490 09Mn2（Cu），09Mn2Si，16Mn（Cu），14MnNb，15MnV,15MnVN,18MnMoNb，14MnMoV
低碳
调质钢 490-980 14MnMoVN, 14MnMoNbB,T-1,HT-80,Welten-80C，NS-63,HY-130,HP9-4-20,HQ70,HQ80,HQ100,HQ13O
中碳
调质钢 880-1176 35CrMoA,35CrMoVA, 30CrMnSiA, 30CrMnSiNi2A,
40CrMnSiMoA, 40CrNiMoA,4340,H-11
⑴热轧及正火钢
屈服强度为294-490MPa (30-50kgf/mm2)在热轧或正火的状态下使用属于非热处理强化钢，应用十分广泛。
⑵低碳调质钢
屈服强度为490-980MPa (50-100kgf/mm2)在调制状态下供货使用，属于热处理强化钢，他即有高的强度，又有较好的塑形和韧性，可以直接在调制的状态下焊接，焊后不需要调质处理。这类刚主要用于大型机械、压力容器及潜艇制造。
⑶中碳调质钢
屈服强度一般在880-1176MPa（90-120kfg/mm2）以上，钢中含碳量较高（0.25%~0.5%），常用于强度要很较高的产品或部件，如火箭发动机壳体、飞机起落架等。
1.1.2低合金高强度结构钢的特点
低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量合金元素（一般不超过3%）冶炼的低合金钢。这类钢碳含量低（不超过0.2%），合金元素主要有钒、铌、钛、锰、硼等，这类钢与碳素结构钢相比，强度较高、韧性好，有较好的加工性能、焊接性能和耐蚀性。
1.214MnMoNbB钢的化学成分及力学性能
14MnMoNbB钢具有强度高、综合性能好、使用寿命长、应用范围广、比较经济等优点。该钢多轧制成板材、型材、无缝钢管等，被广泛用于桥梁、船舶、锅炉、车辆及重要建筑结构中。
14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分和力学性能见表1.2，1.3。
表1.214MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分
钢号 14MnMoNbB 14MnMoVN 15MnMoVNRE
C 0.12-0.18 0.14
Mn 1.30-1.80 1.41
Si 0.15-0.35 0.30
Mo 0.45-0.70 0.47 0.35-0.60
V 0.13 0.03-0.08
S
P
其他 Nb-0.04B-0.001 N0.015 RE0.10-0.20
表1.3 14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的力学性能
序号 牌号 拉伸试验 冲击试验
RmN/mm2 ReLN/mm2 A％ 试验温度℃ AKVJ
1 14MnMoVN ≥690 ≥590 ≥15 －40 ≥27
2 14MnMoNbB ≥755 ≥686 ≥14 －40 ≥31
3 15MnMoVNRE ― ≥666 ― －40 ≥27
2. 14MnMoNbB刚的焊接性分析
2.114MnMoNbB刚的焊接性
我国已开发出14MnMoNbB、HQ80和HQ80C等抗拉强度为800MPa的低碳调质钢及其配套焊材，并在工程中获得广泛应用。14MnMoNbB钢不含Ni、Cr但含有Nb元素。
14MnMoNbB刚以热轧状态或高温回火交货，也可以调质状态交货，但一般须经调质处理后使用。调质处理工艺为910-930℃，600～650℃回火，空冷。具体调质处理工艺应根据刚才化学成分上、下限，对热处理温度做适当调整。一般地，偏上限成分时，淬火温度选下限，回火温度选上限，这样可获得较好的综合力学性能。
板厚小于20mm的钢板焊接后易发生挠曲变形，对于箱型焊接结构来说，解决这种变形通常都是采用火焰方法矫正。但是，14MnMoNbB钢属于调质钢，是否可以进行火焰矫正是人们所担心的问题。实验结果表明，14MnMoNbB刚焊后进行单次货多次火焰矫正是可行的， 问题的关键在于控制加热温度和冷却速度。加热温度控制在900-1000℃范围为宜；800-500℃冷却速度以12-33℃/s为宜，即控制t8/5=9-25s范围内最好。火焰矫正后须进行650℃的局部回火处理。这样火焰矫正处理过的故为，其性能与钢板调质后的性能基本相当。4MnMoNbB刚焊接热影响区连续冷却曲线（SH-CCT）见图2.1，连续冷却转变曲线数据见表2.1；焊接连续冷却时间（t8/5）与热影响区组字组成的关系见图2.2，焊接时间（t8/5）与HAZ硬度的关系见图2.3。
表2.114MnMoNbB钢焊接连续冷却转变曲线数据
编号 t8/5/s HV 组织组成/% 临界冷却时间/s
1 5.8 475 M100 t′b55
2 10 455 M100
3 17 455 M100
4 33 440 M100
5 79 385 M20,B80
6 110 350 M10,B90
7 187 330 M2,B98 t′m200
8 234 290 B100
9 330 290 B100
10 486 305 B100
11 840 290 B100
12 2024 275 B100
13 4020 265 B100
注：t′b――形成贝氏体的临界时间，t′m――形成马氏体的临界时间
14MnMoNbB钢经焊接热循环作用后，淬硬倾向较大，热影响区硬度增高，但随预热温度增高其硬度随之降低。根据’铁延实验“和十字接头裂纹实验结果，14MnMoNbB钢避免焊接冷裂纹产生的余热温度约为150℃，采用较低的预热温度但增加后热处理可获得同样效果。板厚 小于6mm的薄板焊接时，如果环境温度大于14℃时，采用较大规范的手弧焊可以在不预热条件下施焊。
参考文献：
【关键词】：交通工程；项目；监理；施工要点
中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的增长，国家加大了对基础设施投资的力度，交通工程作为重要的基础性设施，在推动我国经济发展方面起到重要作用。在交通工程建设过程中，监理的作用是众所周知的，本文主要对当前我国交通工程中监理的现状及监理的项目进行分析，希望对提高交通工程建设质量起到促进作用。
一、交通工程监理发展的现状
所谓工程建设监理，是指监理单位依据交通行政法律、法规、标准和监理合同的规定，在综合运用经济和技术手段的基础上，依法对工程建设参与者的建设行为、责、权、利等进行必要的协调和约束。工程监理在工程的进度和资金等方面发挥了良好的控制作用，对工程的整体建设发挥了诸多益处，此外由于监理活动是一种高智能的有偿服务技术，因此监理单位在工作的过程中一定要遵循诚信、公平、科学、守法的原则，切实履行好自己的工作职能。
虽然当前我国交通工程监理发展前景良好，但与国际知名咨询工程比较起来，我国的监理单位无论是在经营理念、经营范围、经营规模、管理水平及从业人员的素质来讲，都存在较大的差距，在面对形势和新任务时尚不能从容应对，因此在未来的发展过程中，监理一定要不断拓展经营范围、提高队伍素质、增强企业实力，为我国的工程建设工作做好监督、把关的作用。
二、对交通工程重要项目的监理
1、对隔离设施的监理
对立柱、斜撑材料的监理，对于隔离设施的立柱和斜撑，可以采用边槽钢和冷弯等内卷边槽钢，对冷弯等边槽钢的规格和采用是有严格标准和要求的，他们都要满足设计要求方可使用。
对网片材料的监理，对于钢板网材料的使用标准，要满足《碳素结构钢》对其化学成分和机械性的要求，在采用时适合选择普通低碳退火薄钢板，或者是低碳冷轧（热轧）钢板。对于刺铁丝用的钢丝则有不同的标准和要求，按照《一般用途低碳钢丝》的规定，适合选择低碳钢丝。
对连接附件的监理，它的技术条件应该符合《碳素结构钢》，《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》的规定，具体可采用冷轧或热轧的钢板，在施工的过程中，要严格按照以上两个文件的要求进行钢板的选择，切勿疏忽大意，以免给工程质量造成严重后果。
在对表面处理时，隔离设施的所有金属件都应经过热浸镀锌处理，如果有像油漆、涂塑、紧固件等的技术，在对其耐久性、经济性、美观及施工条件的全面分析以后，如果符合要求也是可以采用的。
2、对缆索护栏的监理
对缆索护栏的监理，主要要做好两方面的工作，一是对材料的监理，二是对表面防腐处理的监理。
对材料的监理主要是针对各级缆索护栏、索端锚具以及螺栓、螺母、垫圈等而言的，各级缆索护栏的端部立柱、中间端部立柱、中间立柱等要严格按照《普通碳素结构钢》中关于Q235钢的机械性能的规定来选用，对其所使用的托架要符合两项要求，一是要符合《碳素结构钢和低合金结构钢热轧冷钢板及钢带》和《一般用途普通碳素钢和普通低合金钢薄板技术条件》的规定，二是要符合使用普通碳素结构钢板制造的标准，两项条件缺一不可；对于索端锚具时锚栓和锚具的机械性能要符合《优质碳素结构钢技术条件》的规定，对于其制造材料的选择上也是具有一定标准的，应该选用45号优质碳素结构钢；对于螺栓、螺母和垫圈的选用上，机械性要符合《碳素结构钢》中Q235钢的要求，材料上采用普通碳素结构钢。
3、对标志与标线的监理
对标志的监理，标志背衬标图案应该采用铝合金材料，并且该铝合金材料要符合GB5768-86的规定；对低面和图案的定向反光材料的选择上要注意两点，一是表面不能有任何气泡缺陷，二是具有高亮度级及工程级的“反射玻璃材料”应该符合国标；对于支撑结构，首要注意问题就是要避免它的铝合金与钢材进行直接接触，以防出现锈蚀；此外在对它规格进行检查时，要看是否符合设计图的尺寸，是否符合《道路交通标志和交通标线》的要求等。
在对标线进行监理时，要注意检查标线涂料的性能，参照的标准就是《路面标线涂料》中的相关规定，标线的包装和存储要符合相关文件的规定，包装袋上应有清晰的标记，只要这样的标线才是能够正规使用的。
4、对附属设施的监理
对附属设施的监理主要包括两方面的监察，一是对轮廓标的监理，二是对遮光板防眩设施的监理。
在轮廓标进行安装时，有几点要着重把握好，即安装的时间、安装的位置、安装的尺寸，还要选择合适的颜色，除此之外，其结构的铝合金板应该符合《铝及铝合金热轧板》的相关规定。
遮光板等构件要进行热浸镀锌的处理，对于用来镀层的锌有一定的标准，它不应低于《锌锭》的相关规定。
三、交通工程重点设施的施工要点
1、交通标志的设置
总的来说，交通标志的设置是不集中的，要结合路段的实际状况来布点，我们在施工时所要考察的重点是，桩号、版面内容与路面的状况是否一致等，预埋基础和指路标志等等不能遮挡视线，与高压线保持适当的距离。
2、交通标线
交通标线施工是交通安全设施工程施工的重要部分，交通标线的设置应该保持流畅、与道路线形相一致，另外还要醒目，具备良好的昼夜视线诱导功能。交通标线要结合涂料的不同的性能指标，根据气温的不同来保持交通作业的温度，一般要在6 ～ 30 ℃之间，因此，设置振动标线的型号、外形和间距时要结合车流、路面的特性等，此外，对设备要做定期的保养。交通标线的作业温度和速度对施工质量具有直接的影响。
3、护栏的设计
以设计图为标准，来设计护栏的立柱，通过调整和间距分配零头数，来处理立柱放样出现的间距零头，预埋管线与立柱相矛盾时，要重新确立立柱的位置，并避开中央分隔带，打桩位置一定要精准，在中央分隔带的相关位置，要按设计标准用砂浆立柱固定在预留孔，比如，大中小桥、暗通道、明涵洞等，应提前浇筑混凝土基础，留出立柱孔，在混凝土凝固后再用素混凝土把立柱固定在预留孔中。
4、隔离栅
隔离栅栏的设置与公路通达性要求之间往往会产生一些矛盾，为了避免这些矛盾，即保证隔离栅的合理设置，又保证公路的通达性，交通安全设施工程建设单位应首先利用仪器对公路用地界进行规划，保证隔栅设置合理。其次，隔离栅的设计与施工中应注意保持整洁美观。
5、防眩设置
防眩设置的目的是避免夜间对向车辆的车前灯对驾驶员造成炫目，从而减轻驾驶员夜间行车的疲劳感、行车压力，进而减少夜间交通事故的发生。交通安全设施工程施工现场管理中，应强化对防眩设置的检验，尤其是严格控制炫目装置支架、版面的安装高度、角度及其尺寸。保证装置设置合理，整齐有序，符合技术规范。
四、结语：
交通工程的施工是一项复杂的过程，稍有不慎就会很容易出现差错，因此监理单位要提高警惕，认真履行好自己的工作职责，不断积累实践经验，为作出高质量的工程而努力，同时施工单位也要提高对自身的要求，在施工的过程中，严格按照相关规定和文件的要求进行，完成优质工程为我国交通事业贡献自己的力量，同时造福于千万人民。
参考文献：
[1] 高泽宇. 建筑工程配电系统的施工要点[J]. 科技资讯, 2008(04)
[2] 王洪威 , 肖建民. 浅谈监理在公路工程建设中的作用[J]. 黑河科技, 2009(04)
三级钢筋即新标准名称为HRB400的钢筋，三级螺纹钢为旧称，为热轧带肋钢筋的一种，在建筑业中，三级螺纹钢是过去的叫法，螺纹钢的生产厂家在我国主要分布在华北和东北，华北地区如首钢、唐钢、宣钢、承钢 、山西中阳钢厂、保定普瑞钢铁等，东北地区如西林、北台、抚钢等，这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。
螺纹钢与光圆钢筋的区别是表面带有纵肋和横肋，通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋，螺纹钢属于小型型钢钢材，主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架。在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能。生产螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢或低合金结构钢，成品钢筋为热轧成形、正火或热轧状态交货。
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关键词：钢结构 施工 技术分析
钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构，因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点，与钢筋混凝土结构相比，在高、大、轻3个方面具有独特的优势，在高层建筑中应用广泛，如上海金茂大厦、深圳赛格大厦、大连世贸中心等就是采用高层钢结构的工程。炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，同时推动了钢结构设计与施工技术的不断进步及完善。在此，本文主要谈谈高层建筑钢结构施工技术。
1钢结构的优势
钢结构的优势有：自重轻，便于运输和安装，可跨越度大，用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1/2；抗展性好；钢材的塑性和韧性好，即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏，且对动力荷载的适应性较强；设计风格灵活、丰富，在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%；钢结构多采用螺栓连接，结构轻，施工简便，施工安装周期短；可以有效保护环境，即钢结构产生的噪音小、粉尘少，对土地资源破坏小，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高；综合造价低；钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证。
2材料选择要点
目前，我国建筑钢材一般只用两种，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢，其相应的国家标准为《碳素结构钢》（GB700―88）和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591―94）。以前常说的三号钢和 16Mn 钢就分别属于碳素结构钢和低合金高强度结构钢。钢材应有抗拉，屈服强度和硫、磷含量和碳含量的合格保证。所使用的钢材应具有钢材的质量保证书，其品种、规格、性能要符合国家产品标准要求，化学成分也要符合相关要求。钢材表面质量在符合国家现行有关标准规定的基础上，还应符合以下规定：当钢材表面有锈蚀、麻点等缺陷时，缺陷深度不能大于该钢材厚度负偏差值的1/2；连接材料中的焊条焊剂要有产品质量证书，并符合国家要求，药皮不能脱落，焊芯不能生锈，焊剂不能受潮。保护气体的纯度要满足施工工艺要求，在使用二氧化碳做保护气体时，二氧化碳纯度不能低于99.5% ，其含水量要小于0.05% 。⑥涂装材料要有出厂证明书和说明书，并符合国家标准和设计要求，涂料色彩按照设计要求正确使用，必要时可以作样板。防火涂料技术性能要满足施工需求，并通过国家正规检测机构的检测符合相关标准的规定。⑧防火涂料在使用时要检验粘结强度和抗压强度，并符合国家标准的规定。压型金属板板材的规格，品种，材质要符合设计和国家现行有关标准规定。
3钢结构施工的质量控制
3.1 钢结构建筑的基础通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土钢筋、模板的施工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。具体如下：取钢柱底板大小的钢板三块（其中两块厚 20mm ，一块 8 ～20mm 均可），2mm 厚的两块铜板按照钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装在一起，把一组螺栓插入螺孔，用 Φ14～Φ16 的钢筋将螺栓焊接为一体，上下各一道并可以重复多次使用。螺栓间间距及高低必须在规定的偏差范围之内。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用 Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏。做好施工交接。土建工程结束后.将螺栓组间的（轴线间距）、高低，每一个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量，验收后，组织相关安装人员进行验收，验收后要求钢结构安装人员进行复测。
3.2 钢构件的加工现已实现工厂化的生产，钢构件的进场质量验收就显得至关重要，构件进场除了核查数量，并进行表面检查外，还需要检查以下资料：①钢材材质的检验单，②钢材的材质证明（复印件须盖生产单位公章，并且说明原件存放地）；③无损检测报告和探伤检测报告。在安装柱，梁时，主要检查柱底版下的垫铁是否稳定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、侧自弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理验收合格后，方可起吊施工。当钢结构安装完，并进行验收合格之后，要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑。钢结构工程螺栓的连接通常使用高强螺栓和普通螺栓这两种，普通螺栓连接，每个螺栓一端不能垫 2 个以上垫片，螺栓拧紧后外露螺纹不能少于 2 个螺距；高强螺栓使用前需要检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板叠接触面要平整，接触面必须大于 75%边缘缝隙不能大干 0.8mm，高强螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和扩孔，不能强制穿入。高强螺栓不能作为临时螺栓，螺栓拧紧要注意按一个方向施拧，当天安装的要终拧完毕，并逐个严格检查，对欠拧、超拧的要及时补拧或更换。不合格的焊缝不得擅自处理，同一部位的焊缝返修次数不能超过 2 次。钢结构涂刷前，构件表面不能有异物，涂刷遍数和厚度应符合相关规定。在监理施工过程中，要求施工人员先固定钢窗一边的柱子，待钒窗完全固定并就位之后，再焊接另一边的立柱这样便可以保证钢窗与立柱之间不会有缝隙。压抑彩板进场后，要对其进行检查，并复核施工安装有关钢构件的安装精确度；清除檩条安装时的焊缝药皮和飞溅物，并涂刷防锈漆对钢构件进行防腐处理。安装彩板时，要按墙面的顺序进行排版，从墙面的一侧开始进行，再用螺钉固定，墙板接缝处要做好防水处理。
4结语
钢结构与其他结构相比，在使用功能、设计、施工及综合经济方面都具有优势，钢结构建筑具有良好的空间感，能合理布置功能区间：利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，适合创新、弹性设计的高层建筑结构体系。钢结构超高层民用建筑的推广和使用，标志着我国超高层民用建筑的开发和建设己步入了钢结构体系时代。
参考文献：
[1]王禄鹏，李晋民 .高层钢结构施工管理技术 [J].钢结构，2005，（1）.
23公斤，槽钢是截面为凹槽形的长条钢材，属建造用和机械用碳素结构钢，是复杂断面的型钢钢材，其断面形状为凹槽形。槽钢主要用于建筑结构、幕墙工程、机械设备和车辆制造等。
在使用中要求其具有较好的焊接、铆接性能及综合机械性能。产槽钢的原料钢坯为含碳量不超过百分之零点二五的碳结钢或低合金钢钢坯。成品槽钢经热加工成形、正火或热轧状态交货。
（来源：文章屋网 ）
关键词：钢结构；特点；施工
Abstract: The performance characteristics of steel structures in terms of strength, stiffness, ductility, toughness, and steel construction for these features to pay attention to the selection of connections and steel components stacked and choose to install the mechanical location, but also pay attentionthe steel structure of the paint process.
Key words: steel; characteristics; construction
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、土木工程中钢结构的特点
1、 强度。一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。
2、刚度。振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显着的优势。
3、延性。延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。
4、韧性。衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。
二、钢结构施工安装要点
整体来说钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。
1、选材与连接。钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另外一种则是精度相对较低的模板制孔。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。
2、 钢构件的堆放以及选择安装机械地点。通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。
3、 油漆工艺流程
（1）基层处理 首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。
（2）涂防锈漆、刮腻子 在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水份则要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。待到防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。可以在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆，从而增加其干硬性。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。如果堆放的时间太长，则要再做一次涂刷。
（3）涂磷化底漆 磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。在涂刷磷化底漆两个小时以后就可以涂刷其它面漆或底漆。通常情况下，二十四个小时后可以用清水或者毛刷清理表面的磷化残留物。干燥后如果表面形成了均匀的灰褐色的磷化膜，则代表已经达到了磷化的要求。
（4）刷涂面漆 刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。涂刷后要及时检查避免漏刷。钢结构的面漆通常需要刷两遍以上，厚度达70微米。
【关键词】型钢混凝土SRC、构件制作、高层建筑
[Abstract] building structure design and construction technology, these years has been the rapid development. Especially the use of construction steel and concrete composite structure in large span buildings, high-rise buildings, steel concrete composite structure than ordinary steel structure, reinforced concrete structure reflects its unique performance. This paper is the design and construction of steel reinforced concrete composite structures based on SRC are discussed and studied.
[keyword] steel reinforced concrete SRC, component fabrication, high-rise buildings
中图分类号：TU71文献标识码：A
一、概述
所谓型钢混凝土组合结构是指在型钢构件外侧加上一层钢筋混凝土外壳，采用这样的构件作为建筑物的主要受力骨架，形成型钢混凝土的结构物。之前我们也将型钢混凝土的构件称为劲钢混凝土构件。型钢混凝土组合构件中不但要配置型钢，还要配置传统的纵向钢筋和箍筋，外部浇筑混凝土。通常，型钢混凝土组合构件，按里面的型钢特点划分为两类，即实腹式和空腹式。这两类型钢各有优缺点，空腹式型钢制作工艺比较复杂，但是省钢材；实腹式型钢不但制作工艺简便，而且承载负荷能力也比较大。
二、型钢混凝土组合结构的优点
（一）型钢混凝土组合结构与钢结构相比，具有以下优点：
1、耐久性、耐火性均优于钢结构，型钢外包的混凝土，可取代刚结构所涂的防锈和防火涂料，混凝土蓄热能力强，耐久性能好。
2、节约钢材，可节省钢材50%甚至更多。
3、兼做摸板支架，在混凝土尚未浇注前已形成钢架，具有承载力，可用作摸板支架和操作平台。
（二）型钢混凝土组合结构与钢筋混凝土结构相比，具有以下优点：
1、整体工作性能好，型钢骨架与外包混凝土形成整体，共同受力。
2、承载力高，截面小，钢筋混凝土构件受配筋率的限制，提高承载力的途径只能是加大截面尺寸，而组合结构可以设置较大的型钢，提高构件承载力，更能满足高层及超高层建筑设计的需要。
3、型钢混凝土组合结构施工进度快，工期短。
4、构件的延性好，抗震性能更优越，由于构件中型钢的作用，组合结构的延性远大于钢筋混凝土结构。
三、型钢混凝土的材料性能及一般构造
1、型钢
型钢混凝土构件中的型钢，选材宜采用牌号Q235-B/C/D级的碳素结构钢，Q345-B/C/D/E级或Q390--B/C/D/E级低合金高强度结构钢，其质量标准应分别符合现行的国《碳素结构钢》和《低合金高强度结构钢》的标准。钢材性能要求应满足抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、冷弯实验、冲击韧性合格要求。
若用于地震区，应具有良好的延性，钢材极限抗拉强度和屈服强度不能太接近，其强屈比不应小于1.2，且应有明显的区服台阶和良好的可焊性。
钢板不宜过薄，以利于焊接和满足局部稳定要求，厚度不宜小于6mm。当焊接型钢钢板的厚度大于或等于40mm时，并承受沿板厚放线的拉力（撕裂作用）时，应按《厚度方向性能钢板》的规定，考虑其附加厚度方向的断面收缩率，并不得小于该标准中Z15级规定的允许值。
由于型钢受混凝土和箍筋的约束，不易发生局部压屈，因此，钢板的宽厚比可大致比纯钢结构放松1.5~1.7倍，其宽厚比应满足表1的要求：
表1型钢钢板宽厚比的上限值
满足宽厚比限值时，可不进行局部稳定验算。在型钢混凝土组合结构构件中，采用作为抗剪连接件的栓钉，不得采用短钢筋代替。
2、钢筋和混凝土
型钢混凝土组合结构中的纵向钢筋和箍筋宜采用延性较好的热轧钢筋，其纵向受力钢筋直径不宜小于16mm，纵筋与型钢间的净距，对梁不小于30mm，对柱不小于50mm，且不小于粗骨料最大粒径以及钢筋最大直径的1.5倍。其他构造要求应满足现行《混凝土结构设计规范》要求。
为了充分发挥型钢混凝土组合结构中型钢的作用，混凝土强度等级不宜小于C30。为便于混凝土的浇筑，规定混凝土最大骨料直径小于型钢外侧混凝土保护层厚度的1/3，且不宜大于25mm。
3、混凝土保护层厚度
型钢混凝土构件中对钢筋的混凝土保护层厚度要求与钢筋混凝土结构相同，对型钢也有一定的混凝土保护层厚度的要求，这是为了防止型钢发生局部压屈变形，保证型钢、钢筋混凝土相互粘结而整体工作，也是为了提高型钢混凝土结构的耐火性和耐久性。
4、螺栓
型钢混凝土结构中采用高强度螺栓应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》的规定。
5、圆柱头焊钉（栓钉）
应符合《圆柱头焊钉》标准的规定，栓钉的力学性能应符合下表规定：
表2栓钉力学性能表(N/mm2)
6、焊条和焊剂
手工焊接用焊条应符合《碳素焊条》或《低合金钢焊条》规定。选用的焊条型号应与主体钢构件母材的金属力学性能相适应。对直接承受动力荷载或振动荷载切要验算疲劳的结构，宜采用低氢焊条。
自动焊半自动埋弧焊采用的焊丝和相应的焊剂，应与主体金属母材力学性能相适应，焊丝应符合《焊接用钢丝》现行标准。
四、型钢混凝土结构构造
1、型钢混凝土构件
型钢混凝土构件是采用型钢配以纵向钢筋和箍筋浇筑混凝土而成，其基本构件有型钢混凝土组合梁，以及型钢混凝土组合柱。型钢混凝土构件中的型钢分为实腹式和空腹式两类，实腹式型钢由轧制的型钢或钢板焊成，空腹式型钢由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。实腹式型钢制作简便，承载能力大，空腹式型钢节省材料，但制作费用高。
2、型钢混凝土梁
关键词：加热炉；模糊控制；燃烧控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01
Fuzzy Control Using in the Furnace Secondary System
Miao Yinyu
(Laiwu Iron and Steel Group Co.,Ltd.Automation Department,Laiwu271104,China)
Abstract:Laiwu Steel furnace used broadband pulse combustion control method is a new furnace combustion control technology,with flexible operation,the heating of high quality,low fuel consumption advantage.Introduction of fuzzy control in the furnace control system applications.
Keywords:Furnace;Fuzzy control;Combustion control
莱芜钢铁集团有限公司1500mm热轧带钢生产线于2005年7月建成投产，是我国第一条完全由国内自主建成的热轧宽带生产线。其设计产能为年产200万吨，产品宽度700-1350mm，厚度2-20mm，主要产品为碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢、管线钢、花纹板、汽车结构用钢等。
一、宽带钢加热炉工艺及控制系统
莱钢数字化加热炉燃气为高焦混合煤气，进出钢方式为端进、端出，设计能力为240t/h。加热炉的基础自动控制系统有两套SIEMENS S7-400控制器构成，其中一套用于顺序控制，另一套用于燃烧控制；配置一台上位机以实现对烧钢过程的监控操作。二级系统运行在另一台PC机上，主要利用模糊控制实现优化烧钢，开发工具为Microsoft Visual C++；一级和二级的HMI皆由INTOUCH 9.0开发，一级和二级之间采用TCP/IP协议进行通讯。加热炉二级控制系统的主要功能：
（一）生产计划与生产节奏控制。通过接收轧线二级系统发来的生产计划，或人工输入生产计划，其中包括坯号、钢种、规格、化学成分、数量等信息。系统根据来自顺序控制的坯料运动情况和出料信息，计算出实际生产节奏，并以此作为自动烧钢控制的基础。
（二）坯料定位跟踪与温度跟踪。系统根据顺序控制传来的装钢、坯料移动、出钢信息实现每支钢坯的定位与跟踪。系统根据炉内温度、燃料、钢坯的导热特性等计算跟踪每支钢坯的上下表面温度和中心温度，进而在此基础上实现燃烧的优化控制。
（三）加热结果及历史数据。把每支钢坯的详细加热数据作为历史数据存入数据库中，工艺技术人员在此基础上进行工艺分析和工作总结，并生产输出各种生产管理报表。
二、模糊控制的原理及实现
（一）模糊控制的原理。模糊控制系统是一种基于知识或规则的系统。它的核心就是由IF-THEN规则组成的知识库。构造一个模糊系统就是要得到一组来自于专家或基于该领域知识的模糊IF-THEN规则，然后将这些规则组合到单一系统中。针对于加热炉的模糊控制系统来说，就是引入基于经验和操作技能的人工智能，以获得加热炉区域温度控制回路的最佳响应。
（二）模糊控制的实现。加热炉包括预热段、加热段和均热段三个不同的加热区域，在每个区域当中都是通过空气和煤气的燃烧来实现加热的。传统的PID控制器在其操作范围内对温度的准确性和加热炉响应时间之间的选择有其局限性，进而影响燃烧控制的效果。
图1：加热炉加热控制回路
图1所示的为传统的加热控制回路。实际温度Tm和目标温度Tc的偏差为：
在传统的PI调节器中，其输出为：
其中：Kp为比例系数；Ti为积分时间。
在以上系统中，当各项加热工艺条件稳定时，会有良好的控制效果，即稳态下控制效果理想。但在实际生产过程中，各项生产条件是不断变化的，产品的改变、生产节奏的变化、停机待轧等都会造成控制波动，影响加热炉的最终加热效果。
同时，由于加热炉是一个有着较宽操作范围的复杂系统，一个PID控制器不能适当的调整于整个加热炉操作范围。因此，斯坦因加热炉在基于标准PID控制器的基础上开发了模糊逻辑控制系统，以优化炉子的温度设定点，通过使用热量物理模型来计算炉内坯料的温度，并通过计算的各区域期望的最适宜的温度，使坯料达到目标温度。系统基本框图如下所示：
图2：基于标准调节器的模糊控制框图
该系统广泛应用于斯坦因加热炉的自动控制系统中，特别在燃气热值稳定的加热炉中控制效果尤为理想。
三、结语
模糊控制系统在加热炉燃烧控制中的实现，使得能在同时考虑加热炉和轧制要求的情况下，确保坯料在系统化、重复性的热工条件下进行加热，能够降低能耗、减少氧化烧损，确保加热质量，改善轧机的轧制条件，提高了生产率。在实际生产过程中，由于混合煤气的热值波动较大，使该系统的控制效果受到了影响，还需要进一步提高混合煤气热值稳定性，使得系统的控制效果继续提高。
参考文献：
[1]王立新.模糊系统与模糊控制教程[M].北京:清华大学出版社,2003
为有效控制和减少建筑施工安全生产事故的发生，健全建筑行业安全生产机制，全面加强安全生产管理工作。根据《中华人民共和国建筑法》、《建设工程质量管理条例》、《建设工程安全管理条例》、《建筑施工安全检查标准》规定，经县人民政府同意，现就进一步规范建筑行业外脚手架有关事项通知如下：
一、长期以来，我县使用竹外脚手架给施工现场带来了严重安全隐患，严重危及国家和人民群众生命财产安全。各级各有关部门要以预防高处坠落、坍塌的专项治理活动为契机，在全县范围内取缔竹外脚手架，全面启动钢脚手架。县建设行政主管部门要定期不定期的对活动开展情况进行督查。
二、鼓励具备资质的钢脚手架及扣配件、起重机械租赁公司进入城市场，但鉴于城当前的实际情况，暂设1-2家同种类的租赁公司。公司实行市场化运作，并取得当地工商行政管理部门批准注册的营业执照，同时到郴州市质安站备案。
三、在规划区范围内，自发文之日起新开工的项目一律实行钢脚手架，且应当自开工报告批准之日起15日内，将保证安全施工的措施报送到城县建设工程质量安全监督管理站备案。但以下情况除外：1.农村自建房的；2.规划区范围内私人建房及边远乡镇属政府投资的，建二层以下（含二层）的房屋建筑。但开工前，同样必须通过城县建设工程质量安全监督管理站的开工安全生产条件审查。
四、租赁公司要严格管理。公司主要负责人对本公司设备安全全面负责，做到：1.所有钢脚手架、扣配件、起重机械的安装人员必须经过专业技术培训，并取得相应资格证书，方可进行现场施工。2.租赁公司出租的钢管、扣件、起重机械必须有产品质量合格证、质量检验报告和进场复检报告，符合现行国家标准《碳素结构钢》中G235-A级钢的规定，扣件的材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》的规定；连墙杆的材质符合现行国家标准《碳素结构钢》中Q235-A级钢的规定。3.租赁公司应当对出租的机械设备和施工机具及配件的安全性能进行检测，在签订租赁协议时，应当出具检测合格证明。禁止出租检测不合格的机械设备和施工机具及配件。
五、工程监理单位和监理工程师应当按照法律、法规和工程建设强制性标准对施工扣件或钢脚手架材料的进场、搭设、使用、拆卸过程实施监理，并对建设工程安全生产承担监理责任。
六、各级各部门要严格执行本通知规定，违反本通知规定，将按照相关的法律、法规及《建筑施工安全检查标准》进行处罚。
关键词：化工设备；金属材料；碳素钢；合金材料
1.简介
化工生产是一个简单的词汇，但是这个词汇中却包含着各种复杂以及研究者的辛酸与无奈，从各种化合物到另一种物质提纯萃取乃至简单合成！[1]每一个化学反应步奏所带来的酸碱性都不一样，温度压力也会有变化或是放热反应或是吸热反应，所以不同性质的反应在不同时间对化工设备具有一定的腐蚀性。所以在不同反应阶段设备所需要用到的主体金属材料也是不一样的。是防酸防碱防高温防低温都会有一定的具体要求，减少腐蚀产生的不必要的灾害！这些都是研究金属材料，特别是化工设备所用金属材料的研究者们所要考虑的首要问题。离开了这些因素完全是背道而驰，要生产出好的产品先决条件就是有一套配置良好的化工设备。尽量规避因为化工设备所带来的影响因素。因为如果对化工所用材料掌握不够，掌握不全面就会造成选择的不会合理，不合理的后果就是导致材料浪费成本增加，产生事故等等[2-3]。
在目前我国国内所使用的化工设备使用的比较多的主要是塔器，除此之外就是换热器以及冷凝器常用的分离器等等。对于这些化工设备主要运用的是碳素钢，以及比较常见的低合金钢以及不锈钢。我们所用的金属材料的性能包括以下几方面。我们所在乎的无非就是这几个性能的综合利用而已。
1.1力学性能
何为力学性能，力学性能的主要指标是什么，这些指标才是我们所需要控制的东西。第一就是强度，作为化工设施的主体金属材料一定要先考虑这一个方面。也就是构件抵抗外载荷而不被拉坏的能力。在化工设备中如果利用强度达不到的金属，就会浪费原材料。同样的在极限强度内长度也是有一定的影响的，长度太长就会达不到强度的要求，同时也会相对的增加运输以及安装保养的费用及难度。第二一个就是硬度，所谓的硬度其实就是局部的一个抵抗力，也可以说是弹性、强度、塑性的一个综合指标。硬度有三种表示方式，分别是布氏硬度就是我们平常所用的HB，洛氏硬度即HRC或HRB，以及维氏硬度HV[4]。
1.2物理性能
我们所说的，主要关注的物理性能包括线膨胀系数、熔点、磁性、导电性、热导率、泊松比、密度、比热容、弹性模量等诸多方面的内容。
1.3化学性能
由于用于化工设施主体的大部分金属材料都得在强酸或者是强碱的环境下进行，所以耐腐蚀性显得尤为重要，主要表现出了金属以及合金对酸碱的耐腐蚀能力。其次与空气接触，在高温的工作环境下就涉及到耐氧化性能，在高温工作环境下一班要耐热性以及耐高温性能比较突出。
1.4加工工艺性能[5]：
这一个方面的性能主要包括可切削加工性、焊接性、可锻性、可铸性等几个方面的内容。
2.碳钢与铸铁
2.1铁碳合金
平时使用的铁碳合金主要包括铁、碳以及杂质几个方面，三者所占的比例分别为>95%，0.05%-4%，1%。①通常情况下，碳比例处于0.02%-2%范围内的，这样的叫做钢；②要是碳比例在2%以上，这样的叫做铸铁；③要是碳比例在0.02%以下，这样的叫做工业纯铁；④碳比例在4.3%以上的铸铁性质非常脆[6]。
2.2组织结构
2.2.1金属的组织与结构即在金相显微镜下观察到的金属晶粒；电而我们所说的金属的结构就是指金属是由排列规则的金属原子所组成的，我们在金相显微镜下面所看到的即为晶体结构。各种类型的铁的空间结构存在一定的差异，不同温度下纯铁体心立方晶格[7]塑性要优于面心立方晶格，但是前者的强度要比后者强。
2.2.2我们经常会提到α-Fe以及β-Fe，两者分别指的是纯铁的同素异构转变体心与面心立方晶格的纯铁。前者经由加热之后就能够转化成后者，与之相反，高温下的后者在冷却之后则能够转换成前者。所谓同素异构转变，即指在固态下晶体的构造随温度而改变。
碳钢的碳在铁中主要是以化合物、固溶体、混合物3个形式存在。
固溶体：在固态下彼此溶解的2种及以上的元素，但是依旧具有溶剂晶格过去的形式的物体。上述3个形式，共同构建起各种类型的碳钢组织。
铁素体即指碳在-Fe中溶解之后所得到的固溶体。 -Fe具有相对较小的原子间隙、硬度、强度，同时具有相对较低的溶碳能力低，然而其韧性与塑性非常不错。含铁素体的钢为低碳钢，其性能软而韧 [7-9]。
奥氏体：即指碳在α-Fe铁中溶解之后得到的固溶体。
渗碳体：即Fe3C，是指铁与碳两者形成的化合物。其具有相对较高的硬度，其熔点处于 左右，其没有塑性。铁碳合金含碳量在2%以下时，在这种情况下，其被称为碳素钢。含碳量在2%以上时，在这种情况下，有的碳的存在形式为石墨，这样的叫做铸铁。塑性与抗拉强度两者均小于碳钢。然而铸铁却具备或多或少的消震能力。
奥氏体渗碳体和铁素体两者的混合物。其具有的力学性能处在两者之间，也就是它的硬度与强度都明显高于铁素体；其韧性与塑性都不如铁素体抢购，然而要明显优于渗碳体。莱氏体初次渗碳体与珠光体的共晶混合物。其硬度相对偏高，作为金相组织，其相对偏粗且硬，主要是在高碳钢、白口铸铁里面存在。
马氏体：铁与钢自高温骤然冷却而形成的组织，C在α-Fe里面过饱和之后形成的固溶体。其硬度非常高，然而却非常脆，具有相对较低的延伸性，无法承受冲击载荷。
2.2.3铁碳相图
铁碳相图直观的反映了铁含量、碳含量与温度三者之间的关系[10]，可以直白的看到某一温度区域所含的化学成分。由于铁碳相图的测定绘制，我们可以很容易的确定的说出某温度下的组成成分，为我们所需要的合成的合金做出了准确的指导。
2.2.4钢的热处理：铁、钢在固态下保温、加热与通过各种冷却方式进行处理，从而能够实现金相组织的改变，以达到所需的性能，这个过程叫做热处理。退火就是指缓慢加热到某个温度，然后在一定时间范围内对其进行保温，接着任其随炉冷却。对钢的热处理旨在使晶粒细化，最终使其力学性能有所提升；同时还为了使其硬度降低，使钢的塑性提高，从而能够为后期加工提供有利条件；除此之外，还为了将部分内应力消除，以避免工件发生变形损坏。
2.2.5碳钢其中会存在一系列的杂质，这些杂质会影响材料的性能。具体来说，杂质主要有S、P、Mn、Si、O、N、H等。其中S、P、O属于有害元素，而Si、N则属于有益元素。
（1）S这种属于有害元素。有硫元素的存在会与铁形成化合物。钢材1150-1200℃热加工，就会太早熔化，最终使得工件开裂，这种现象叫做热脆。对于高级优质、优质以及普通三种钢来说，其含有的S分别是：
（2）P其存在的优点是可以提高硬度与强度，然而其不足之处是使冲击韧性、塑性大幅下降。特别是当温度相对较低的时候，能够使使钢材的脆性明显提高，我们将其叫做冷脆。对于高级优质、优质以及普通三种钢来说，其含有的P分别是：小于0.025%；小于0.04%；小于0.085%。
（3）Mn这种元素属于脱氧剂。在 温度条件下，其能够与S结合成硫化锰MnS，因此能够在一定程度上将S元素的有害功能消除。同时，Mn元素的脱氧能力相对较好，能够在一定程度上使钢的品质改善，特别是能够使其脆性降低，最终使其硬度与强度提升。Mn低于 时，在这种情况下，我们将其看做为常存杂质。对于优质碳钢来说，其中含有的Mn往往处于 范围内；而对于高锰结构钢来说，其含有的Mn处于 范围内。
（4）Si 脱氧剂。其可以和氧化亚铁形成一种硅酸盐从而被从炉渣中除去。硅元素的优点在于溶于铁素体内使强度、硬度增加，塑性、韧性降低。
（5）O有害元素。氧元素在高温时中加入结合诸多元素形成氧化物，是一种有害的元素，所以后期的处理过程中在炼钢末期要加入各种元素来除去氧元素。氧化物的存在会使得塑性与强度有所减小。尤其是能够在很大程度上影响到冲击韧性、疲劳强度等。
（6）N 当其加热至 时，就能够析出（氮化物），这样就使强度与硬度增加，然而使其塑性有所降低，发生时效。如果想将时效消除，则能够通过固氮处理的方式实现，也就是添加Ti、Al或V。
（7）H白点、变脆等不足。白点：组织缺陷处扩散氢，时间长；变脆：氢化物变形小。
2.2.6碳素钢 按照用途分可以分为工具钢、轴承钢、弹簧钢、结构钢、特殊性能钢；根据含碳高低对其进行划分，主要包括高、中、低三种类型；根据品质对其进行划分，主要包括高级优质、优质与普通三种类型；根据脱氧方式对其进行划分，主要包括沸腾钢与镇静钢两种类型。
2.2.7碳钢的品种及规格
（1）钢板 4-6，6-30，30-60mm厚度间隔分别是0.5，1，2mm。通常情况下，碳素钢板材主要包括 Q235-A、Q235-A・F、 等几种类型。
（2）钢管 主要包括无缝与有缝2类，其中，前者主要包括冷、热轧2类。一般情况下，普通无缝钢管常用材料为 等。还存在专门用途的无缝钢管。而后者主要包括黑白铁管2类。
（3）型钢主要包括槽钢、工字钢、角钢、扁钢、方钢与圆钢等诸多类型。其中，前三种钢能够制作不同类型的设备的支架、塔盘支承与加强结构；扁钢一般是在制备不同类型的桨叶中使用；而后两种钢通常在在各种轴件的生产中使用。
（4）铸钢与煅钢前者以 ZG来描述，主要有 等，主要是应用在生产不同承受重载荷的复杂零件之中，包括泵叶轮、泵壳等。后者主要存在 等诸多类型。对于石油化工容器来说，其主要是通过20、25等来生产顶盖、法兰、管板等。
2.2.8铸铁其中C元素的比例超过2%，具有许多杂质，例如硫、磷、锰等。其属于脆性材料，具有相对偏低的抗拉强度，然而其切削加工性、减振性、耐磨性、铸造性等性能相对较好。在许多介质林木具备非常不错的耐腐蚀性。其主要包括可锻铸铁、灰铸铁等诸多类型。
3.合金钢
将一定量的合金元素加到碳钢里面，获得新的性能或者使其某方面的性能有所改善。
3.1分类
根据合金元素总含量对其进行划分，主要包括以下三种类型：也就是低（小于5%）、中（处于5%-10%范围之间）、高合金钢（大于10%）三种。
对于高合金钢来说，根据其用途对其进行分类，主要将其分成以下几种：
（1）表面硬化钢、调质结构钢、合金结构钢；非调质结构钢、低碳马氏体钢。
（2）特殊性能钢。
（3）合金工具钢。
3.2合金元素对钢的作用
耐热钢与不锈钢等现阶段应用最普及的合金元素包括：Cr，Mn，Ni，Si，B，W，Mo，V，Ti，Re等诸多类型。
（1）Cr使抗氧化性与耐腐蚀提高。其含量处于13%的时候，在这种情况下，可以在很大程度上提高耐腐蚀性，同时能够使钢的热强性增加。使其淬透性提升，使其耐磨性、硬度与强度大幅提升，然而还能够使其韧性与塑性所有减小。
（2）Mn能够使低温冲击韧性与强度增加。
（3）Ni能够使淬透性增加，具备非常高的强度，同时还能够具有非常不错的韧性与塑性。
3.3各种合金的主要性质
（1）铜合金黄铜：也就是Cu和Zn两者形成的合金。白铜：Ni的质量分数含量在50%以下的Cu、Ni合金叫做简单白铜，在此基础上，添加Mn、Fe、Zn、Al等，则叫做复杂白铜。青铜：其它合金。锡青铜是Cu和Sn的合金；而Cu和Al、Si、Pb、Mn等的合金则叫做无锡青铜。
（2）Ti及其合金Ti具有相对较小的ρ（ ）与相对较好的耐腐蚀性，同时还具有相对较高的熔点与强度。工业纯钛牌号主要包括 TA0、TA2、TA3（需要注意的问题是，其编号越高，表示所含有的杂质越多）。纯钛具有非常不错的耐腐蚀性与加工性能。Ti同时还属于非常理想的耐热材料。在Ti里面加入Mn、Al或Cr、Mo等，能够得到具有非常良好的性能的合金。
（3）Ni及合金具有相对较高的塑性与强度，同时还具有非常不错的可锻性与延伸性。并且具有非常理想的耐腐蚀性，主要在生产碱介质处理化工设备中应用。现阶段，业界最为普及的是 蒙乃尔耐蚀合金，其可以于500℃高温时仍然具备相对较高的力学性能，可以在低于750℃高温条件下抗氧化，在有机、盐、非氧化性酸溶液里面，其耐腐蚀性高于纯Ni、纯Cu。
（4）Al及其合金强度小、硬度低，通常情况下，不适合单独当做设备材料，仅仅适合用做设备的衬里。其具有相对较小的热导率；纯铅不耐磨，十分软。然而在一些介质里面，尤其是在硫酸里面其耐蚀性非常高。Pb和Sb合金叫做硬铅，相对于纯铅来说，其具有相对较高的强度与硬度，同时其在硫酸里面具有相对较强的稳定性。业界常见的有 。铅与硬铅能够制造各种零件，例如鼓泡器、加料管等。因Pb的耐辐射特征，使其在工业领域成为防护射线的材料。铅合金具有相对较好的减振性、磨合性、自润性，同时其噪音相对较小，属于非常不错的轴承合金，其还能够当做铅封。
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