CN110031281A - 一种确定钢材种类的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种确定钢材种类的方法。该方法包括：对待测钢构件表面的N个不同部位进行打磨；在所述N个不同部位分别使用里氏硬度法进行无损检测，在每个部位均得到M个里氏硬度值，并舍弃预设第一数量的里氏硬度值，然后再根据剩下的所有里氏硬度值计算得到里氏硬度平均值；在所述N个不同部位分别使用洛氏硬度法进行无损检测，共得到K个洛氏硬度值，并舍弃预设第二数量的洛氏硬度值，然后再根据剩下的所有洛氏硬度值计算得到洛氏硬度平均值；将里氏硬度平均值、洛氏硬度平均值代入预设的判别公式中，并根据判别结果确定钢材的种类。应用本发明可以提高检测结果的准确度，同时减少现场局部破损检测取样的数量。

Description

一种确定钢材种类的方法
技术领域
本申请涉及钢结构检测技术领域，尤其涉及一种确定钢材种类的方法。
背景技术
近年来，建筑结构的无损检测技术发展迅速，各种无损检测方法和手段也日趋完善。但是，在钢结构实际检测过程中，对于那些年代久远，设计资料、图纸都已丢失的工程以及对钢材质量产生怀疑或由于钢材质量问题而发生事故的工程，当需要鉴定结构的安全性或进行加固改造时，对钢材的强度进行鉴定就显的尤为重要，通过调查，现在钢结构普遍采用Q235和Q345两种钢材。
对于既有钢结构钢材种类、钢材强度检测，目前采用的准确度较高的方法为现场取样进行钢材力学性能检测和化学成分分析。这种方法有以下缺点：①对原有结构造成局部损伤，而对于钢吊车梁等承受动荷载的构件来说，局部损伤可能严重影响钢构件的承载能力；②现场往往由于条件所限，取样操作非常复杂，有时甚至根本无法取样；③少量取样不能说明问题，尤其对于图纸丢失的工程，不清楚是否为同一型号、批号的钢材，取样不能代表整个工程。因此，在现场取样来检测钢材的力学性能的方法具有其局限性。
随着建筑结构检测技术的发展，钢材的力学性能现场无损检测技术正在逐步地得到完善，但是至今仍然没有成熟的现场无损检测钢材力学性能的技术。例如，在现有技术中，可以采用里氏硬度法来检测钢材强度。但是，在实际工程检测中发现，现场检测的里氏硬度与钢材试验抗拉强度对应关系并不符合《黑色金属硬度及强度换算值》(GBIT1172-1999)给出的对应关系，而且偏差较大。举例来说，在实际工程应用环境中，结构图上标明某钢材为Q345钢材，而采用里氏硬度法检测方法则推断该钢材为Q235钢材，但现场取样拉伸试验的结果却是推断该钢材为Q345钢材，从而使得检测结果变得难以确定。
在现有技术中，也可以采用洛氏硬度法来检测钢材强度。但是，使用洛氏硬度法检测钢材强度传统上主要是用于实验室，原因在于其所使用的设备大而且笨重。现有硬度检测技术中已经出现了便携式硬度计，可实际工程中在现场采用洛氏硬度计进行钢材强度检测应用较少，准确度也难以保证。因此亟需一种可靠有效的无损检测方法来判定钢结构钢材的强度种类。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种确定钢材种类的方法，从而可以提高检测结果的准确度，同时减少现场局部破损检测取样的数量。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种确定钢材种类的方法，该方法包括：
对待测钢构件表面的N个不同部位进行打磨；
在所述N个不同部位分别使用里氏硬度法进行无损检测，在每个部位均得到M个里氏硬度值，并舍弃预设第一数量的里氏硬度值，然后再根据剩下的所有里氏硬度值计算得到里氏硬度平均值；
在所述N个不同部位分别使用洛氏硬度法进行无损检测，共得到K个洛氏硬度值，并舍弃预设第二数量的洛氏硬度值，然后再根据剩下的所有洛氏硬度值计算得到洛氏硬度平均值；
将里氏硬度平均值、洛氏硬度平均值代入预设的判别公式中，并根据判别结果确定钢材的种类。
较佳的，所述N为大于或等于3的整数；
所述M为大于或等于3的整数；
所述K为大于或等于4的整数。
较佳的，当N的取值为3，M的取值为3时，所述预设第一数量为4。
较佳的，所舍弃的里氏硬度值为所得到的里氏硬度值中的两个最大值和两个最小值。
较佳的，当N的取值为3，K的取值为4时，所述预设第一数量为1。
较佳的，所舍弃的洛氏硬度值为所得到的洛氏硬度值中的离散度最大的洛氏硬度值。
较佳的，所述判别公式：
其中，为判别结果，a、b和c为常数，x1为里氏硬度平均值，x2为洛氏硬度平均值。
较佳的，所述a、b和c的取值分别为38.438、-0.039和-0.317。
较佳的，当判别结果大于或等于0时，则确定所述待测钢构件的钢材为Q235钢材；
当判别结果小于0时，则确定所述待测钢构件的钢材为Q345钢材。
较佳的，在进行打磨时，所述待测钢构件的厚度不小于5毫米；
在打磨之后时，打磨之处的表面粗糙度不大于1.6微米。
如上可见，在本发明中的确定钢材种类的方法中，由于在对待测钢构件进行强度检测时，分别使用里氏硬度法和洛氏硬度法对多个不同部位的钢材表面硬度进行无损检测，然后分别计算得到里氏硬度平均值和洛氏硬度平均值，再使用预设的判别公式计算判别结果，最后根据判别结果来确定钢材的种类，从而可以提高检测结果的准确度，同时减少现场局部破损检测取样的数量。
附图说明
图1为本发明实施例中的确定钢材种类的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中的确定钢材种类的方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中的确定钢材种类的方法包括如下所述步骤：
步骤11，对待测钢构件表面的N个不同部位进行打磨。
其中，所述N为大于或等于3的整数。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，在进行打磨时，所述待测钢构件的厚度不小于5毫米(mm)。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，在打磨之后时，打磨之处的表面粗糙度不大于1.6微米(μm)。
步骤12，在所述N个不同部位分别使用里氏硬度法进行无损检测，在每个部位均得到M个里氏硬度值(HLD)，并舍弃预设第一数量的里氏硬度值，然后再根据剩下的所有里氏硬度值计算得到里氏硬度平均值。
其中，所述M为大于或等于3的整数。
当然，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置N和M的取值，以及需要舍弃的里氏硬度值的数量(即预设第一数量)。
例如，较佳的，在本发明一个具体实施例中，当N的取值为3，M的取值为3时，对于3个不同部位中的每一个部位，都分别使用里氏硬度法进行无损检测，得到3个里氏硬度值，因此一共可以得到9个里氏硬度值；然后，可以舍弃其中的两个最大值和两个最小值，剩余5个里氏硬度值；最后，再根据剩余的5个里氏硬度值进行计算，得到里氏硬度平均值。
步骤13，在所述N个不同部位分别使用洛氏硬度法进行无损检测，共得到K个洛氏硬度值(HLD)，并舍弃预设第二数量的洛氏硬度值，然后再根据剩下的所有洛氏硬度值计算得到洛氏硬度平均值。
其中，所述K为大于或等于4的整数。
当然，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置N和K的取值，以及需要舍弃的洛氏硬度值的数量(即预设第二数量)。
例如，较佳的，在本发明一个具体实施例中，当N的取值为3，K的取值为4时，对于3个不同部位分别使用洛氏硬度法进行无损检测，一共得到4个洛氏硬度值，并舍弃其中的一个洛氏硬度值(例如，上述4个洛氏硬度值中的第一个洛氏硬度值，或者是舍弃上述4个洛氏硬度值中离散度最大的洛氏硬度值)，剩余3个洛氏硬度值；然后，再根据剩下的3个洛氏硬度值进行计算，得到洛氏硬度平均值。
步骤14，将里氏硬度平均值、洛氏硬度平均值代入预设的判别公式中，并根据判别结果确定钢材的种类。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述判别公式为：
其中，为判别结果，a、b和c为常数，x1为里氏硬度平均值，x2为洛氏硬度平均值。
另外，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况或者实验数据，预先设置上述的a、b、c取值。
例如，较佳的，在本发明一个具体实施例中，所述a、b、c取值可以分别为38.438、-0.039和-0.317。
当然，在本发明的技术方案中，上述a、b、c取值也可以是其他的数值，在此不进行特别的限制。
因此，可以将里氏硬度平均值、洛氏硬度平均值代入上述的判别公式中，计算得到判别结果，然后再根据判别结果确定钢材的种类。
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，当判别结果大于或等于0时，则确定该待测钢构件的钢材为Q235钢材；而当判别结果小于0时，则确定该待测钢构件的钢材为Q345钢材。
因此，通过上述的步骤11～14，即可准确地确定待测钢构件的钢材种类。
综上所述，在本发明的技术方案中，由于在对待测钢构件进行强度检测时，分别使用里氏硬度法和洛氏硬度法对多个不同部位的钢材表面硬度进行无损检测，然后分别计算得到里氏硬度平均值和洛氏硬度平均值，再使用预设的判别公式计算判别结果，最后根据判别结果来确定钢材的种类，因此可以基于概率统计的判别分析法原理，通过同时使用两种无损硬度检测方法来最终确定钢材种类，从而可以提高检测结果的准确度，同时减少现场局部破损检测取样的数量。例如，对于在结构图上标明为Q345钢材，但是通过现场拉伸试验却判断是Q235钢材的情况，通过使用上述的确定钢材种类的方法，即可准确地确定该待测钢结构的的钢材种类到底是Q345钢材还是Q235钢材。因此可知，本发明中的上述确定钢材种类的方法对结构损伤小，检测范围广，而且判定结果更准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种确定钢材种类的方法，其特征在于，该方法包括：
对待测钢构件表面的N个不同部位进行打磨；
在所述N个不同部位分别使用里氏硬度法进行无损检测，在每个部位均得到M个里氏硬度值，并舍弃预设第一数量的里氏硬度值，然后再根据剩下的所有里氏硬度值计算得到里氏硬度平均值；
在所述N个不同部位分别使用洛氏硬度法进行无损检测，共得到K个洛氏硬度值，并舍弃预设第二数量的洛氏硬度值，然后再根据剩下的所有洛氏硬度值计算得到洛氏硬度平均值；
将里氏硬度平均值、洛氏硬度平均值代入预设的判别公式中，并根据判别结果确定钢材的种类。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述N为大于或等于3的整数；
所述M为大于或等于3的整数；
所述K为大于或等于4的整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
当N的取值为3，M的取值为3时，所述预设第一数量为4。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所舍弃的里氏硬度值为所得到的里氏硬度值中的两个最大值和两个最小值。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于：
当N的取值为3，K的取值为4时，所述预设第一数量为1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所舍弃的洛氏硬度值为所得到的洛氏硬度值中的离散度最大的洛氏硬度值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判别公式：
其中，为判别结果，a、b和c为常数，x1为里氏硬度平均值，x2为洛氏硬度平均值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述a、b和c的取值分别为38.438、-0.039和-0.317。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
当判别结果大于或等于0时，则确定所述待测钢构件的钢材为Q235钢材；
当判别结果小于0时，则确定所述待测钢构件的钢材为Q345钢材。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在进行打磨时，所述待测钢构件的厚度不小于5毫米；
在打磨之后时，打磨之处的表面粗糙度不大于1.6微米。
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