IV. Liên kết hμn 1 Các ph−ơng pháp hàn :
3. Thi công và nghiệm thu kết cấu hàn
3.1. Quy trình kĩ thuật về hàn
Việt Nam ch−a có quy trình riêng về hàn trong xây dựng mà nằm xen trong các quy phạm khác nh− “Gia công, lắp ráp, nghiệm thu kết cấu thép” TCXD 170:89. Một số điều chính về kĩ thuật hàn theo Tiêu chuẩn này nh− sau :
- phải chọn chế độ hàn cao cho bảo đẩm hàn ngấu : hệ số ngấu ϕn = b / h phải không nhỏ hơn1,3 đối với mối hàn góc và không nhỏ hơn 1,5 đối với mối hàn đối đầu (hình 9.26).
- khi hàn kết cấu làm bằng thép dày trên 20 mm phải dùng các ph−ơng pháp để giảm bớt nhiệt l−ợng của mối hàn, giảm tốc độ nguội ví dụ hàn bậc thang, hàn từ giữa đ−ờng hàn ra hai phía ;
- các quy định khác về chuẩn bị mặt hàn nh− làm sạch, tảy hết xỉ, tảy bỏ những chỗ cháy khuyết, v.v.
Quy trình kĩ thuật về hàn theo AWS (Hoa kì) : Quy phạm về hàn kết cấu thép D1.1:1998 đ−ợc chấp nhận bởi hầu hết các tổ chức xây dựng trên thế giới. Quy định rất cụ thể về các yêu cầu kĩ thuật phải đảm bảo khi hàn. Quy phạm cho phép chấp nhận các quá trình hàn mà không cần làm thử nghiệm (prequalification) nếu tuân thủ một số điều kiện về thi công, thiết kế, vật liệu và ph−ơng pháp hàn. Còn mọi quá trình hàn khác muốn đ−ợc chấp nhận đều phải qua thử nghiệm với các mẫu để đ−ợc chấp nhận.
Hình 9.26. Dạng ngấu của mối hàn góc và hàn đối đầu
3.2. Kiểm tra chất l−ợng hàn. Các ph−ơng pháp kiểm tra đo đạc.
- Kiểm tra bằng mắt th−ờng : gồm việc xem xét chất l−ợng bên ngoài, đ−ờng hàn có đủ kích th−ớc trong phạm vi dung sai, tiết diện đ−ờng hàn có đáp ứng yêu cầu. Kích th−ớc của mối hàn theo quy định của thiết kế nh−ng không đ−ợc v−ợt quá giá trị lớn nhất và dung sai cho trong TCVN 1691-75 (Mối hàn hồ quang điện bằng tay – Kiểu và kích th−ớc cơ bản). Xem xét bằng mắt phải phát hiện : mối hàn không có nứt ; sự chảy hoà hoàn toàn giữa các lớp kim loại hàn và giữa kim loại hàn với thép cơ bản ; mọi chỗ lõm trên tiết diện phải đ−ợc hàn đầy. Để tham khảo, hình 9.27 chụp lại trang của AWS, về tiết diện mối hàn chấp nhận đ−ợc và không chấp nhận đ−ợc.
- Kiểm tra bằng bột từ hoặc bằng chất lỏng thấm, để bổ sung cho kiểm tra măt th−ờng các khuyết tật gần bề mặt, và có cùng tiêu chí nghiệm thu. Do Việt Nam ch−â có quy trình kiểm tra nên các đơn vị thí nghiệm th−ờng dùng ASTM E709 và E165 để tiến hành thí nghiệm. TCXD 170:89 cũng đề ra ph−ơng pháp dùng dầu hoả tẩm lên mặt mối hàn và n−ớc phấn để phát hiện vết dầu loang ; dùng n−ớc xà phòng bơm bằng khí nén một phía và phát hiện bọt khí xà phòng ở phía kia.
- Kiểm tra không phá hoại : gồm một loạt các ph−ơng pháp vật lí nh− kiểm tra bằng siêu âm, kiểm tra bằng tia X, để phát hiện đ−ợc các chỗ không liên tục bên trong kim loại hàn. Ph−ơng pháp siêu âm đ−ợc thực hiện theo TCXD 165:1988 (kiểm tra chất l−ợng mối hàn ống thép bằng ph−ơng pháp siêu âm). Ph−ơng pháp kiểm tra bằng tia X thực hiện theo TCVN 4395:1986. Các ph−ơng pháp kiểm tra vừa nêu chỉ có thể thực hiện bởi các đơn vị thí nghiệm chuyên ngành, theo sự đặt hàng của chủ công trình
Để đo kích th−ớc mối hàn, cần dùng các th−ớc chuyên dụng. Hình 9.28 là một loại th−ớc đo mối hàn. Nó dùng để đo bề dày mối hàn góc (cạnh của hình tam giác), bề dày tính toán của mối hàn (đ−ờng cao của hình tam giác), bề dày phồng lên của mối hàn đối đầu, và các kích th−ớc khác nữa. Hình 9.29 là một vài ví dụ cách đo. Bảng d−ới đây nêu các ph−ơng pháp kiểm tra chất l−ợng mối hàn áp dụng cho các dạng kết cấu, theo TCXD 170 : 89
Hình 9.27. Trích từ trang của AWS về tiết diện mối hàn chấp nhận đ−ợc và không chấp nhận đ−ợc
Bảng 9.4 . Các ph−ơng pháp kiểm tra chất l−ợng mối hàn
Ph−ơng pháp kiểm tra Dạng kết cấu 1. Rà soát có hệ thống việc thực
hiện quá trình công nghệ tổ hợp và hàn
Tất cả các dạng kết cấu
2. Quan sát bề ngoài và đo kích th−ớc 100% mối hàn
Tất cả các dạng kết cấu
3. Kiểm tra xác suất các mối hàn bằng siêu âm hoặc tia phát xạ xuyên thấu
Tất cả các dạng kết cấu, trừ những kết cấu ghi ở mục 6
4. Thử nghiệm độ đặc chắc của mọi mối hàn bằng ph−ơng pháp tẩm dầu hoả hoặc phủ n−ớc xà phòng (khi có áp suất d− hoặc chân không)
Kết cấu làm bằng thép tấm dày tới 16 mm, trong đó các mối hàn yêu cầu kín
5. Thử nghiệm độ chắc đặc và độ bền mối hàn bằng thuỷ lực hoặc khí nén
Các bể chứa, ống dẫn. Các dung môi dùng thử nghiệm và áp lực theo chỉ dẫn của thiết kế
Ph−ơng pháp kiểm tra Dạng kết cấu 6. Kiểm tra bằng ph−ơng pháp
không phá hỏng liên kết
Dạng kết cấu, ph−ơng pháp và mức kiểm tra do thiết kế quy định
7. Thí nghiệm cơ tính các mẫu kiểm tra
Dạng kết cấu, ph−ơng pháp kiểm tra do thiết kế quy định
8. Quan sát kim t−ơng mối hàn Dạng kết cấu, ph−ơng pháp và mức
kiểm tra do thiết kế quy định
Mối hàn bị lỗi không nghiệm thu đ−ợc phải tảy bỏ đi bằng máy cắt, mài hoặc thổi bằng ôxy, không đ−ợc xâm phạm vào thép cơ bản. Làm sạch bề mặt tr−ớc khi hàn lại. Có thể sửa chữa cục bộ những khuyết tật, ví dụ : chỗ hàn quá dày, quá lồi thì tảy đi ; chỗ quá lõm, thiếu kích th−ớc thì chuẩn bị kĩ bề mặt và hàn thêm cho đủ ; chỗ có vết nứt thì tảy bỏ mối hàn nứt và kim loại gốc cách hai đầu vết nứt 15mm rồi hàn lại. Sau khi sửa chữa xong, lại phải thực hiện lại việc kiểm tra với cùng kĩ thuật và tiêu chí.
3.3. Kiểm tra kết cấu hàn. Khi hàn xong cấu kiện, luôn luôn có biến hình hàn làm cấu kiện bị cong vênh. Việc đầu tiên là dùng mắt th−ờng kiểm tra độ cong vênh của kết cấu và phải nắn sửa lại cho thẳng. Biện pháp nắn thẳng thông dụng là dùng nhiệt : dùng mỏ đốt làm nóng cục bộ một số chỗ của cấu kiện để khi nguội sẽ tạo độ cong ng−ợc lại. Các quy định về dung sai chế tạo, sự biến dạng khi hàn, dung sai dựng lắp đ−ợc quy định trong TCXD 170:89. Có thể tham khảo thêm các quy định của AISC, của AWS, của MBMA (Hoa kì) hoặc Eurocode 3 (châu Âu). Bảng 9.5 d−ới đây trích từ TCXD 170:89 về Sai lệch cho phép về kích th−ớc dài của các chi tiết kết cấu.
Bảng 9.5 Sai lệch cho phép về kích th−ớc dài của các chi tiết kết cấu Sai lệch kích th−ớc cho phép so với
thiết kế (±mm)
Các khoảng kích th−ớc (m) Các kích th−ớc và công nghệ
thực hiện các công đoạn
<1,5 1,5 - 2,5 2,5 - 4,5 4,5 - 9 9 - 15 15 - 21 1 2 3 4 5 6 7 I. Các chi tiết lắp ráp
1. Chiều dài và chiều rộng chi tiết
Cắt thủ công oxy theo đ−ờng kẻ 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Cắt oxy theo d−ỡng hoặc bằng
máy cắt theo đ−ờng kẻ
1,5 2 2,5 3 3,5 4
1 2 3 4 5 6 7
2. Hiệu số chiều dài các đ−ờng chéo của tấm thép hàn
Hàn đối đầu − − 4 5 6 −
Hàn chồng − − 6 8 10 −
3. Khoảng cách giữa các tim lỗ theo vạch dấu Các lỗ biên 2 2,5 2,5 3 3,5 4 Các lỗ kề nhau 1,5 − − − − − II. Kích th−ớc các phần tử kết cấu xuất x−ởng, Đ−ợc tổ hợp trên bệ theo kích th−ớc bulông 3 4 5 7 10 12 Đ−ợc tổ hợp trên bệ gá, trên dụng cụ gá có chốt định vị 2 2 3 5 7 8
