建筑幕墙用钢索压管接头开裂原因分析

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1、第39卷第2期山东冶金Vol.39No.22017年4月ShandongMetallurgyApril2017?????????????????试验研究???????????建筑幕墙用钢索压管接头开裂原因分析黄诚，丛红梅，卢新宇（山东省冶金科学研究院，山东济南250014）摘要：为找出开裂原因，对不锈钢钢索开裂压管接头取样进行化学成分、力学性能、断口电镜扫描、金相等检测分析。结果表明，接头成分符合标准要求，变形大部位的力学性能超标，接头材料本身存在脆性组织σ相和碳化物，接头内表面存在加工缺陷。在钢索压制锚固过程中，最大变形面处产生了加工硬化，同时，由

2、于应力的作用，裂纹萌生、扩展；钢索在安装过程中，内应力和预紧拉应力的作用使裂纹进一步扩展并穿透管壁。关键词：钢索压管接头；开裂；脆性组织；加工缺陷中图分类号：TG142.71文献标识码：A文章编号：1004-4620（2017）02-0045-031前言钢索是现代建筑幕墙施工中重要的建筑构件，钢索的锚固接头材料可以选用优质碳素结构钢、合金结构钢以及不锈钢等，钢索嵌入在金属套管锚具内经冷挤压进行锚固。钢索的整体质量直接关系到建筑幕墙的整体质量和安全。某公司在幕墙施图1钢索压管接头宏观形貌工过程中，使用的钢索压管接头材质为06Cr19Ni102.2化学成

3、分检测（304）奥氏体不锈钢，钢索直径为Φ24mm，现场拉对开裂接头试样取样进行化学成分分析，结果索安装完成后，按设计要求进行预紧试验。2～5d如表1所示。检验结果与GB/T1220—2007标准中后现场观测发现有拉索接头出现开裂破坏情况，在06Cr19Ni10（304）不锈钢的化学成分进行比对，管件以后陆续的试验中接连有类似的情况发生。各元素成分均在标准要求范围内。为找出压管接头开裂原因，对开裂的压管接头表1接头试样的化学成分检验结果%进行了详细的检测分析。项目CSiMnPSCrNi检测值0.0450.361.300.0300.00218.408.

4、102理化检验分析18.00～8.00～标准要求≤0.08≤1.00≤2.00≤0.045≤0.03020.0011.002.1宏观检验开裂的建筑幕墙用钢索压管接头形貌见图2.3力学性能检测1a。压管接头外壁沿轴向受挤压，从径向观测到管在未开裂部位制取力学性能试样，同时另选取径受压变形不均匀，裂纹面及裂纹相对面变形最大,同批次未有裂纹的压管接头制取力学性能试样进见图1b。经测量，压管接头无螺纹段总长230mm，行比对试验，取样位置分别为相对变形小的部位和外径42～44mm，内径23.2～24.3mm，壁厚8.7～相对变形大的部位。对制取试样分别进行拉

5、伸试10.5mm。从接头外壁观察，接头一侧管壁最大受压验和硬度试验，结果见表2。面沿纵向方向有贯穿管壁的裂纹，裂纹长度约180表2接头试样的拉伸试验和硬度试验结果mm，最大宽度2.1mm。从接头端向内壁观察，穿透压管接头取样位置Rp0.2/MPaRm/MPaA/%Z/%HV5开裂接头变形小的部位35965453.569172，173，171裂纹相对面内壁也有沿纵向方向的裂纹，但未延展未开裂变形小的部位35365655.069196，196，186到外壁，见图1c箭头所示。试样经线切割后观察到接头变形大的部位69693420.557256，251，24

6、5内裂纹长约160mm，见图1d。标准要求≥205≥520≥40≥60≤200从检测结果可以看出，压管接头变形相对小的部位试样的力学性能指标均符合GB/T1220—2007收稿日期：2017-02-16作者简介：黄诚，男，1976年生，1998年毕业于山东工业大学焊接工标准要求，而变形相对大的部位试样的Rp0.2、Rm明显艺及设备专业。现为山东省冶金科学研究院工程师，山东省冶金偏高，断后伸长率A和断面收缩率Z两项指标不符产品质量监督检验站站长，从事冶金产品的材料理化性能检测技合标准要求，且硬度值为HV250左右，超出标准要术及管理工作。452017年

7、4月山东冶金第39卷求。这表明压管接头在冷挤压加工过程中变形相内壁对大的部位产生了加工硬化现象。2.4SEM断口分析壁厚在压管接头裂纹附近制取SEM试样，压管接头断口（部分）宏观形貌见图2。断口分为两个较明显外壁的区域：靠内壁一侧较平坦，放射性花样从内壁表图2压管接头断口宏观形貌面向壁厚方向扩展，表明裂纹起源于内壁，图中箭头方向为裂纹扩展方向；断口中间和靠外壁一侧断中间部位SEM扫描图像；断口形貌呈冰糖状沿晶断口表面呈颗粒状，该区域是最后的撕裂区。裂，可以观察到明显的晶界，是典型的脆性瞬时断对断口截面由内壁向外壁进行SEM扫描分析，裂；图3c为压管接

8、头外壁部位SEM扫描图像，晶粒见图3。图3a为压管接头内壁部位SEM扫描图像，有较大变形，为脆性断口；断口中