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在NDT檢測(cè)工作中我發(fā)現(xiàn)用“圖”說(shuō)話更勝一籌?？磮D斷癥就像看圖識(shí)字一樣，一目了然地看出問(wèn)題所在，特別是在役檢測(cè)時(shí)更能表達(dá)實(shí)際情況，它可以提供最豐富和最準(zhǔn)確的資料。這個(gè)“圖”包括：圖片，圖紙，影片和實(shí)物斷口等。 我的檢測(cè)三步曲(1、2、3)： 1. 用「圖」先看圖斷癥分折判斷問(wèn)題(裂紋)的所在位置； 2. 再用作「圖」法選擇最佳的NDT方法和制定檢測(cè)程序，然后按程序進(jìn)行NDT檢測(cè)，從而找出問(wèn)題； 3. 最后用「圖」示法提出改善/解決問(wèn)題的方法/建議。 1987年某日，位于香港的一座正在興建中的高樓大樓，發(fā)生四級(jí)大火，連續(xù)燒了六小時(shí)。由于大火在樓高47層位置，消防車(chē)的云梯無(wú)法到達(dá)(只能到達(dá)38層)，只好動(dòng)用當(dāng)時(shí)香港皇家空軍直升機(jī)協(xié)助在上空投水彈灌救，成為香港一大新聞。 建筑用的塔式起重機(jī)(Tower Crane)正置身于大火之中，情況非常嚴(yán)重……。 建筑公司的李先生打電話給我說(shuō)，在頂樓上的一部天秤(塔式起重機(jī))在大火中燒了六個(gè)小時(shí)，不知是否有損壞，現(xiàn)在正準(zhǔn)備將它其中被燒過(guò)的框架柱梁(Mast)拆卸下來(lái)，更換新的框架柱梁(Mast)上去，但是又擔(dān)心天秤的框架結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的燒傷疲勞損壞問(wèn)題，怕在拆卸時(shí)發(fā)生意外，問(wèn)我有什么方法可以證實(shí)材料的破壞程度，即最終目的–是否可以拆卸更換。 我說(shuō)：「我不是做失效分析的，也不是材料力學(xué)專(zhuān)家，我不懂亦不會(huì)做?！?「哪你有沒(méi)有相熟的人會(huì)做呢？」他說(shuō)。 我突然想到城市理工學(xué)院，即現(xiàn)時(shí)香港城市大學(xué)有位教授，他是這方面的專(zhuān)家，故我馬上打電話給他，可是電話只接駁到留言信箱，原來(lái)他出差英國(guó)不在香港，所以我告訴李先生我沒(méi)有辦法了。 他說(shuō)：「時(shí)間相當(dāng)緊迫，請(qǐng)盡快幫我解決！因?yàn)榫皆跇窍路饴?，停一天就罰款 10 萬(wàn)元??！請(qǐng)您幫我想想辦法 ……。」 各位NDT同仁當(dāng)您遇到這個(gè)情況時(shí)您會(huì)怎么辦?  看完這幾張圖片后您會(huì)怎么辦? 您有什么辦法能幫他解決問(wèn)題? --------------------分割線---------------------- 我們知道通常最可靠的方法是做機(jī)械性能測(cè)試和化學(xué)分析，直接在被燒過(guò)的結(jié)構(gòu)處取樣做試驗(yàn)。但是在這種情況直接取樣是很危險(xiǎn)的，萬(wàn)一所取位置出錯(cuò)，將隨時(shí)會(huì)發(fā)生意外倒塌；如果取樣不準(zhǔn)確，也難保全面證實(shí)材料結(jié)構(gòu)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及時(shí)間上也不可能這樣做。故我們只有從最簡(jiǎn)單和比較有效的方法去解問(wèn)題。 在詳細(xì)分析后，我提出了四個(gè)無(wú)損檢測(cè)(NDT)方法： 1. 外觀目視檢測(cè) Visual Inspection 2. 硬度測(cè)試 Hardness Test 3. 磁粉探傷 Magnetic Particle Inspection 4. 超聲波檢測(cè) Ultrasonic Test 1.1 外觀檢測(cè)：由一位有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員，帶備單鏡反光相機(jī)和低倍數(shù)放大鏡 (25 倍 / 直徑 50mm)，到現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)地觀察。首先由整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，用眼睛看和再用手動(dòng)對(duì)焦的相機(jī)遠(yuǎn)距離看天秤是否有明顯的彎曲變形，因天秤本身的長(zhǎng)吊臂和負(fù)擔(dān)著平衡塊，也有十幾噸重，如果大火的溫度把天秤的支架燒得發(fā)紅時(shí)，它肯定是會(huì)彎曲的。 1.2 . 在沒(méi)有明顯的結(jié)構(gòu)變形后再靠近天秤做近距離檢查，看被火燒過(guò)的位置外皮顏色， 特別是多焊縫的接頭位置，因?yàn)楹附舆^(guò)的位置多數(shù)有殘馀應(yīng)力，當(dāng)再次受到破壞時(shí)也是更容易產(chǎn)生裂紋的位置。 1.3 再看天秤周?chē)沫h(huán)境及其他材料構(gòu)件的損壞程度，例如電纜線等等，附近是否有大量可燃燒的材料，例如：木材、發(fā)泡膠、橡膠、油渣等等。 我們?cè)谧呱洗髽菚r(shí)看見(jiàn)在 47 樓下有一層的混凝土地板給大火燒穿了一個(gè)大洞，鋼筋就像被拉長(zhǎng)了的橡皮筋一樣，一條條地懸掛在穿洞位置，附近還有很多木板和發(fā)泡膠等可燃燒的建筑廢料，工人把這些建筑廢料集中堆積，正準(zhǔn)備下樓運(yùn)走，事后調(diào)查可能是有工人留下煙蒂造成火災(zāi)，可以肯定是這些材料把混凝土的樓板給燒穿的。 硬度測(cè)試：硬度測(cè)試可以給我們提供一個(gè)有用的參考數(shù)值。我們查到天秤所用的材料是 BS4360–50C，它的正常硬度值是在 HV150-250 范圍。然后到現(xiàn)場(chǎng)分別在被燒得最嚴(yán)重的位置與完全沒(méi)有燒過(guò)的位置做測(cè)試，比較它們的硬度值后就可知道是否有問(wèn)題。 因?yàn)闇囟鹊淖兓瘯?huì)直接影響到硬度的變化，而硬度也能反映出材料的一些機(jī)械性能。大火發(fā)生時(shí)天秤置身于熊熊大火中，溫度是相當(dāng)高的，但是誰(shuí)也不知道準(zhǔn)確的溫度，我們知道鋼的材料溫度達(dá)到某一臨界溫度時(shí)(大約600-750℃)，這時(shí)用水突然澆下其硬度肯定會(huì)高很多，而它的機(jī)械性能會(huì)變得硬和脆。 從報(bào)紙和電視上我們看到當(dāng)大火燃燒時(shí)直升機(jī)在上空不斷地投放水彈救火，大火如果將鋼結(jié)構(gòu)件燒紅時(shí)(大約600-750℃)又突然遇水冷卻，這就相當(dāng)于成淬火狀態(tài)，而且是有鹽份的海水，其金屬硬度一定會(huì)很高；當(dāng)硬度高出某一數(shù)值時(shí)，材料將發(fā)生疲勞，也就是說(shuō)容易發(fā)生脆性斷裂，若在這個(gè)時(shí)候貿(mào)然拆卸天秤將是很容易發(fā)生意外的。 故我認(rèn)為測(cè)試硬度是一個(gè)有效的方法，有資料作參考再作簡(jiǎn)單比較就能解決問(wèn)題。 1. 首先查出原材料 BS4360-50C的角鋼焊接成的框架柱樑材質(zhì)硬度值在HV150-250 范圍； 2. 在被火燒得最嚴(yán)重的位置測(cè)試硬度； 3. 在完全沒(méi)有被火燒過(guò)的位置測(cè)試硬度。
將三者進(jìn)行比較后就知道是否有變化。我採(cǎi)用便攜式的超聲波硬度測(cè)試儀，分別在被火燒得最嚴(yán)重的位置以及上下完全沒(méi)有被火燒的位置測(cè)試硬度，最后測(cè)出的結(jié)果顯示都在HV195-230正常范圍沒(méi)有明顯的差異。 再看四周的環(huán)境，天秤本身結(jié)構(gòu)沒(méi)有什麼可以燃燒的材料，而且四周只有幾塊 1/2”厚的木板燃燒，可以清清楚楚地看到天秤只是在靠近木板附近的位置，表面油漆被燒掉，其他位置完整無(wú)損。 幾塊木板的燃燒能量是不足以將鋼燒至600℃以上的。我們還清楚地看見(jiàn)直徑大約20mm的銅質(zhì)電纜只是表面的橡膠皮層被燒掉，而裸露的銅線則完全沒(méi)有受損和變形現(xiàn)象，說(shuō)明當(dāng)時(shí)的溫度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于600℃以下，也就是說(shuō)即使用海水也不可能淬硬鋼材了 磁粉探傷和超聲波檢測(cè)：此后，將主要受力位置和焊縫接頭的位置做磁粉檢測(cè)和超聲波檢測(cè)。因?yàn)楹缚p通常有殘馀應(yīng)力，再加上受大火燒過(guò)，溫度變化加速應(yīng)力變化而產(chǎn)生疲勞裂紋。 由于天秤是鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)磁性材料，磁粉探傷方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料是非常適合的，很容易將表面和近表面的裂紋檢測(cè)出來(lái)；超聲波檢測(cè)方法主要針對(duì)內(nèi)部缺陷或者裂紋，將兩者配合起來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，可以把內(nèi)外缺陷都檢測(cè)出來(lái)。這樣地組合幾項(xiàng) NDT 方法是有效和可靠的，最后我們?cè)跈z測(cè)后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何缺陷。
綜合以上幾種無(wú)損檢測(cè)方法，我們認(rèn)為這部被火燒過(guò)的天秤其鋼結(jié)構(gòu)是沒(méi)有任何疲勞問(wèn)題，情況是良好的，可以拆卸更換框架柱樑。
我在現(xiàn)場(chǎng)向來(lái)自香港政府機(jī)電工程署、警方、保險(xiǎn)行業(yè)、業(yè)主以及建筑公司的代表解釋了上面的檢測(cè)結(jié)果。最后我說(shuō)：「這部被火燒過(guò)的天秤其鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何疲勞問(wèn)題， 情況是良好的，可以拆卸更換框架柱樑?！?/span>大家都同意我的看法。
建筑公司的李先生很高興這個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，他又指著另一個(gè)被火燒過(guò)的石屎泵(混凝土泵)問(wèn)我：「阿黃，你幫忙再看看那臺(tái)石屎泵(混凝土泵)有沒(méi)有問(wèn)題，可以用嗎？」我順著他手指的方向看過(guò)去， 一個(gè)被燒得黑黑的、已經(jīng)嚴(yán)重變形的圓柱體。 我說(shuō)：「Total Loss (全部報(bào)廢)，因石屎泵(混凝土泵)圓柱體的油缸中裝有大量的油壓系統(tǒng)機(jī)油，大火燒著后可以燒到很高很高的溫度，這就難怪我們從電視中可以看到噴火的情景，就是這個(gè)石屎泵(混凝土泵)噴出來(lái)的火了，你們看它已經(jīng)嚴(yán)重變形了，全部報(bào)廢我看都也不過(guò)10萬(wàn)元吧，不用檢測(cè)了！」在場(chǎng)的人連保險(xiǎn)公司人員也同意我的看法。 我就是這樣輕輕松松地用最普通的常識(shí)(Common Sense) 解決這個(gè)火災(zāi)后的失效分析案例。  NDT 微論壇官方公眾號(hào) |
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