中国核工业二四建设有限公司 湖南省衡阳市 421000
摘要：钢筋直螺纹接头是一种安全、可靠、省工、省力的施工工艺，目前很多工程中钢筋的连接均采用直螺纹连接工艺，钢筋接头施工质量的好坏，直接关系到钢筋的受力性能以及建筑工程结构安全。本文对项目生产中钢筋滚压直螺纹加工过程中出现的丝头质量问题进行分析，并提出质量改进控制措施，为后续项目钢筋直螺纹丝头加工质量控制提供了良好的参考依据。
关键词：钢筋直螺纹;质量问题;质量控制
前言
钢筋滚压直螺纹连接是机械连接方式的一种新结构，它具有施工速度快、质量稳定可靠，对中性好，施工操作简单，无明火作业，不污染环境，节约材料及能源，可全天候施工等优点，并且具有较好的经济效益和社会效益。
目前我公司参建的民用项目及核电项目，如福清核电、漳州核电为国产第三代核电“华龙一号”堆型，其钢筋的连接均采用直螺纹连接工艺，钢筋接头施工质量的好坏，直接关系到钢筋的受力性能以及建筑工程结构安全。本文通过对各项目中钢筋加工施工过程中产生较多的质量问题进行分析，采取相应的质量改进措施，取得了较好的管理效果。
1、钢筋直螺纹工艺简介
滚压直螺纹连接接头是通过钢筋端头直接滚压或挤（碾）压肋滚压或剥肋后滚压制作的直螺纹和连接件螺纹咬合形成的接头。其基本原理是利用了金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度的特性，而仅在金属表层发生塑变、冷作硬化，金属内部仍保持原金属的性能，因而使钢筋接头与母材达到等强。
目前我公司参建的各项目使用的直螺纹接头主要有直接滚压直螺纹连接接头和剥肋滚压直螺纹连接接头，其各自的主要特点是：
1.1直接滚压直螺纹连接接头
螺纹加工简单，设备投入少，不足之处在于螺纹精度差，存在虚假螺纹现象。由于钢筋粗细不均，公差大，加工的螺纹直径大小不一致，给现场施工造成困难，使套筒与丝头配合松紧不一致，有个别接头出现拉脱现象。由于钢筋直径变化及横纵肋的影响，使滚丝轮寿命降低，增加接头的附加成本，现场施工易损件更换频繁。
1.2剥肋滚压直螺纹连接接头
其工艺是先将钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后再进行螺纹滚压成型。在一台专用设备上将钢筋丝头通过剥肋-滚压螺纹自动一次成型，剥肋滚压直螺纹连接接头与其它滚压直螺纹连接接头相比具有如下特点：
（1）螺纹牙型好，精度高，牙齿表面光滑；
（2）螺纹直径大小一致性好，容易装配，连接质量稳定可靠。
2、钢筋直螺纹接头加工质量常见问题及质量控制措施
通过多年的观察与分析，在钢筋直螺纹丝头加工过程中，主要出现了如下质量问题：牙型不饱满，丝头直径偏差，丝头加工损坏，套筒安装未对中。
2.1牙型不饱满
2.1.1问题表现形式
加工完成的直螺纹丝头应该端面平整，牙型饱满连续，秃牙部分不超过1.5倍螺纹周长。钢筋直螺纹丝头在加工过程中常常出现牙型不饱满问题。秃牙过多将会导致钢筋有效丝头数量减少，钢筋接头滑脱的风险大大增加。
2.1.2原因分析
（1）钢筋端部不平直，钢筋切断时断口受到挤压变形（图2），滚压丝头时滚轮无法轧到钢筋母材导致端部缺牙（图3）。
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图1钢筋丝头滑脱 图2钢筋断口挤压变形
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图3钢筋丝头端部缺牙 图4钢筋丝头端部缺牙导致套筒滑脱
（2）钢筋母材圆度不足
钢筋原材本身圆度不足，截面呈椭圆形，导致螺纹不连续、不饱满。
2.1.3质量控制措施
（1）钢筋切断机刀片改进
针对钢筋切断导致端头不平整问题，要求采用砂轮切割机进行钢筋切断，而采用砂轮切割机进行切割，丝头加工质量得到了保证，又因切割效率不高而导致钢筋加工进度缓慢，不能满足施工现场的钢筋需用量。为解决这一问题，对切断机刀片进行了创新改进，使切出的钢筋端头平整不变形，保证了钢筋丝头的加工质量，确保了钢筋直螺纹套筒连接质量的稳定性。
（2）加强原材进场验收
钢筋原材进场验收时，应加强钢筋外形尺寸的验收，钢筋外观应符合国标要求；同时在进行钢筋丝头加工时，工人应事前对钢筋外观进行检查，钢筋外观如直径、圆度等不满足丝头加工要求的，不能用于需要套丝的钢筋加工。
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图5钢筋原材截面不规则 图6原材不规则导致的丝头不饱满
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图7新型切断机刀片 图8钢筋端头平整
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图9直接加工丝头饱满 图10钢筋丝头直径过大无法拧入
2.2丝头直径偏差
2.2.1问题表现形式
丝头加工直径应符合直螺纹套筒专业生产厂家的技术要求，丝头直径采用厂家标准的通规止规进行检查。但在加工过程中易出现丝头直径过小或过大的质量问题，直径过大现场连接困难，有些接头甚至无法全部拧入；直径过小则增大了接头滑脱的风险。
2.2.2原因分析
丝头直径分为牙顶直径和牙底直径，两个直径有一个不符合要求均会对接头质量造成影响。影响丝头直径偏差的原因主要是设备调整不当或是零配件磨损过大。
（1）丝头直径过大
丝头直径过大主要有3种原因：
（一）剥肋滚压直螺纹套丝机剥肋刀片磨损，导致剥肋后的直径过大，滚轮挤压后丝头外径过大，此种情况丝牙光滑，不容易辨识。
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图11钢筋丝头直径过小导致套筒滑脱
（二）滚轮由于使用时间过长破损缺牙，造成丝头牙底毛糙，牙底直径过大，套筒无法拧入，此种问题容易辨识；
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图12钢筋套丝机剥肋刀片 图13滚轮破损缺牙
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图14丝头毛糙 图15滚轮及铜套
（三）滚轮由于使用时间过长，滚轮铜套材质过软，造成3个滚轮向外偏移，此时丝头牙底直径偏大，牙底光滑，牙顶直径正常，此种问题不易辨识。
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图16滚轮外移示意图
（2）丝头直径过小
丝头直径过小造成丝牙高度比标准丝牙高度偏低，低点和套筒丝牙没有配合上出现了较大的间隙，减少了丝头和套筒的啮合面积，使承载力减低，增加钢筋接头滑脱风险；
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图17丝牙高度偏低示意图
造成丝头直径过小的主要原因是剥肋滚压直螺纹套丝机剥肋刀片安装调整不符合要求，剥肋过多，导致剥肋后的直径偏小，滚轮挤压后丝头外径偏小，此种情况丝牙光滑但牙顶不饱满，容易辨识。
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图18剥肋过多导致丝牙不饱满
2.2.3质量控制措施
影响丝头直径偏差的主要原因是作业人员操作技能不足，设备保养不当和设备调整错误，同时缺少质量检查，当设备配件磨损过大或安装错误时不能及时发现更换及正确调整。
对此，采用以下几种方式，提高丝头加工质量：
（1）实行持证上岗制度。工人在上岗作业前，需进行直螺纹丝头加工理论及实操知识培训，由专业技术人员进行考核，考试合格后颁发钢筋套丝作业操作证，确保作业人员技能水平及文化素质符合质量要求。
（2）实行定机定人管理。对设备编号，在设备上张贴作业人员信息牌，实行定机定人管理，便于过程中监督与检查。
（3）质量控制责任到人。已加工好的丝头，必须由作业人员完成自检，并在钢筋标签牌上签字确认。出现问题的丝头能及时追查到责任人，并进行相应处罚，如停工培训等。由此提高作业人员的责任心，确保丝头加工质量。
2.3丝头加工损伤
2.3.1问题表现形式
在环向钢筋套筒安装过程中，出现了钢筋丝头无法拧入的问题，经过现场查验，发现环向钢筋丝头均存在损伤。
2.3.2原因分析
丝头损伤问题主要为环向钢筋，由于直螺纹加工工艺要求，钢筋只有在丝头加工完成后再通过弯弧机弯制成型，丝头在过弯弧机时被齿轮破坏，导致套筒无法顺利旋进。
2.3.3质量控制措施
弯弧钢筋在加工时，丝头套双层保护帽，垫铁皮保护丝头。
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图19过弯弧机之后的丝头保护帽及牙损坏
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图20弯弧时用铁皮保护丝头
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图21经过保护的丝头形状完好
2.4套筒安装未对中
2.4.1问题表现形式
现场套筒安装连接时，丝头旋进去一部分后便无法拧入，同时也不能卸下。将套筒破开后发现丝头及套筒丝牙均破坏。
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图22钢筋丝头及套筒滑丝
2.4.2原因分析
现场工人技能及经验不足，钢筋在摆放时，丝头未能对齐，套筒安装的过程中由于钢筋过长无法自动摆正，导致拧的过程中不能拧进，用力过大便会滑丝。正反丝套筒问题最为突出。
2.4.3质量控制措施
对现场工人进行技能培训，使工人能够分辨丝头问题，采取合适的方法处理问题，安装弧形钢筋时将丝头对齐。
以上几种问题为施工现场钢筋直螺纹接头加工中常见的问题，其导致的后果为钢筋套筒滑脱或是套筒无法连接到位。根据《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016中规定，钢筋套筒滑脱属于断于接头，其接头极限抗拉强度必须大于1.1倍钢筋极限强度，而从滑脱的试件极限抗拉强度数据来看，其抗拉强度均不能达到1.1倍钢筋极限抗拉强度，所以，这种情况是不允许发生的。所以，在钢筋直螺纹接头加工的过程中，必须严格按照以上质量控制措施进行，才能保证直螺纹接头的连接质量。
3、小结
钢筋直螺纹加工及连接是一项繁杂的系统工程，只要分清楚产生质量问题的成因，找出相应措施，质量问题是可以避免和解决的，施工质量能够有保证。以上问题是钢筋直螺纹丝头加工及连接过程中出现的主要问题，通过对具体问题的具体分析，制定针对性的质量控制措施，严格认真按照有关专业规范和标准要求进行施工，现场丝头质量得到了很大的提高，保证了在高强度钢筋加工过程中丝头质量的稳定，对后期的工程建设具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]《钢筋机械连接技术规程》.JGJ107-2016.