DB37/T 5046-2015 里氏硬度法现场检测建筑钢材抗拉强度技术规程

UDC

山东省工程建设标准DB37

PDB37/T5046-2015

备案号J13289-2016

里氏硬度法现场检测建筑钢材抗拉强度

技术规程

Technicalspecificationfortestingtensilestrengthofsteel

constructioninsitebyLeeb-hardnessmethod

2015-12-14发布2016-02-01实施

山东省住房和城乡建设厅

联合发布

山东省质量技术监督局

前言

为规范里氏硬度法检测建筑钢材抗拉强度方法，为新建及

既有结构工程质量和安全评价提供技术支持，特编制本标准。

根据山东省住房和城乡建设厅《关于印发<山东省工程建

设标准编制管理规定>的通知》(鲁建标字[2011]8号)的要求，

规程编制组经过广泛调查研究，在试验研究和试验数据分析的

基础上，认真总结省内外关于钢材里氏硬度与抗拉强度之间关

系的科研成果和实践经验，制定了本规程。

本规程的主要技术内容包括：1总则；2术语和符号；3检

测设备；4检测技术；5抗拉强度换算值与推定值；6检测报告；

附录。

本规程由山东省住房和城乡建设厅负责管理，由山东省建

筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见

或建议，请寄送山东省建筑科学研究院（地址：山东省济南市

天桥区无影山路29号，邮编：250031）。

本规程主编单位：山东省建筑科学研究院

本规程主要起草人员：绳钦柱孙会社于立强崔士起

刘其贤孙波张海宁赵国栋

李成才张宝明胡军牛学超

曹文慧

本规程主要审查人员：赵考重张维汇王有志徐新生

韩克胜嵇飙鲁爱民于科

魏传钰

目次

1总则------------------------------------------------------------------1

2术语、符号--------------------------------------------------------------2

2.1术语----------------------------------------------------------2

2.2符号---------------------------------------------------------3

3检测设备---------------------------------------------------------------5

3.1技术要求----------------------------------------------------5

3.2检定------------------------------------------------------------7

3.3保养------------------------------------------------------------7

4检测技术-----------------------------------------------------------------9

4.1一般规定----------------------------------------------------9

4.2里氏硬度值测量---------------------------------------------11

4.3硬度计算-------------------------------------------------------12

5抗拉强度换算值与推定值------------------------------------------14

5.1抗拉强度换算值--------------------------------------------14

5.2数据分析和抗拉强度推定值-----------------------------14

6检测报告---------------------------------------------------------------17

附录A里氏硬度法检测钢材抗拉强度记录表--------------------18

附录B钢材里氏硬度与抗拉强度换算表--------------------------19

附录C非水平状态检测时硬度值修正值--------------------------23

附录D异常数据的判断和处理--------------------------------------25

附录E格拉布斯检验临界值表--------------------------------------28

附录F检验批样本容量与推定区间系数--------------------------30

条文说明------------------------------------------------------------------34

1总则

1.0.1在工程现场检测中，采用里氏硬度计现场检测建筑用钢材

抗拉强度，是一种无损检测的方法，为了规范该检测方法，保

证工程现场检测的质量，制定本规程。

1.0.2本规程适用于采用里氏硬度法检测并推定工业与民用建

筑中钢结构用型钢（H型钢、工字钢、钢板、钢管）及钢筋混

凝土内钢筋的抗拉强度，型钢包括Q235、Q345、Q390、Q420

钢，钢筋包括HPB235、HPB300、HRB335、HRB400、HRB500，

抗拉强度范围在370~680MPa之间。

本规程不适用于钢材表层与内部质量有明显差异或内部存

在缺陷的建筑钢材的检测。

1.0.3使用里氏硬度计进行工程检测的人员，应经专业培训。

1.0.4对钢材及钢筋抗拉强度进行检测时，除应执行本规程外，

尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

1

2术语、符号

2.1术语

2.1.1里氏硬度leebhardness

用规定质量的冲击体在弹簧力作用下以一定的速度垂直冲

击试样表面，以冲击体在距试样表面1mm处的回弹速度（vr）

与冲击速度（vA）的比值来表示材料的里氏硬度。

2.1.2检测批inspectionlot

由同一牌号、同一质量等级、同一规格、同一轧制制度或

同一热处理制度的钢材组成一批钢材，每批重量不大于60t。

2.1.3抽样检测samplinginspection

从检验批中抽取样本，通过对样本的测试确定检验批质量

的检测方法。

2.1.4测区testarea

检测结构或构件钢材强度时的一个检测单元。

2.1.5测点testpoint

在测区内进行的一个检测点。

2.1.6测区钢材抗拉强度换算值conversionvalueofsteel

strengthoftestarea

由测区的平均里氏硬度值，通过测强曲线计算得到的该检

测单元的钢材抗拉强度值。

2.1.7工程质量检测inspectionofstructuralquality

为评定结构工程质量与设计要求或与设计规范规定的符合

性所实施的检测。

2.1.8结构性能检测inspectionofstructuralperformance

为评估结构的安全性、适用性、耐久性或抗灾害能力所实

施的检测。

2.1.9强度推定值estimatedstrength

2

相当于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的强度

值。

2.2符号

HLi——水平状态检测时第i个测点的里氏硬度值，为通用

的里氏硬度，对于具体的硬度标尺要使用相应的硬度标尺

表示硬度值。

HLDi——采用D冲击装置水平状态检测时第i个测点的里

氏硬度值。

HLCi——采用C冲击装置水平状态检测时第i个测点的里

氏硬度值。

HLDm，j——采用D冲击装置检测时第j个测区平均里氏硬

度值。

HLCm，j——采用C冲击装置检测时第j个测区平均里氏硬

度值。

HLDmα，j——采用D冲击装置非水平状态检测时，第j个测

区的平均里氏硬度值。

HLCmα，j——采用C冲击装置非水平状态检测时，第j个测

区的平均里氏硬度值。

HLDaα,j——采用D冲击装置非水平状态检测时，第j个测

区里氏硬度值的修正值。

HLCaα,j——采用C冲击装置非水平状态检测时，第j个测

区里氏硬度值的修正值。

Ra——构件表面粗糙度，单位：μm。

ft,j——第j个测区按回归方程计算的钢材抗拉强度换算

值，单位：N/mm2。

ft,min——构件或检测批钢材抗拉强度换算值的最小值，单

3

位：N/mm2。

ft,m——构件或检测批钢材抗拉强度换算值的平均值，单

位：N/mm2。

ft,e——构件或检测批钢材抗拉强度推定值，单位：

N/mm2。

s——构件或检测批钢材抗拉强度换算值的标准差，单

ft

位：N/mm2。

4

3检测设备

3.1技术要求

3.1.1测定里氏硬度值的仪器，宜采用数显式的里氏硬度计。

3.1.2里氏硬度计必须具有制造厂的产品合格证及检定单位的

检定合格证，并应在硬度计的明显位置上具有下列标志：名称、

产品型号、制造厂名称（或商标）、出厂编号、出厂日期和中

国计量器具制造许可证CMC及许可证号等。

3.1.3用于现场检测钢材表面硬度的里氏硬度计，其冲击装置应

采用D型或C型。

3.1.4D型里氏硬度计主要技术参数如下：

表1D型主要技术参数

冲击体的质量（ｇ）5.5

冲击能量（N.mm）11.0

球头直径（mm）3.0

球头顶端材质种类碳化钨球

3.1.5C型里氏硬度计主要技术参数如下：

表2C型主要技术参数

冲击体的质量（ｇ）3.0

冲击能量（N.mm）2.7

球头直径（mm）3.0

球头顶端材质种类碳化钨球

3.1.6冲击装置应符合下列要求：

1冲击体质量的允许误差为±0.03g。

2冲击体的碳化钨球的直径允许误差为±0.06mm，冲击体

5

的顶端球面半径允许误差为±0.03mm。

3冲击体的顶端表面应抛光，无缺陷，其表面粗糙度Ra

应不大于0.4µm。

4碳化钨球的硬度应不低于1500HV。

5冲击装置应工作可靠，操作灵敏，无卡住现象。

3.1.7显示装置应符合下列要求：

1显示装置的显示应清晰、无显示缺陷，并与打印输出的

硬度示值一致。

2在正常工作条件下，显示装置应连续稳定地工作。

3打印纸走纸正常，打印字迹清楚、字形完整、不变形。

3.1.8里氏硬度计的使用环境要求：

1在使用过程中应避免铁屑、氧化皮、灰尘等异物进入机

器内部。

2检测时环境温度宜为5℃～35℃，相对湿度≤80％。

3里氏硬度计不应在强烈振动、严重粉尘、腐蚀性气体和

强磁场的场合下使用。

3.1.9里氏硬度计应配有常用硬度范围的标准硬度块。试块应满

足以下要求：

1试块应专门制造，以确保试块的材料均质性、组织的稳

定性和试验面硬度的均匀性。

2标准块的硬度范围和均匀度如下：

表3标准块的硬度范围和均匀度

硬度表尺硬度范围均匀度的最大允许值

(790±40)HL

HLD、HLC(630±40)HL9HL

(530±40)HL

注：HL为通用的里氏硬度单位，对于具体的硬度标尺要使用相应的硬度标尺表示硬度

值，如620HLD等。

6

3标准块应无磁性。

4标准块应妥善保管，标准块的试验面和支承面不得有锈

蚀、裂纹和擦伤等缺陷。

3.1.10为保证检测过程中构件和冲击装置之间不能产生相对运

动，必要时应配备支承环；支承环应符合下列要求：

1支承环应能牢固安装到冲击装置底部。支承面应带有橡

胶涂层。

2宜定期检查支承环，以防止支承环的磨损影响读数，橡

胶涂层磨损后需更换新的支承环。

3支承环的型号应与检测面的曲率半径相匹配。

3.2检定

3.2.1里氏硬度计检验周期为一年，具有下列情况之一时应送检

定单位检定：

1新仪器启用前；

2超过检定有效期；

3经修理后的仪器；

4遭受严重撞击或其他损害时。

3.2.2里氏硬度计应由法定部门并按照国家现行标准《金属材料

里氏硬度试验第2部分硬度计的检验与校准》GB/T17394.2

对里氏硬度计进行检定。

3.2.3硬度测定前应使用里氏硬度计所带的相应标准硬度块对

里氏硬度计进行检验。检定时冲击方向为垂直向下，冲击方向

硬度修正值为0，其示值误差应不大于±12HL，示值重复性要

求不大于12HL。

3.3保养

3.3.1里氏硬度计具有下列情况之一时应进行常规保养：

7

1弹击超过2000次；

2检测值出现异常时；

3.3.2常规保养应符合下列规定：

1用尼龙刷清理冲击装置的导管及冲击体，清洁导管时先

将支承环旋下，再将冲击体取出，将尼龙刷以逆时针方向旋入

管内，到底后再轻轻拉出，如此反复5次，然后再装好冲击体

及支承环。

2导管和冲击体间严禁使用任何润滑剂。

3.3.3硬度计使用完毕后，应将冲击体释放。

3.3.4在下列情况下需更换球头或冲击体：

1根据硬度计与试件的不同，在测量3000~12000次后；

2当用标准洛氏硬度块进行检定，误差大于2HRC时。

3.3.5常规保养后，应使用里氏硬度计所带的相应标准硬度块对

里氏硬度计进行检验，如示值误差或示值重复性不满足本规程

3.2.3条要求时，应送计量检定部门进行检定。

8

4检测技术

4.1一般规定

4.1.1采用里氏硬度法检测钢材、钢筋强度时，宜具有下列资料：

1工程名称及设计、施工、监理和建设单位名称；

2构件名称、数量、尺寸及钢材型号；

3必要的设计图纸和施工记录；

4检测原因。

4.1.2里氏硬度计在使用前后，均应在标准硬度块上做检验，并应

符合本规程第3.2.3条的规定。

4.1.3钢材抗拉强度检测可采用以下两种方式进行:

1单个构件检测：适用于单个柱、梁、杆、支撑等钢构件，

或混凝土中单根钢筋检测，其检测结论不得扩大到未检测的构件

和范围。

2按批抽样检测：适用于同一检测批钢构件的钢材或混凝土

中钢筋的抗拉强度的检测。

表4检测批最小样本容量

检测类别和样本的最检测类别和样本的

检验批检验批

小容量最小容量

的容量的容量

ABAB

2~82291~150820

9~1523151~2801332

16~2535281~5002050

26~5058501~12003280

51~905131201~320050125

注：检测类别A适用于一般质量的检测，检测类别B适用于结构质量或

性能的检测。

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4.1.4按批抽样检测时，应进行随机抽样，且抽测构件最小数量应

符合表4的规定。

4.1.5构件的测区应符合下列要求：

1测区宜选在使里氏硬度计处于水平方向检测钢材表面硬

度。当不能满足这一要求，可使里氏硬度计处于非水平方向检测

钢材表面。

2单个构件检测时，每个的测区数不应少于5个，对于长度

小于4.5m，且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当

减小，但不应少于3个。

3按批进行检测时，每个构件测区数不得少于3个。

4检测前应对钢材表面进行处理，完全清除表面涂层、氧化

皮、污物或者其他表面不规则性，表面不能有润滑剂。在处理过

程中应避免由于发热而造成钢材硬度的变化。

5测区表面粗糙度Ra应不大于1.6μm。

6使用D冲击装置检测构件时，钢材厚度不宜小于10mm，

不应小于8mm；使用C冲击装置检测构件时，钢材厚度不宜小于

5mm，不应小于3mm；对于表面为凹、凸圆柱面等曲面的构件，

其表面曲率半径不应小于30mm。

7检测部位宜选在有垂直支撑的部位，应避免检测部位刚度

不足而产生的振动。对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行

固定。

4.1.6混凝土中钢筋测区除应满足上述有关要求外，尚应符合下列

的规定：

1应将钢筋保护层剔除，露出钢筋外侧一半的表面积。剔凿

钢筋混凝土保护层时，不得过度挠动钢筋，以确保钢筋内侧与混

凝土牢固粘结。

2钢筋表面应进行打磨处理，带肋钢筋应将肋高磨平，处理

后的钢筋检测面曲率半径不应小于30mm。

4.1.7测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述测区布置

10

示意图和外观质量情况。

4.2里氏硬度值测量

4.2.1检测面打磨处理

里氏硬度值测量前，应对钢材或钢筋表面进行打磨处理，可

用钢锉或角磨机等设备打磨构件表面，除去表面涂层、氧化皮、

污物或者其他表面不规则性，再分别用粗、细砂纸打磨构件表面，

直至露出金属光泽。型钢每个测区打磨区域不应小于30×30mm2，

混凝土内钢筋测区打磨区域不应小于10×50mm2。

4.2.2粗糙度值测量

打磨后用粗糙度测量仪测量检测面的粗糙度值，测量不应少

于5次，取其平均值。每次读数精确至0.01μm。测试表面粗糙度

应小于1.60μm。

4.2.3硬度测试时，应按以下程序进行：

a)向下推动加载套或用其他方式锁住冲击体；

b)将冲击装置支承环紧压在试样表面上，冲击方向应与测

试面垂直；

c)平稳地按动冲击装置释放钮；

d)读取硬度示值。

4.2.4对于表面为凹、凸圆柱面等曲面的构件，其表面曲率半径小

于50mm时，应安装支承环，以确保检测面与冲击装置间不产生

相对运动，检测面与支承环表面应清洁，无氧化皮、润滑剂、尘

土等污物。

4.2.5测点在测区范围内均匀分布，任意两压痕中心之间距离应大

于4mm，任一压痕中心距试样边缘距离不应小于5mm。同一测点

只能测试一次。每一测区应测试9个值，每一测点的里氏硬度值

精确至1。

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4.3硬度计算

4.3.1应从9个里氏硬度值中剔除2个最大值和2个最小值，余下

的5个里氏硬度值相互之差不应大于20HL。

4.3.2计算平均里氏硬度值，余下的5个里氏硬度值应按下式计算：

1采用D型冲击装置检测时

5

HLDi

HLDi1（4.3.2-1）

m,j5

式中——第j个测区里氏硬度平均值，精确到1；

HLDm,j

——第个测点的里氏硬度值。

HLDii

2采用C型冲击装置检测时

5

HLCi

HLCi1（4.3.2-2）

m,j5

式中——第j个测区里氏硬度平均值，精确到1；

HLCm,j

——第个测点的里氏硬度值。

HLCii

4.3.3非水平方向检测钢结构构件表面时，应按下式修正：

1采用D型冲击装置检测时

HLDm,jHLDm,jHLDa,j（4.3.3-1）

式中HLDm,j——非水平方向检测时第j个测区的平均里氏硬

度值，精确至1；

HLDa,j——非水平方向检测时第j个测区里氏硬度修正

12

值，可按本规程附录C采用。

2采用C型冲击装置检测时

HLCm,jHLCm,jHLCa,j（4.3.3-2）

式中HLCm,j——非水平方向检测时第j个测区的平均里氏硬

度值，精确至1；