楊永義

（友聯(lián)船廠（蛇口）有限公司，深圳 518054）

1 前言

修造船廠在日常生產(chǎn)過(guò)程中，通常都需要搭建大量的腳手架，服務(wù)其他主體工程，使其能夠更好完成施工。目前廣泛使用的傳統(tǒng)鋼質(zhì)（普通Q235A）腳手架存在如下缺點(diǎn)：材料較重、施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低、施工人員疲勞導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)增加等，因此需要對(duì)腳手架材料進(jìn)行輕量化改進(jìn)。

經(jīng)過(guò)調(diào)研，使用超高強(qiáng)薄壁架子管替代傳統(tǒng)的普通鍍鋅鋼管，無(wú)論在腳手架材料重量、施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度、施工效率等方面，都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的普通鋼管腳手架。

使用超高強(qiáng)薄壁架子管（壁厚約1.8 mm），可將架子管的重量減少約1 倍，使架子工的勞動(dòng)強(qiáng)度減少，腳手架搭建效率提高約30%，同時(shí)也讓新生代勞動(dòng)力愿意從事腳手架行業(yè)。

2 傳統(tǒng)的鋼質(zhì)（Q235 A）腳手架管概況

2.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、尺寸要求、力學(xué)性能

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：腳手架鋼管采用GB/T 13793-2008 直縫電焊鋼管 或 GB/T 3091-2008 低壓流體輸送用焊接鋼管中規(guī)定的普通鋼管，其質(zhì)量符合GB/T 700-2006 碳素結(jié)構(gòu)鋼中Q235-A 級(jí)鋼的規(guī)定；鋼管材質(zhì)檢驗(yàn)方法符合GB/T 228 金屬-拉伸尺寸的有關(guān)規(guī)定。

尺寸要求：鋼管外徑48 mm，壁厚3.25 mm 或3.5 mm。

力學(xué)性能：鋼管材料屈服強(qiáng)度約330 MPa，抗拉強(qiáng)度約420 MPa，斷后延伸率約為30%。

2.2 主要缺點(diǎn)

熱鍍鋅Q235A 普通鋼管腳手架架子管，外徑48 mm、壁厚3.25 mm / 3.5 mm、6 m 鋼管的重量約為24 kg。

腳手架的搭建是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，除了必須滿足搭建安全、穩(wěn)定性，還需根據(jù)所要搭建的施工部位和施工順序，采用針對(duì)性的搭建方式，以免造成磕碰船體、油漆修補(bǔ)或影響施工導(dǎo)致拆卸重新搭建。由于架子管較重，搬運(yùn)、搭建、拆架比較費(fèi)勁，影響架子管搭建的效率。

3 超高強(qiáng)薄壁架子管與傳統(tǒng)（Q235A）架子管的力學(xué)性能對(duì)比

3.1 超高強(qiáng)薄壁架子管概況

采用新型輕量化的腳手架管，不僅能提高施工安全性、可靠性，同時(shí)搭建、拆卸速度也明顯提高，在很大程度上節(jié)省鋼材的使用，降低使用成本。

表1 為浙江某公司生產(chǎn)的超高強(qiáng)薄壁架子管的主要力學(xué)性能。

表1 超高強(qiáng)薄壁架子管主要力學(xué)性能

從表1 可知，超高強(qiáng)薄壁架子管與普通熱鍍鋅架子管相比，屈服強(qiáng)度達(dá)到了1 000 MPa 以上，約提高了4 倍，同時(shí)延展性和可焊接性能并沒(méi)有受到影響，相關(guān)重要指標(biāo)沒(méi)有明顯下降，同時(shí)，所需的材料可以大幅減少，不但節(jié)約了成本，而且減輕了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（1）目前主要應(yīng)用行業(yè)

目前主要應(yīng)用在建筑類施工腳手架搭設(shè)，如浙江省和江蘇省的建筑工地，特別是江蘇省淮安市住建局組織專家對(duì)該企業(yè)生產(chǎn)超高強(qiáng)薄壁架子管進(jìn)行過(guò)專家論證，并建議在建筑行業(yè)推廣使用。

（2）超高強(qiáng)薄壁架子管的優(yōu)點(diǎn)

① 強(qiáng)度高

Q235 架子管抗拉強(qiáng)度約為420 MPa、屈服強(qiáng)度約為330 MPa，外徑48 mm、壁厚3.6 mm，整管垂直抗壓在11 t 以下；超高強(qiáng)薄壁架子管抗拉強(qiáng)度約為1 350 MPa、屈服強(qiáng)度約為1 000 MPa，外徑48 mm、壁厚1.3 mm，整管垂直抗壓能力可達(dá)20 t 以上，約為Q235 架子管的2 倍；

② 重量輕

Q235 架子管（外徑48 mm、壁厚3.6 mm）6 m 重量為23 kg,超高強(qiáng)薄壁架子管（外徑48mm、壁厚1.3 mm）6 m 重量為8.98 kg，Q235 架子管的重量為超高強(qiáng)薄壁架子管重量的2.56 倍；

③ 成本低

超高強(qiáng)薄壁架子管材料成本，低于Q235 架子管20%以上；施工成本低于Q235 架子管40%以上；

④ 使用壽命長(zhǎng)

由于超高強(qiáng)薄壁架子管在其成分里含有大量錳、鎳、硼等合金成分，其耐腐蝕速度遠(yuǎn)低于Q235 架子管（非鍍鋅），特別是在高鹽分的海邊船廠使用存放，耐腐蝕性表現(xiàn)更為明顯；

⑤ 安全系數(shù)高

由于超高強(qiáng)薄壁架子管重量減輕1 倍以上，在搭建、拆卸作業(yè)過(guò)程當(dāng)中更加輕巧，能保證施工人員職業(yè)健康的同時(shí)，提高了安全系數(shù)。

3.2 超高強(qiáng)薄壁架子管同Q235A 架子管力學(xué)性能對(duì)比

根據(jù)需求，對(duì)壁厚1.3 mm 和1.5 mm 超高強(qiáng)薄壁架子管的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率指標(biāo)進(jìn)行實(shí)測(cè)，并與傳統(tǒng)Q235 A 架子管進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2 超高強(qiáng)薄壁架子管和傳統(tǒng)Q235A 架子管主要力學(xué)性能對(duì)比表

4 超高強(qiáng)薄壁架子管防腐研究

4.1 超高強(qiáng)薄壁架子管銹蝕情況

沿海修造船廠常年高鹽高濕環(huán)境，超高強(qiáng)薄壁架子管樣品在船廠試用存放3 個(gè)月后，已經(jīng)有少量銹蝕產(chǎn)生，見(jiàn)圖1。

圖1 超高強(qiáng)薄壁架子管樣品試用存放銹蝕圖

由于修造船廠的架子管的使用至少要求10 年，為了延長(zhǎng)超高強(qiáng)薄壁架子管使用壽命，應(yīng)加厚壁厚等級(jí)，并且需研究對(duì)超高強(qiáng)薄壁管進(jìn)行有效防腐處理。

為此，可借用船廠對(duì)Q235 A 架子管采用的防腐工藝（熱鍍鋅）經(jīng)驗(yàn)，架子管使用約9年了，防腐效果很好，基本沒(méi)有銹蝕。

4.2 超高強(qiáng)薄壁架子管熱鍍鋅前后主要力學(xué)性能對(duì)比

超高強(qiáng)薄壁架子管經(jīng)過(guò)熱鍍鋅處理（處理溫度約為500 ℃）后，力學(xué)性能會(huì)下降，作者在相關(guān)方和船廠理化室的配合下，測(cè)試了超高強(qiáng)薄壁架子管在熱鍍鋅前后的力學(xué)性能，見(jiàn)表3。

表3 熱鍍鋅前后主要力學(xué)性能對(duì)比性能表

4.3 超高強(qiáng)薄壁架子管熱鍍鋅后力學(xué)性能滿足使用情況

從表3《熱鍍鋅前后主要力學(xué)性能對(duì)比表》來(lái)看：熱鍍鋅后的超高強(qiáng)薄壁架子管的抗拉強(qiáng)度為1 135 Mpa，為Q235 A 架子管抗拉強(qiáng)度（420 Mpa）的約2.7 倍，超高強(qiáng)薄壁架子管的壁厚（1.8 mm），為Q235 A 架子管壁厚（3.25 mm）的0.55 倍，所以熱鍍鋅超高強(qiáng)薄壁架子管，是完全能夠代替現(xiàn)有Q235A 架子管使用的。

5 超高強(qiáng)薄壁架子管在修造船廠推廣使用的可行性

5.1 超高強(qiáng)薄壁架子管和Q235A 架子管重量、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

作者對(duì)超高強(qiáng)薄壁架子管和Q235A 架子管重量、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對(duì)比分析，見(jiàn)表4。

表4 超高強(qiáng)薄壁架子管和Q235A 架子管重量、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析表

5.2 超高強(qiáng)薄壁架子管在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率方面的優(yōu)勢(shì)

（1）從表5《超高強(qiáng)薄壁架子管和Q235 A 架子管重量、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析表》的數(shù)據(jù)看：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度超高強(qiáng)薄壁管（1.8 mm）重量為Q235 A 鋼管（3.25 mm）重量的約55%，施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減??；

（2）經(jīng)作者粗略測(cè)算，相對(duì)Q235 A 架子管，使用超高強(qiáng)薄壁架子管施工效率提高約30%。

5.3 超高強(qiáng)薄壁架子管在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)

（1）從表5《超高強(qiáng)薄壁架子管和Q235 A 架子管重量、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析表》的數(shù)據(jù)看，Q235 A 架子管每m3 腳手架材料費(fèi)用為106.25 元，超高強(qiáng)薄壁架子管費(fèi)用為73.01 元；

（2）按照一般修造船廠腳手架核算，使用超高強(qiáng)薄壁架子管比Q235 A 架子管可以節(jié)約（106.25-73.01）*300 000 米=997.2 萬(wàn)元；

（3）超高強(qiáng)薄壁架子管熱鍍鋅后，預(yù)估使用壽命同Q235A 架子管應(yīng)該基本一致。

6 結(jié)論

本文分析了超高強(qiáng)薄壁架子管在力學(xué)性能、輕量化、經(jīng)濟(jì)性、勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)效率等方面，綜合優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超過(guò)目前在用的傳統(tǒng)Q235 A 架子管。

在修造船廠推廣使用超高強(qiáng)薄壁架子管，可以有效緩解目前船廠架子工勞動(dòng)強(qiáng)度大、招工難的問(wèn)題，同時(shí)也讓新生代勞動(dòng)力愿意從事腳手架行業(yè)。