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某海洋管道[1-2]项目用Φ1016mm×15.9mm规格X52钢级双面螺旋埋弧焊钢管海运第一船到达中转站后3层堆码存放，抽检时发现超过1/3的钢管椭圆度达不到该项目技术条件要求（技术条件要求椭圆度≤5mm），不能满足施工要求。本文主要分析造成椭圆度[3-4]超标的原因，并提出改进措施。

　　1 原因分析。

　　钢管钢级为X52,屈服强度360MPa,相对于目前大量使用的X70、X80钢级钢管，是低钢级钢管。裸管采用5000t级船运，船舱码放9层；最下层垫放截面110mm×50mm垫木4道；钢管与船帮之间采用木条隔离。第一船400余根钢管在中转站现场共堆放4垛，每垛码放3层。

　　1.1现场调查测量。

　　检查部分椭圆度超标钢管在生产厂的原始测量数据，发现发运前管端椭圆度全部合格，最大值3.3mm,最小值1.0mm,平均2.1mm.中转站现场抽检测量发现椭圆度不符合标准的钢管基本在管垛下层和中层，并且钢管的垂直方向直径偏小，水平方向直径偏大。安排吊车将中上层钢管吊开，单层放置0.5h后，再次测量发现，管径发生明显变化，垂直方向直径增大，水平方向直径缩小，变化范围为1~3mm;所测量的钢管除1支外，其余钢管椭圆度全部符合标准要求。单层摆放16h后，再次测量发现，数据基本无变化，但仍有1支钢管椭圆度超标，不能恢复到合格值，需要经机械调整才能达到要求。现场成品管检测记录情况（部分数据）。

　　1.2标准对运输层数的要求。

　　目前，钢管的运输码放层数大多执行SY/T6577.2-2014《管线钢管运输第2部分：内陆及海上船舶运输》或APIRP5LW-2009《管线管内陆及海上船舶运输推荐做法》[5-6],两者本质相同，钢管堆放层数n与公式（1）相关：σs=1.156×10-4D2n[4.99×10-4（L-BM）/2+1]/t（1）式中σs---静载荷应力，MPa;D---钢管公称外径，mm;L---钢管长度，mm;B---支撑条的有效数量；M---支撑条宽度，mm;t---钢管公称壁厚，mm.

　　海上运输时，静载荷应力σs等于钢管规定最小屈服强度除以1.4.由公式（1）计算可知，第一船钢管底部垫4条110mm×50mm垫木最多允许码垛13层，实际码放9层。

　　1.3堆放层数对底层钢管的影响。

　　文献[7]给出了码垛钢管最下层受上部重力作用产生的最大形变和最大弯曲应力计算公式，具体见表2.将Φ1016mm×15.9mm规格钢管的具体数据代入表2中各公式，可计算出该规格钢管堆放3、4、8、9层时受压产生的最大形变和最大弯曲应力。

　　

　　通过检查生产厂的原始生产记录数据，现场抽检测量及查阅相关标准[8]、文献，认为造成钢管椭圆度超标的原因有：
　　
　　（1）该项目钢管钢级为X52,规定最小屈服强度360MPa,是低钢级钢管。如果没有水平方向的钢管互相挤压固定，钢管堆放8层时，底层钢管可能达到的最大形变量为43.58mm,产生的弯曲应力为362MPa,与规定的最小屈服强度相当；钢管堆放9层时，底层钢管可能达到的最大形变量为55.74mm,产生的弯曲应力462MPa,已超过钢管规定的最小屈服强度28%.在实际装船码放时，底层钢管肯定会有一定程度挤压，同时也有空隙，此时钢管已发生变形，可能已发生塑性变形。

　　（2）按照SY/T6577.2-2014标准的公式计算，底层钢管垫放4道110mm×50mm垫木，允许层数为13层。实际码放9层，已接近计算允许码放层数。

　　（3）中转站堆放3层时，中下层椭圆度超标的钢管经单层摆放后，再进行测量，发现垂直方向直径增大，水平方向直径减小，绝大多数能恢复到椭圆度的合格数值，但平均值大于生产厂的测量值。

　　由此可以判断出造成钢管椭圆度超标的原因是：钢管海运过程中，在船舱中码放9层，虽然未超出标准规定层数，但由于只垫放4道垫木，且同一层钢管水平之间没有互相挤压靠紧，底部钢管受上部钢管重力挤压造成弹性变形。绝大多数钢管单层摆放后，其椭圆度能够恢复到合格数值，但由于码放层数接近标准允许的最大值，钢管所受的弯曲应力或许已超过该钢级的最小屈服强度，造成极少量屈服强度不均的钢管发生了塑性变形，使其椭圆度不能恢复到合格值。

　　2 改进措施。

　　（1）为增加对钢管的保护，从第二船开始，在钢管底部垫6条110mm×50mm垫木，计算可知允许钢管层数为17层，实际码放9层，仅为SY/T6577.2-2014标准允许码放层数的一半。

　　（2）钢管斜线堆存，每层钢管依次骑缝码放，每隔一层在船帮与钢管之间用方木加固保护。底层钢管两侧使用三角木固定，避免钢管的横向移动。

　　（3）安排监督人员登船，保证货物配载正确。对摆放在不同层数的钢管，用白色油漆笔以阿拉伯数字在管端内壁做好标记，标记应距离管端大于285mm处，最底层标记为"1",往上层数依次类推，以便日后复查测量。

　　（4）第二船钢管装完船后，测量底层钢管的椭圆度。到港卸货后，对底层钢管的椭圆度进行复查，并与装船完毕时的测量结果进行比较，以进一步改进后续装船方案。

　　3 复查结果。

　　确定新的装船方案后，严格按照既定的方案装船，并安排专人进行监督，船舱共装2垛9层401支。装船完毕后，测量钢管的椭圆度。测量发现2垛最下层的钢管，其椭圆度全部超标。其中，椭圆度最大的2支为管号1398、1347的钢管，椭圆度分别为18mm、19mm;椭圆度最小的2支为管号1543、1155的钢管，椭圆度分别为7mm、10mm.

　　船到达卸货码头后，卸载上面8层钢管，随即测量底层钢管的椭圆度，发现其全部合格，椭圆度最大值为4.7mm、最小值为2.1mm、平均值为3.2mm.上述1398、1347、1543、1155管号4支钢管的椭圆度依次为2.1mm、4.1mm、4.7mm、4.7mm.

　　4 建议。

　　根据本次钢管海运装船方案的经验和做法，对低钢级、大管径钢管的海运装船提出以下建议：

　　（1）钢管底部的垫木数量至少6道，每道垫木的宽度不低于100mm.

　　（2）装船钢管码放层数按照SY/T6577.2-2014计算，允许码放层数约为计算的1/2.

　　（3）钢管按照斜线堆存，每层钢管依次骑缝叠放，每隔一层在船帮与钢管间用方木加固保护。底层钢管两侧使用方木固定，钢管之间采用三角木固定，使钢管尽量互相挤压，避免钢管的横向移动。

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