無墊鐵安裝法在神華寧煤烯烴項目中的應用

袁曉鋼

摘 要：轉動設備通常采用墊鐵安裝法，由于設備底座、墊鐵、基礎之間及墊鐵層之間存在間隙，容易產生振動，并且墊鐵易受腐蝕，影響設備長期穩定運行。無墊鐵安裝法具備施工周期短，水平調整方便，基礎受力均勻，穩定性好、大幅度減輕設備振動的優勢。隨著無收縮灌漿料質量提高、價格下降，國內石化行業無墊鐵安裝標準逐漸完善，無墊鐵安裝法已經成為轉動設備安裝的發展趨勢。

關鍵詞：轉動設備；無墊鐵安裝；無收縮灌漿料；振動

1 轉動設備安裝方法簡介

1.1 轉動設備

轉動設備也叫機械設備，是在運行中有相對運動的設備，一般包括驅動機、主機、附屬設備。文章主要探討的是壓縮機、泵、風機等安裝在混凝土基礎上的轉動設備。

1.2 墊鐵安裝

墊鐵安裝法是傳統的安裝方法，就是通過調整放置在設備底座和基礎之間的墊鐵，從而調整設備的水平度，并且將設備重量和螺栓擰緊力通過墊鐵傳遞到設備基礎上。施工材料只需要墊鐵和普通混凝土，市場上容易采購，價格低廉，但墊鐵安裝存在以下缺點：（1）設備底座、墊鐵、基礎之間及墊鐵層之間存在間隙，容易引起振動超標。（2）墊鐵一般采用普通碳鋼，易受到腐蝕，從而引起墊鐵松動，影響設備穩定運行。（3）設備水平度調整好后，每組墊鐵側面要進行層間定位焊接，焊接過程電流經過設備，容易造成電器元件和軸承損壞。

1.3 無墊鐵安裝

無墊鐵安裝是一種新的安裝方法，是采用臨時支撐將設備調整到要求的水平度，采用無收縮灌漿料填充到設備底座和基礎之間，當無收縮灌漿料達到一定強度后，取出臨時支撐，然后用無收縮灌漿料填充空洞，使設備底座和設備基礎緊密接觸的一種安裝方法。由于設備的動、靜載荷和及地腳螺栓擰緊力均勻分布到基礎上，灌漿料又具有良好的吸收振動作用，故減振效果明顯。無墊鐵安裝具有施工周期短，水平調整方便，質量容易控制，基礎受力均勻，減輕振動的特點。

1.4 安裝方法選擇

雖然在GB50231-98《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》及SH/T3538-2005《石油化工機器設備安裝工程施工及驗收規范》中對轉動設備的安裝提供了墊鐵安裝和無墊鐵安裝兩種方法，但由于以下原因，轉動設備無墊鐵安裝法正在逐漸取代墊鐵安裝法：（1）無收縮灌漿料質量逐漸提高、價格逐漸降低。（2）國內大型石油化工項目在轉動設備無墊鐵安裝上積累了成功經驗。（3）美國石油協會標準在全球廣泛使用，其發布的API686-96《機械設備安裝和安裝設計慣例》對無墊鐵安裝提出了詳細的安裝質量控制標準，可以指導無墊鐵安裝工作。（4）國內無墊鐵安裝規范正在完善中。

2 轉動設備無墊鐵安裝工藝

2.1 基礎驗收

土建單位向安裝單位提供設備基礎質量控制文件和測量記錄，在基礎上明顯標出標高基準線、縱橫中心線及預留孔中心線。安裝單位、監理、業主對設備基礎位置、幾何尺寸、外觀等進行復檢，基礎驗收合格后進行交接。

2.2 基礎處理

基礎表面鏟出麻面，麻點深度不小于10mm，密度為每平方分米3至5個，表面無油污和疏松層。

2.3 初找正

地腳螺栓孔一次灌漿前的設備安裝中心、水平和標高的調整。應當選擇設備上水平或垂直的機加工面作為基準測量點。

2.4 一次灌漿

設備初找正后對地腳螺栓孔的灌漿，灌漿前應對螺栓和灌漿孔進行檢查和處理。

2.5 最終找正

設備地腳螺栓緊固的情況下對設備安裝中心、水平和標高的調整。應當選擇設備上水平或垂直的機加工面作為基準測量點。

2.6 二次灌漿

設備最終找正后，對設備底座的灌漿。灌漿層厚度宜為30～70mm，必須在最終找正后24小時內完成，灌漿必須連續進行，不得分次澆灌。

2.7 取出臨時支撐，補灌漿

當二次灌漿層達到設計強度的75%以上時，取出臨時支撐件，同時復測水平，并用二次灌漿料將空洞填實。

3 轉動設備無墊鐵安裝主要控制點

3.1 制定安裝工程規定

項目管理部門組織設計、監理、施工等參建單位，研究制定轉動設備安裝工程規定，明確無墊鐵安裝范圍和質量控制標準。

3.2 設備安裝標準選擇

確定執行安裝標準和安裝規定的優先順序。常用標準和規定：設備生產廠家規定、設計院規定、項目規定、石化標準、國標、API標準。

3.3 基礎處理

由于無收縮灌漿料與普通混凝土差異較大，對基礎處理要求嚴格，基礎鏟麻處理時，要求對基礎浮漿層和疏松層完全處理鏟掉；鏟除的方法為使用輕型的氣鏟，或人工鑿出；不允許使用重型的氣鏟工具處理基礎。

3.4 灌漿的氣候條件和養護

遵守材料廠家要求，同時保證灌漿過程不能在寒冷氣候條件下，必須建立一個臨時設施保證灌漿環境溫度保持灌漿材料要求。養護對灌漿質量影響很大，必須嚴格按照要求養護。環氧樹脂基無收縮灌漿料養護不好將導致強度下降，返工難度很大；水泥基無收縮灌漿料養護過程缺水，會導致灌漿層收縮，設備容易產生振動。

3.5 無收縮灌漿料的選擇

為確保產品質量，業主應選擇業績好的無收縮灌漿料廠家，建立供應商短名單。灌漿料必須經過甲方、監理檢驗后方可進廠使用，正式澆注時每批澆注料按要求做試塊，并在監理的見證下作相應強度試驗，出具實驗報告。

3.6 方案審批、施工人員審查

二次灌漿的方案必須經過監理審批；對于大型機組的二次澆灌，除了監理審批外，還要經過業主項目工程師審批。

4 烯烴項目實施過程發現的問題和處理情況

4.1 國內外大多數的設備廠家安裝說明書中都提供了墊鐵安裝和無墊鐵安裝兩種安裝方法供選擇，但也有少數廠家只允許使用墊鐵安裝法，主要原因是設備廠家無法控制灌漿材料和灌漿工藝，如果試車過程發生振動超標，無法界定是設備原因導致振動超標還是安裝原因導致振動超標。此時必須按照廠家的要求方法施工，否則會給業主帶來風險。

4.2 由于大型壓縮機組到貨時間晚，導致二次灌漿推遲至冬季。不但增加了冬季施工費用，而且灌漿棚搭設、溫度保持、安全保障、灌漿質量等控制難度大，安裝工程風險增加。

4.3 寰球設計院設計文件要求大型壓縮機二次灌漿材料選用環氧樹脂基灌漿料，考慮到環氧樹脂基灌漿料成本高并且施工單位施工經驗相對缺乏，業主向設計院提出改為水泥基灌漿料，但設計院堅持要求采用環氧樹脂基灌漿料。經過協商，業主采納了設計院意見，最終采用了環氧樹脂基灌漿料施工。實踐證明環氧樹脂基灌漿料與水泥基灌漿料比較，雖然價格高，但強度高，養護期短，質量可靠。

5 結束語

5.1 烯烴項目轉動設備采取無墊鐵安裝法，安裝簡便易行、施工周期短、質量可靠，設備運行平穩，評價良好。無墊鐵安裝法在靜設備安裝中很少采用。

5.2 采用無墊鐵安裝法可以使設備底座與基礎之間100%接觸，設備動載荷、靜載荷、地腳螺栓擰緊力均勻分布到基礎上，加之無收縮灌漿料良好的吸收振動作用，設備運行時的振動明顯減輕。

5.3 無墊鐵安裝法主要適用于轉動設備，對于轉速高、負荷大、安裝質量要求高的透平壓縮機等大型機組應盡量使用環氧樹脂基灌漿料，泵、風機等通用轉動設備盡量使用水泥基灌漿料。

5.4 隨著無收縮灌漿料質量提高、價格下降，國內石化行業無墊鐵安裝標準逐漸完善，無墊鐵安裝法已經成為轉動設備安裝的發展趨勢。

參考文獻

[1]SH/T3538-2005.石油化工機器設備安裝工程施工及驗收規范[S].

[2]API 686.機械設備安裝和安裝設計建議慣例[S].

[3]GB 50231-98.機械設備安裝工程施工及驗收規范[S].