可調式墊鐵在動設備安裝中的應用

中國石油天然氣第七建設有限公司 山東青島 266300

關健詞 墊鐵 施工方法 動設備安裝

有墊鐵安裝方法在動設備安裝過程中經常被應用,放置正式墊鐵質量的高低直接影響到設備后期運行的穩定性。在常規有墊鐵安裝施工中,設備底座與基礎之間有30mm～70mm的高度,在有限的墊鐵調整空間范圍內,作業人員需要不斷處理基礎面,以保證墊鐵組達到安裝技術要求。如果設備體積、重量大,對應的墊鐵尺寸、重量也大,這給正式墊鐵的放置帶來了極大的難度。筆者通過改進現有平墊鐵的結構和墊鐵安裝施工方法,有效解決了大型機組墊鐵調整難度大的難題,極大地提高了正式墊鐵放置效率,保證了關鍵工序的安裝質量。下面就可調式墊鐵的應用實例進行詳述。

1 使用背景

1.1 設備概況

中國石油華北石化公司煉油質量升級與安全環保技術改造工程340萬t/a渣油加氫處理裝置中有3臺4M150新氫壓縮機組,壓縮機配套主電機選用佳木斯電機股份有限公司生產制造的增安型無刷勵磁同步電動機,電機重量達73700kg,電機采用有墊鐵安裝形式。

1.2 選定墊鐵規格

綜合電機質量(73700kg)、混凝土規格(C30)、電機底座尺寸、地腳螺栓分布、地腳螺栓距電機底座邊緣距離、電機軸承、軸承座、轉子、定子質量及重心分布等影響因素,確定墊鐵擺放位置和選用墊鐵規格。經計算選用了 L300×b150×h20規格的平墊鐵和 L300×b150×h20×a10×c8規格的斜墊鐵(規格尺寸詳圖見圖1),每臺電機放置23組墊鐵組(墊鐵布置位置詳見圖2)。

圖1 電機墊鐵規格圖

由于選用的墊鐵規格較大,所以墊鐵的重量也較重(一組墊鐵的重量在19kg左右),底座與基礎間隙較小,在有限的空間內,放置、調平難度極大,很難保證墊鐵組與設備接觸良好,并且存在安全隱患。為解決該施工難點,決定改進現有平墊鐵的結構和墊鐵安裝施工方法,降低墊鐵放置、調平難度,保證墊鐵安裝質量。

圖2 墊鐵布置圖

2 可調式墊鐵結構及墊鐵安裝方法

2.1 可調式墊鐵結構

在平墊鐵兩長邊處對稱焊接四顆M10的普通螺母,螺母中加四根500mm的配套螺桿,螺桿上預加兩顆M10互緊螺母以便調整,具體效果圖見圖3。

圖3 可調式墊鐵圖

2.1.1 可調式墊鐵結構設計原則

設計可調式墊鐵時考慮了以下幾個方面:

(1)平墊鐵重心位置,放置斜墊鐵過程中墊鐵組重心偏移過程和調整好后整體墊鐵組的重心位置,確保四根支撐桿能夠穩定支撐放置墊鐵組調整的全過程。

(2)盡量縮短支撐桿及調節螺母距設備底座邊緣的位置,方便調節墊鐵水平。

(3)根據每組墊鐵組位置處設備底座距設備基礎的實際高度,確定支撐桿的長度。避免材料浪費或支撐桿長度無法滿足使用要求情況的出現。

(4)盡量減少支撐桿與基礎接觸面的摩擦阻力。

(5)本著節約成本的理念選材,避免浪費。

最終確定可調式墊鐵尺寸(詳見圖4)。調節螺母、固定螺母均采用M10的普通碳鋼螺母。支撐桿選用與調節螺母和固定螺母配套的碳鋼絲桿,用磨光機對支撐桿與基礎接觸端進行打磨處理。固定螺母焊接在平墊鐵兩側,具體方位尺寸見圖4。

圖4 自調平式墊鐵尺寸

2.2 墊鐵安裝方法

預先在放置正式墊鐵位置處用鑿出長600mm×寬500mm×深30mm的坑槽,坑槽底部不必進行平整處理,保留麻面。根據正式墊鐵組位置處的實際高度,預先調整平墊鐵固定螺母處支撐桿長度。位于設備底座最內側的兩根支撐桿要稍高于外側的支撐桿,使平墊鐵成一定的傾斜角度放置于設備底座下,以內側一支撐桿高度為調整基準,盡量減少調節內側調節螺母的次數。放置斜墊鐵,根據接觸情況調整好墊鐵組,用0.25kg手錘輕輕敲擊將墊鐵組塞實(以斜鐵上平面與設備底座面充分接觸為基準),注意力度不能過大,以免支撐桿存在較大應力。墊鐵組調整好后用0.05mm的塞尺檢查墊鐵之間及墊鐵與設備底座底面之間的間隙,在墊鐵同一斷面處從兩側塞入的長度總和,不應超過墊鐵長(寬)度的1/3。

墊鐵組調整好后,通知土建及時灌漿,并要求在預先鑿好的坑槽周邊支模,用水將基礎表面沖洗干凈,并保持潤濕不少于2h,灌漿前1h吸干積水。灌漿料要使用自流平微膨脹灌漿料,并嚴格控制灌漿料調和比例,將按比例調好的灌漿料灌入模中。為保證灌漿質量,灌漿料要勻速灌入,接近平墊鐵底部時放緩速度,確保灌漿料與平鐵底面無空氣殘留。灌漿料要漫過平鐵10mm。待強度達到75%以上后敲擊撐實墊鐵組,撤除臨時墊鐵。墊鐵組焊接后按正常工序進行二次灌漿,同常規墊鐵組一樣,可調式墊鐵組會整體隱蔽在二次灌漿層中。

3 可調式墊鐵安裝方法的優勢

傳統墊鐵組放置施工方法為壓漿法和座漿法,《SHT3538-2017 石油化工機器設備安裝工程施工及驗收通用規范》和《GB 50231-2009 機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》等施工規范中都有詳細介紹,此處不再贅述。

壓漿法施工不足之處:首先對墊鐵組放置位置基礎面的平整度要求較高,基礎處理難度較大。其次大質量的墊鐵組很容易將砂漿壓出,大大增加了調整墊鐵的難度(需要預先加工多種厚度的平墊鐵以備用于高度調整)。同時電機底座與基礎之間空間有限,大尺寸、大質量的墊鐵組很難在狹小的空間內實施壓漿法。

座漿法施工不足之處:首先適用范圍過于狹窄,只適用于預埋式地腳螺栓。其次砂漿堆平整度要求高,處理難度大。最后放置的墊鐵組要逐一測定標高,并用高精度水平儀調整水平偏差,操作步驟要求過于精密且繁瑣,要求施工人員必須具備豐富的經驗和熟練的專業技能,對施工人員素質要求過于苛刻。

可調式墊鐵組的安裝方法是壓漿法與座漿法的實質結合,與傳統的壓漿法和座漿法相比具有明顯的優勢。既提高了墊鐵安裝效率,又提高了墊鐵安裝質量。可調式墊鐵組的安裝方法對放置墊鐵位置處的基礎表面平整度要求低,四根支撐桿底面圓球設計能夠很好的與基礎面接觸,保證墊鐵組的穩定。此種方法放置墊鐵簡單省力并且調整精度高;調整螺母的設計簡化了調整墊鐵的調節步驟,精細了調節精度,高標準達到了墊鐵與設備接觸良好的要求。通過測量電機底座與基礎之間的距離,預先調整支撐桿長度,能夠極大地縮短墊鐵調整周期。

4 結束語

可調式墊鐵的應用簡化了施工過程,弱化了對基礎面的苛刻要求,提高了調整精度,能夠普遍適用于各種大型設備的安裝,支撐桿長度的可調節性在一定程度上減弱了對墊鐵厚度的需求。但可調式墊鐵的應用也存在著一定的缺點,固定螺母、調節螺母、支撐桿不能夠回收重復利用,在一定程度上也增加了施工成本。所以推薦用于墊鐵尺寸、質量大,放置墊鐵空間狹小,墊鐵安裝施工難度大的場合。