設備軟腳的測量方法及處理方案

段永華，陳艷闖，相吉陽，段永濤，高 寧

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東青島 266518）

0 引言

近年來隨著海洋石油工程行業的飛速發展和科技水平的不斷提高，海洋石油平臺的數量也在不斷增加，對石油平臺上設備的性能要求也越來越高，特別是對運轉設備的振動和噪聲控制提出了更高的要求。主機作為整個平臺的心臟，運轉狀況直接影響著整個平臺上所有用電設備的運行，保證主機長期平穩的安全運行非常重要。調試主機過程中，調整設備軟腳是非常關鍵卻往往被忽視的一項重要工作。

1 設備軟腳簡介

設備軟腳也叫設備虛腳，當設備在底座上就位以后，設備的大多數支腿與底座接觸受力，但有一個或幾個支腿處于懸空狀態，懸空的支腿會產生軟腳現象。軟腳現象多發生在大型且支腿較多的運轉設備上，例如大型的柴油發電機組、大型的泵類、天然氣壓縮機等設備（圖1）。

圖1 設備軟腳示意

軟腳現象對設備的危害非常大，任何一個支撐點存在軟腳現象，都會造成設備運轉中心線出現偏差，造成設備運轉不良，直接表現為設備運轉時振動大、噪聲大，如不及時處理會導致設備性能下降，影響設備的使用壽命。但由于軟腳間隙是一個很小的數值，一般在0.10 mm 左右，肉眼無法發現，只能借助設備測量檢查，在工作中很難被發現、往往被忽視。

2 測量方法及處理方案

以某FPSO（Floating Production Storage and Offloading，浮式生產、儲油、卸油船）項目主機模塊的調整過程為研究案例，詳細講解設備軟腳的測量方法、處理方案和注意事項。

2.1 現場案例

2.1.1 現場情況

某FPSO 項目主機模塊有A、B、C、D，共4 臺大型8000 kW柴油發電機組，在調試過程中發現C 機振動值偏大，噪聲偏大，經用振動測試儀檢查后發現發動機運轉正常，減速齒輪箱運轉正常，發電機運轉工況異常，無法滿足項目需求。

2.1.2 原因分析

原因主要有3 個：①考慮調平對中的問題。重新架表讀取數據，數據正常，排除調平對中的可能性；②考慮設備地腳螺栓扭矩問題。用扭矩扳手檢查，也排除了螺栓扭矩的問題；③考慮到此發電機模塊是從陸地上吊裝到船體甲板上的，吊裝過程中由于主機模塊較大較重，結構梁可能產生輕微的變形，導致發電機底座也有可能因此產生輕微的變形，造成底座水平度發生變化，影響發電機的正常運轉，使發電機產生機械振動，噪聲增加。

2.2 技術要求

根據廠家技術資料，柴油發電機組軟腳值應>0.05 mm。

2.3 設備軟腳測量方法

測量軟腳是一件很復雜的工作，要根據現場的實際情況來確定測量工具和施工方案。

2.3.1 工具準備

有些不常用的工具需要單獨說明：①地方空間小，用不了百分表，需使用杠桿表；②設備底座間隙比較小，普通的圓柱千斤頂放不進去，需使用扁平的行程比較短的千斤頂；③空間小不方便觀察百分表，需使用長桿觀察鏡。這些不常用工具需要提前準備。

除此之外，還要準備百分表、磁力表座、扭矩扳手、插口扳手、除銹劑、抹布等工具。特別注意架表之前要檢查百分表準確性，能否歸零，確保儀表靈敏可靠。

2.3.2 架表

架表時要把表尖打在靠近地腳螺栓的位置，測量前須將設備支腿表面的灰塵和鐵銹用抹布清理干凈，以防影響測量數據的準確性。檢查每個支腿的地腳螺栓扭矩是否緊固到位。

2.3.3 測量

百分表要壓0.50 mm 左右，壓表后把表針歸零，再撥動表針觀察百分表是否靈敏、能否歸零。確認無誤后用扭矩扳手松開地腳螺栓的扭矩。查看表針的擺動情況，如果表針不動或擺動幅度<0.05 mm，說明此支腿和基礎底座接觸良好，不存在軟腳現象。若表針的擺動幅度>0.05 mm，說明此支腿存在軟腳現象，軟腳值就是百分表顯示的數值。

為了驗證讀數的準確性，再用扭矩扳手把地腳螺栓按扭矩要求緊固到位，觀察百分表是否能夠歸零。若能歸零說明讀數準確，若不能歸零則需要查找原因，重新讀取數據，直至準確歸零為止。

2.3.4 數據整理

按以上操作依次讀取設備所有支腿的軟腳值，并制作表格加以分析，確定每一個軟腳的調整方案和進一步工作。

2.4 設備軟腳處理措施

軟腳調整要和調平對中綜合考慮，軟腳調整一次調平對中就要檢查一次，既要保證軟腳質量，也要保證對中數據不受影響。以3號支腿軟腳值0.14 mm 為例詳細講解消除軟腳的具體方法。

2.4.1 工機具準備

圖2 墊片測量

調整墊片、內徑千分尺、塞尺、千斤頂、叉口扳手、銼刀、抹布、除銹劑等。

2.4.2 調整前準備工作

圖3 設備軟腳測量

準備工作：①把發電機組4個角的八顆定位螺栓用插口扳手輕輕加力，保證發電機組在松開地腳螺栓時用千斤頂頂升的過程中不要走位；②用扭矩扳手松開發電機組所有的地腳螺栓，用千斤頂頂起發電機需要調整的一側，頂升的時候不要頂的太高，頂升高度以能夠抽出墊片即可；③抽出3 號支腿所有的調整墊片，檢查墊片的情況，分析產生軟腳的原因。

2.4.3 調整思路分析

根據3 號腿軟腳值為0.14 mm，技術要求<0.05 mm，所以至少要增加0.09 mm 的墊片厚度，即0.14 mm-b≤0.05 mm。b 的數值就是增加墊片的厚度值。相反也可以用減少墊片的方法來調整（取決于對中數據）。這里采取的措施是將原有的0.10 mm 墊片更換成0.20 mm，增加了0.10 mm 的厚度。增加墊片后軟腳值應減小0.10 mm，在0.04 mm 左右，可滿足技術要求。

調整原則是添加墊片厚度不能超出范圍。墊片增加過多會造成其他支腿數值改變，出現更嚴重問題。數值的調整需進行合理的計算分析，既要考慮調整點符合要求，也要保證其他點不要超出范圍。

2.4.4 現場實施過程

將0.10 mm 的墊片更換為0.20 mm 的墊片，擺放整齊后重新放回3 號支腿，放入墊片前一定要把底座墊板上的銹跡和灰塵清理干凈，把墊片擺放到位后放下千斤頂，3 號支腿調整完畢。用扭矩扳手按扭矩值分次對稱擰緊所有地腳螺絲，重新架表測得軟腳值為0.03 mm，<0.05 mm，符合要求。用同樣的方法把剩余的軟腳值調整到規定范圍內，再次架表檢查，結果軟腳值全部符合要求（圖4）。

圖4 軟腳調試前后數據對比

2.5 調整結果

軟腳調整完畢檢查調平對中后，重新起機檢測設備振動和噪聲值，均符合技術要求。用相同的方法對其余3 臺發電機組的軟腳值進行了測量和調整，振動值和噪聲值均有明顯改善，機組運轉更加順暢。

2.6 調整注意事項

（1）調整墊片的數量應控制在4 片以內，墊片越多軟腳值會越大，影響調整效果。

（2）墊片的厚度存在誤差，使用前一定要用千分尺詳細測量，選用厚度合格的墊片。

（3）要選用無變形、翹邊、毛刺的墊片。

（4）墊片要清理干凈，墊片之間無灰塵、鐵銹、油漬等雜質，并涂除銹劑進行防腐。

（5）在使用百分表時一定要檢查表的可靠性，讀數后要驗證歸零，確保讀數的準確性。

（6）在使用千斤頂的過程中一定要找高度合適的木方放在設備下方做防護措施，防止千斤頂突然泄壓造成危險。

（7）如反復調整均無明顯效果，應考慮測量設備墊板和底座墊板的水平情況。用塞尺測量調整墊片兩側兩墊板之間間隙的大小，若誤差<0.05 mm，需使用斜墊片調整（斜墊片根據現場需要加工成三角形或長方形）。調整時把斜墊片放在開口大的一側。使用斜墊片必須和業主、廠家技術人員進行溝通，并取得同意。

3 結論

軟腳調整是一項需要細致耐心的工作，需反復調整、驗證，才能取得良好效果。在平時的工作中軟腳現象不易被發現，往往被忽視。任何形式的移動都有可能導致機組失去原有的平衡，產生軟腳，使設備運轉出現異常，特別是機組模塊被吊裝移動，拖拉牽引，或放在地基不平的地面上或地基松軟的地面上時。機組在啟動前必須重新做調平對中，檢查軟腳等工作。