无垫铁安装法在神华宁煤烯烃项目中的应用

袁晓钢

摘 要：转动设备通常采用垫铁安装法，由于设备底座、垫铁、基础之间及垫铁层之间存在间隙，容易产生振动，并且垫铁易受腐蚀，影响设备长期稳定运行。无垫铁安装法具备施工周期短，水平调整方便，基础受力均匀，稳定性好、大幅度减轻设备振动的优势。随着无收缩灌浆料质量提高、价格下降，国内石化行业无垫铁安装标准逐渐完善，无垫铁安装法已经成为转动设备安装的发展趋势。

关键词：转动设备；无垫铁安装；无收缩灌浆料；振动

1 转动设备安装方法简介

1.1 转动设备

转动设备也叫机械设备，是在运行中有相对运动的设备，一般包括驱动机、主机、附属设备。文章主要探讨的是压缩机、泵、风机等安装在混凝土基础上的转动设备。

1.2 垫铁安装

垫铁安装法是传统的安装方法，就是通过调整放置在设备底座和基础之间的垫铁，从而调整设备的水平度，并且将设备重量和螺栓拧紧力通过垫铁传递到设备基础上。施工材料只需要垫铁和普通混凝土，市场上容易采购，价格低廉，但垫铁安装存在以下缺点：（1）设备底座、垫铁、基础之间及垫铁层之间存在间隙，容易引起振动超标。（2）垫铁一般采用普通碳钢，易受到腐蚀，从而引起垫铁松动，影响设备稳定运行。（3）设备水平度调整好后，每组垫铁侧面要进行层间定位焊接，焊接过程电流经过设备，容易造成电器元件和轴承损坏。

1.3 无垫铁安装

无垫铁安装是一种新的安装方法，是采用临时支撑将设备调整到要求的水平度，采用无收缩灌浆料填充到设备底座和基础之间，当无收缩灌浆料达到一定强度后，取出临时支撑，然后用无收缩灌浆料填充空洞，使设备底座和设备基础紧密接触的一种安装方法。由于设备的动、静载荷和及地脚螺栓拧紧力均匀分布到基础上，灌浆料又具有良好的吸收振动作用，故减振效果明显。无垫铁安装具有施工周期短，水平调整方便，质量容易控制，基础受力均匀，减轻振动的特点。

1.4 安装方法選择

虽然在GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》及SH/T3538-2005《石油化工机器设备安装工程施工及验收规范》中对转动设备的安装提供了垫铁安装和无垫铁安装两种方法，但由于以下原因，转动设备无垫铁安装法正在逐渐取代垫铁安装法：（1）无收缩灌浆料质量逐渐提高、价格逐渐降低。（2）国内大型石油化工项目在转动设备无垫铁安装上积累了成功经验。（3）美国石油协会标准在全球广泛使用，其发布的API686-96《机械设备安装和安装设计惯例》对无垫铁安装提出了详细的安装质量控制标准，可以指导无垫铁安装工作。（4）国内无垫铁安装规范正在完善中。

2 转动设备无垫铁安装工艺

2.1 基础验收

土建单位向安装单位提供设备基础质量控制文件和测量记录，在基础上明显标出标高基准线、纵横中心线及预留孔中心线。安装单位、监理、业主对设备基础位置、几何尺寸、外观等进行复检，基础验收合格后进行交接。

2.2 基础处理

基础表面铲出麻面，麻点深度不小于10mm，密度为每平方分米3至5个，表面无油污和疏松层。

2.3 初找正

地脚螺栓孔一次灌浆前的设备安装中心、水平和标高的调整。应当选择设备上水平或垂直的机加工面作为基准测量点。

2.4 一次灌浆

设备初找正后对地脚螺栓孔的灌浆，灌浆前应对螺栓和灌浆孔进行检查和处理。

2.5 最终找正

设备地脚螺栓紧固的情况下对设备安装中心、水平和标高的调整。应当选择设备上水平或垂直的机加工面作为基准测量点。

2.6 二次灌浆

设备最终找正后，对设备底座的灌浆。灌浆层厚度宜为30～70mm，必须在最终找正后24小时内完成，灌浆必须连续进行，不得分次浇灌。

2.7 取出临时支撑，补灌浆

当二次灌浆层达到设计强度的75%以上时，取出临时支撑件，同时复测水平，并用二次灌浆料将空洞填实。

3 转动设备无垫铁安装主要控制点

3.1 制定安装工程规定

项目管理部门组织设计、监理、施工等参建单位，研究制定转动设备安装工程规定，明确无垫铁安装范围和质量控制标准。

3.2 设备安装标准选择

确定执行安装标准和安装规定的优先顺序。常用标准和规定：设备生产厂家规定、设计院规定、项目规定、石化标准、国标、API标准。

3.3 基础处理

由于无收缩灌浆料与普通混凝土差异较大，对基础处理要求严格，基础铲麻处理时，要求对基础浮浆层和疏松层完全处理铲掉；铲除的方法为使用轻型的气铲，或人工凿出；不允许使用重型的气铲工具处理基础。

3.4 灌浆的气候条件和养护

遵守材料厂家要求，同时保证灌浆过程不能在寒冷气候条件下，必须建立一个临时设施保证灌浆环境温度保持灌浆材料要求。养护对灌浆质量影响很大，必须严格按照要求养护。环氧树脂基无收缩灌浆料养护不好将导致强度下降，返工难度很大；水泥基无收缩灌浆料养护过程缺水，会导致灌浆层收缩，设备容易产生振动。

3.5 无收缩灌浆料的选择

为确保产品质量，业主应选择业绩好的无收缩灌浆料厂家，建立供应商短名单。灌浆料必须经过甲方、监理检验后方可进厂使用，正式浇注时每批浇注料按要求做试块，并在监理的见证下作相应强度试验，出具实验报告。

3.6 方案审批、施工人员审查

二次灌浆的方案必须经过监理审批；对于大型机组的二次浇灌，除了监理审批外，还要经过业主项目工程师审批。

4 烯烃项目实施过程发现的问题和处理情况

4.1 国内外大多数的设备厂家安装说明书中都提供了垫铁安装和无垫铁安装两种安装方法供选择，但也有少数厂家只允许使用垫铁安装法，主要原因是设备厂家无法控制灌浆材料和灌浆工艺，如果试车过程发生振动超标，无法界定是设备原因导致振动超标还是安装原因导致振动超标。此时必须按照厂家的要求方法施工，否则会给业主带来风险。

4.2 由于大型压缩机组到货时间晚，导致二次灌浆推迟至冬季。不但增加了冬季施工费用，而且灌浆棚搭设、温度保持、安全保障、灌浆质量等控制难度大，安装工程风险增加。

4.3 寰球设计院设计文件要求大型压缩机二次灌浆材料选用环氧树脂基灌浆料，考虑到环氧树脂基灌浆料成本高并且施工单位施工经验相对缺乏，业主向设计院提出改为水泥基灌浆料，但设计院坚持要求采用环氧树脂基灌浆料。经过协商，业主采纳了设计院意见，最终采用了环氧树脂基灌浆料施工。实践证明环氧树脂基灌浆料与水泥基灌浆料比较，虽然价格高，但强度高，养护期短，质量可靠。

5 结束语

5.1 烯烃项目转动设备采取无垫铁安装法，安装简便易行、施工周期短、质量可靠，设备运行平稳，评价良好。无垫铁安装法在静设备安装中很少采用。

5.2 采用无垫铁安装法可以使设备底座与基础之间100%接触，设备动载荷、静载荷、地脚螺栓拧紧力均匀分布到基础上，加之无收缩灌浆料良好的吸收振动作用，设备运行时的振动明显减轻。

5.3 无垫铁安装法主要适用于转动设备，对于转速高、负荷大、安装质量要求高的透平压缩机等大型机组应尽量使用环氧树脂基灌浆料，泵、风机等通用转动设备尽量使用水泥基灌浆料。

5.4 随着无收缩灌浆料质量提高、价格下降，国内石化行业无垫铁安装标准逐渐完善，无垫铁安装法已经成为转动设备安装的发展趋势。

参考文献

[1]SH/T3538-2005.石油化工机器设备安装工程施工及验收规范[S].

[2]API 686.机械设备安装和安装设计建议惯例[S].

[3]GB 50231-98.机械设备安装工程施工及验收规范[S].