提高设备基础垫铁安装精度的方法

王桂杰，刘 敬，张永梅



提高设备基础垫铁安装精度的方法

王桂杰，刘 敬，张永梅

（中国寰球工程公司辽宁分公司， 辽宁 抚顺 113006）

垫铁是设备安装过程中的载体，通过垫铁组的合理设置来传递设备载荷、调整设备的标高、找平和找正等，同时，垫铁又是独立于设备本体和混凝土基础之外的零部件，其安装质量常常被忽视，易出现施工低标准问题。从分析标准规范中对垫铁安装要求的角度出发，结合多年现场安装工作经验，归纳整理出一些垫铁安装的施工方法和操作技巧，通过减少和消除施工低标准现象，确保设备安装精度。

混凝土基础；静止设备；垫铁安装；安装精度

炼化生产装置中常见的静止设备主要有：反应器、塔器、冷换设备及各类储存容器等。而这些设备的设计、制造、安装、改造和维修等工作均需执行《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2008，属于国家特种设备管理范畴，因此静止设备作为炼化生产装置的重要设备，其安装质量的好坏直接影响到装置的安全、平稳和长周期运行。

一般情况下，静止设备是在专业制造厂制造完成，运抵现场后被安装在混凝土基础上，通过与工艺系统的连通来满足工艺流程的需要。而施工中由于混凝土基础施工精度相对于设备制造精度低，所以需要借助基础垫铁做连接和过渡，通过垫铁组的标高调整，以及设备底座的找平和找正等来满足设备安装精度的要求。另一方面，施工中垫铁的安装时机正处在土建专业和安装专业相互衔接阶段，在其质量控制过程中常被忽视，使之成为施工质量低标准和质量通病的多发部位，也给设备安装工作带来诸多不利因素。因此为了解决这一问题，本人通过对多套装置中几十台静止设备安装工作的经验积累，在如何提高垫铁安装精度方面积累了一些的实践经验和操作技巧，现与大家进行分享。

1 垫铁的形式与作用

静止设备安装中多使用金属垫铁，垫铁形式采用了平垫铁和斜垫铁两种形式。使用时形成垫铁组置于设备底座下面和混凝土基础的上面，具有支撑设备重量、传递载荷、减少振动、调整安装标高、找平、找正的作用。由于垫铁组安装合格后还需要对设备基础进行灌浆，故垫铁安装又是施工中的隐蔽工程，垫铁安装操作理所当然地成为设备安装过程中的关键工序之一，需要有可靠的技术措施和严格的质量标准作保障。常用垫铁形式如图1所示。

图1 垫铁形式

2 施工中的存在的问题和解决方法

2.1 存在的问题

垫铁实际安装中常遇到问题的表现形式：

1）垫施工铁组层数超差，高度超差；

2）垫铁露出设备底座长度不均匀；

3）垫铁放置不平稳，与砼基础表面接触不良；

4）垫铁组间隙大，影响承载力均匀传递；

5）垫铁组固定焊形式不合适；

上述垫铁安装中易出现的五个问题，均属于施工低标准问题，也是质量通病的具体表现形式，针对这些问题。提出了以下解决方法。

2.2 解决方法

2.2.1 垫铁组层数超差，高度超差

根据安装专业相关规定：块体式混凝土基础质量标准规定基础各不同平面的标高偏差为+ 0~-20(mm)；垫铁组高度宜为30~80(mm)”[1]。根据结构专业相关规定：设计图纸和施工规范中对二次灌浆层厚度的要求均为50 mm，这就造成了专业间允许偏差区间的不协调性，出现质量问题时各说各的理，结果不了了之，给施工质量留下隐患。因此提出改进方法：设备安装专业提前进入施工现场，适时了解基础施工进展，在混凝土基础浇筑时，安装工程师与土建工程师进行良好的沟通，并指导土建工程师在满足图纸要求尺寸前提下确定基础标高偏差方向。以混凝土标高控制在+10~-10为最适宜。这样不仅大大了降低了垫铁安装中出现施工低标准的机率、保证设备安装标高准确性，而且也避免了二次灌浆厚度增加造成的不必要浪费。从而节省了钢材用量和二次灌浆料用量，更符合建设工程中所倡导的绿色施工理念[3]。

2.2.2 垫铁露出设备底座长度不均匀

垫铁摆放时的定位规定：垫铁组伸入支柱底板长度须超过地脚螺栓，且垫铁露出设备底座外边缘10~30 mm[1]，采取的施工方法为：先根据设备基础和设备底座的实际外形尺寸计算出垫铁的安装尺寸，即在基础四条中心线区域划出垫铁组摆放布置，以此作为基准来控制其它各垫铁组露出设备底座外缘20 mm, 然后在地脚螺栓两侧依次摆放其它垫铁。这样可以保证所有垫铁露出设备底座长度在10~30 mm之间，达到标准规范的要求，如图2所示。

图2 垫铁布置图

2.2.3 垫铁放置不平稳，与砼基础表面接触不良

垫铁组中垫铁块数的设置标准中规定：支柱式设备每组垫铁的块数不应超过3块，其它设备每组垫铁的块数不应超过5块[2]。

为了满足这一要求采取的施工方法是：对于非支柱式设备，根据实际经验总结：大多数情况下每组垫铁厚度分别宜为：平垫铁20 mm，2块，10 mm，1块、斜垫铁2块(1对)，实际操作中再结合垫铁组实际高度调整平铁数量及厚度。每组垫铁组中，斜垫铁下面必须放置平垫铁，放置平垫铁时最厚的放在下面，薄的放在中间（厚度不得小于2 mm），斜垫铁成对相向布置，搭接长度大于长度的四分之一[5]。这样的组合和设置能够满足规范要求。

2.2.4 垫铁组间隙大，影响承载力传递

垫铁组的间隙控制标准中规定设备找正后，各垫铁组均应被压紧[4]。 采取的施工方法为：对于垫铁组，各垫铁采用机加工表面制作，表面要求平整；对于混凝土基础表面，与垫铁摆放的接触部位要求打磨平整，且沿基础径向方向打磨出1：300斜度，即外高内低。这是安装操作中的技巧，因为设备底座的底板与筒体组焊后，因焊接应力的存在，其底板受热影响后的变形方向是向上翘起的，所以基础打磨的外高内低处理可不同程度地减少这方面的不足。另外，紧固垫铁时使用的是锤击方法，由外向内锤，借助锤的冲击力促使设备底板、垫铁组、砼基础表面的塑性变形还可以弥补一部分这方面的不足。从而保证设备找正后，各垫铁组均应被压实紧密的要求。

2.2.5 垫铁组固定焊形式不合适

标准中规定垫铁组层间进行焊接固定[2]。施工方法为：对于垫铁组采取三面焊接形式，施焊操作严格按焊接工艺卡执行。金属垫铁一般选用材质为Q235A的钢板经机加工而成，固定焊建议采用手工电弧焊，焊材选用E4303，直径3.2 mm的焊条，其焊缝表面外观质量好，飞溅小，易操作等。但焊接顺序上需要特别强调：应先焊接垫铁组两侧边的中间部位，后焊接其顶端，因为先焊接顶端的焊接应力会对斜垫铁的受力产生一些影响，焊接过程中的热膨胀后会导致个别斜铁受阻，因垫铁的受力不均匀，而影响到垫铁安装精度，所以固定焊作为垫铁安装的最后一道工序也不能被忽视。

2.3 垫铁隐蔽

垫铁安装完成并相应整理出隐蔽工程施工记录后，通报建设单位和质量监督部门检查，经确认同意隐蔽后组织进行灌浆施工。

所谓灌浆，就是将设备底座与基础表面的空隙用混凝土填实，其作用是固定垫铁和承受设备的负荷。使混凝土基础和设备本体形成一个整体。灌浆层厚度宜为50 mm左右，材料一般选用C35等级的无收缩细实混凝土、微膨胀混凝土或专用灌浆料。灌浆前，要将需灌浆部位用水冲洗干净，保证灌浆与原混凝土结合牢固。灌浆时，基础边缘加设外模板，灌浆层的上表面应略有坡度，灌浆操作要连续进行，不允许中断，且一次灌完。灌浆后，要采取铺设抹布洒水养护措施，待混凝土养护达到其强度的70%以上时，方可允许紧固地脚螺栓。

3 结 论

垫铁作为传递和承受设备载荷的关键部件，其施工过程中的质量控制极为重要。

（1）项目部技术人员要对垫铁安装的重要性提高认识，并在监督过程中加强对操作工人的管理，严格工序交接的工作质量，及时、有效地进行专业间的沟通，将施工低标准控制在萌芽阶段。

（2）支持和鼓励技术工人发挥主观能动性，将在满足施工规范基础上总结出的一些好的施工方法进行推广和应用，让工匠精神在施工现场传播、发扬。

参考文献：

［1］SH3538－2005. 石油化工机器设备安装工程施工及验收通用规范[S].

［2］SH3542－2007. 石油化工静设备安装工程施工技术规程[S].

［3］GB/T 50905-2014. 建筑工程绿色施工规范[S].

［4］GB 50231-2009. 机械设备安装工程施工及验收通用规范[S].

［5］GB50461-2008. 石油化工静设备安装工程施工质量验收规范[S].

Method to Improve Installing Accuracy of the Iron Pad of Equipment Foundation

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（HQC Liaoning Company, FuShun Liaoning 113006，China）

The iron pad, as an installing supporter, is normally used to align and level out the equipment by means of developing the pad units in the installing process. Meanwhile, as a independent part outside of equipment and concrete foundation, its installing quality is always ignored and the lower construction quality occurs as often. In this paper, some methods and techniques to install iron pads were summed up by combing the installing requirements and experiences, in order to improve the installing accuracy of equipment.

concrete foundation; static equipment; iron pad installation; installing accuracy

TQ 476

A

1671-0460（2016）09-2158-03

2016-06-25

王桂杰（1964-），女，经济师，辽宁省抚顺市人，1992 年毕业于抚顺矿务局工学院电气自动化专业，现从事石油化工工程管理工作。E-mail：wangguijie@hqcec.com。