可调式垫铁在动设备安装中的应用

中国石油天然气第七建设有限公司 山东青岛 266300

关健词 垫铁 施工方法 动设备安装

有垫铁安装方法在动设备安装过程中经常被应用,放置正式垫铁质量的高低直接影响到设备后期运行的稳定性。在常规有垫铁安装施工中,设备底座与基础之间有30mm～70mm的高度,在有限的垫铁调整空间范围内,作业人员需要不断处理基础面,以保证垫铁组达到安装技术要求。如果设备体积、重量大,对应的垫铁尺寸、重量也大,这给正式垫铁的放置带来了极大的难度。笔者通过改进现有平垫铁的结构和垫铁安装施工方法,有效解决了大型机组垫铁调整难度大的难题,极大地提高了正式垫铁放置效率,保证了关键工序的安装质量。下面就可调式垫铁的应用实例进行详述。

1 使用背景

1.1 设备概况

中国石油华北石化公司炼油质量升级与安全环保技术改造工程340万t/a渣油加氢处理装置中有3台4M150新氢压缩机组,压缩机配套主电机选用佳木斯电机股份有限公司生产制造的增安型无刷励磁同步电动机,电机重量达73700kg,电机采用有垫铁安装形式。

1.2 选定垫铁规格

综合电机质量(73700kg)、混凝土规格(C30)、电机底座尺寸、地脚螺栓分布、地脚螺栓距电机底座边缘距离、电机轴承、轴承座、转子、定子质量及重心分布等影响因素,确定垫铁摆放位置和选用垫铁规格。经计算选用了 L300×b150×h20规格的平垫铁和 L300×b150×h20×a10×c8规格的斜垫铁(规格尺寸详图见图1),每台电机放置23组垫铁组(垫铁布置位置详见图2)。

图1 电机垫铁规格图

由于选用的垫铁规格较大,所以垫铁的重量也较重(一组垫铁的重量在19kg左右),底座与基础间隙较小,在有限的空间内,放置、调平难度极大,很难保证垫铁组与设备接触良好,并且存在安全隐患。为解决该施工难点,决定改进现有平垫铁的结构和垫铁安装施工方法,降低垫铁放置、调平难度,保证垫铁安装质量。

图2 垫铁布置图

2 可调式垫铁结构及垫铁安装方法

2.1 可调式垫铁结构

在平垫铁两长边处对称焊接四颗M10的普通螺母,螺母中加四根500mm的配套螺杆,螺杆上预加两颗M10互紧螺母以便调整,具体效果图见图3。

图3 可调式垫铁图

2.1.1 可调式垫铁结构设计原则

设计可调式垫铁时考虑了以下几个方面:

(1)平垫铁重心位置,放置斜垫铁过程中垫铁组重心偏移过程和调整好后整体垫铁组的重心位置,确保四根支撑杆能够稳定支撑放置垫铁组调整的全过程。

(2)尽量缩短支撑杆及调节螺母距设备底座边缘的位置,方便调节垫铁水平。

(3)根据每组垫铁组位置处设备底座距设备基础的实际高度,确定支撑杆的长度。避免材料浪费或支撑杆长度无法满足使用要求情况的出现。

(4)尽量减少支撑杆与基础接触面的摩擦阻力。

(5)本着节约成本的理念选材,避免浪费。

最终确定可调式垫铁尺寸(详见图4)。调节螺母、固定螺母均采用M10的普通碳钢螺母。支撑杆选用与调节螺母和固定螺母配套的碳钢丝杆,用磨光机对支撑杆与基础接触端进行打磨处理。固定螺母焊接在平垫铁两侧,具体方位尺寸见图4。

图4 自调平式垫铁尺寸

2.2 垫铁安装方法

预先在放置正式垫铁位置处用凿出长600mm×宽500mm×深30mm的坑槽,坑槽底部不必进行平整处理,保留麻面。根据正式垫铁组位置处的实际高度,预先调整平垫铁固定螺母处支撑杆长度。位于设备底座最内侧的两根支撑杆要稍高于外侧的支撑杆,使平垫铁成一定的倾斜角度放置于设备底座下,以内侧一支撑杆高度为调整基准,尽量减少调节内侧调节螺母的次数。放置斜垫铁,根据接触情况调整好垫铁组,用0.25kg手锤轻轻敲击将垫铁组塞实(以斜铁上平面与设备底座面充分接触为基准),注意力度不能过大,以免支撑杆存在较大应力。垫铁组调整好后用0.05mm的塞尺检查垫铁之间及垫铁与设备底座底面之间的间隙,在垫铁同一断面处从两侧塞入的长度总和,不应超过垫铁长(宽)度的1/3。

垫铁组调整好后,通知土建及时灌浆,并要求在预先凿好的坑槽周边支模,用水将基础表面冲洗干净,并保持润湿不少于2h,灌浆前1h吸干积水。灌浆料要使用自流平微膨胀灌浆料,并严格控制灌浆料调和比例,将按比例调好的灌浆料灌入模中。为保证灌浆质量,灌浆料要匀速灌入,接近平垫铁底部时放缓速度,确保灌浆料与平铁底面无空气残留。灌浆料要漫过平铁10mm。待强度达到75%以上后敲击撑实垫铁组,撤除临时垫铁。垫铁组焊接后按正常工序进行二次灌浆,同常规垫铁组一样,可调式垫铁组会整体隐蔽在二次灌浆层中。

3 可调式垫铁安装方法的优势

传统垫铁组放置施工方法为压浆法和座浆法,《SHT3538-2017 石油化工机器设备安装工程施工及验收通用规范》和《GB 50231-2009 机械设备安装工程施工及验收通用规范》等施工规范中都有详细介绍,此处不再赘述。

压浆法施工不足之处:首先对垫铁组放置位置基础面的平整度要求较高,基础处理难度较大。其次大质量的垫铁组很容易将砂浆压出,大大增加了调整垫铁的难度(需要预先加工多种厚度的平垫铁以备用于高度调整)。同时电机底座与基础之间空间有限,大尺寸、大质量的垫铁组很难在狭小的空间内实施压浆法。

座浆法施工不足之处:首先适用范围过于狭窄,只适用于预埋式地脚螺栓。其次砂浆堆平整度要求高,处理难度大。最后放置的垫铁组要逐一测定标高,并用高精度水平仪调整水平偏差,操作步骤要求过于精密且繁琐,要求施工人员必须具备丰富的经验和熟练的专业技能,对施工人员素质要求过于苛刻。

可调式垫铁组的安装方法是压浆法与座浆法的实质结合,与传统的压浆法和座浆法相比具有明显的优势。既提高了垫铁安装效率,又提高了垫铁安装质量。可调式垫铁组的安装方法对放置垫铁位置处的基础表面平整度要求低,四根支撑杆底面圆球设计能够很好的与基础面接触,保证垫铁组的稳定。此种方法放置垫铁简单省力并且调整精度高;调整螺母的设计简化了调整垫铁的调节步骤,精细了调节精度,高标准达到了垫铁与设备接触良好的要求。通过测量电机底座与基础之间的距离,预先调整支撑杆长度,能够极大地缩短垫铁调整周期。

4 结束语

可调式垫铁的应用简化了施工过程,弱化了对基础面的苛刻要求,提高了调整精度,能够普遍适用于各种大型设备的安装,支撑杆长度的可调节性在一定程度上减弱了对垫铁厚度的需求。但可调式垫铁的应用也存在着一定的缺点,固定螺母、调节螺母、支撑杆不能够回收重复利用,在一定程度上也增加了施工成本。所以推荐用于垫铁尺寸、质量大,放置垫铁空间狭小,垫铁安装施工难度大的场合。