化工靜設備基礎安裝過程中的常見問題及預防措施

楊洪武

（四川天華股份有限公司，四川合江 646207）

化工項目建設過程中，設備的安裝質量不僅關乎生產(chǎn)系統(tǒng)的正常開車，而且是系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的前提與基礎。其中，靜設備安裝過程中常會出現(xiàn)設備基礎不合格、安裝后臥式設備水平度不合格或立式設備垂直度超標等問題。以下結合筆者的經(jīng)歷與經(jīng)驗，對化工靜設備基礎安裝過程中的一些常見問題及其預防措施作一總結。

1 設備基礎預埋螺栓施工不合規(guī)范及設計要求

設備安裝就位時發(fā)現(xiàn)土建基礎預埋的地腳螺栓傾斜、偏移，與設備鋼支座所帶預留螺栓孔錯位，或預埋螺桿傾斜不垂直而無法穿過設備鋼支座預留螺栓孔（該問題尤其給塔類設備及其他大型設備一次吊裝就位帶來很大的安全隱患），即基礎預埋螺栓與設備鋼支座所帶預留螺栓孔不符合，出現(xiàn)不垂直或埋設位置偏移的情況。

1.1 原因分析

埋設地腳螺栓時，未在已施工完成好的設備基礎砼墊層上精放預埋螺栓的準確位置；安裝地腳螺栓時未嚴格校正好預埋螺桿頂面的中心點半徑、兩對稱螺桿頂面中心點直徑、兩相鄰螺桿頂面中心點弦長、螺桿桿身垂直方向兩個相互垂直的90°方向桿身邊線；螺桿定位加固時定位鋼支架不牢固或不穩(wěn)定；澆灌振搗混凝土時，混凝土振動棒碰撞到預埋螺桿或固定螺栓的鋼支架，致使地腳螺栓位置偏移或被碰歪。

1.2 預防措施

埋設地腳螺栓時，應先在施工完成好的設備基礎砼墊層面上用專用儀器確定基礎的中心點，并放出正南北、正東西十字交叉墨線，按照設計圖，精確定位各個地腳螺栓的準確位置并作好定位標記；搭設獨立的螺栓固定鋼支架并確保其穩(wěn)固性，且應避免與鋼筋混凝土基礎四周的模板及鋼管腳手架相連，以免模板和腳手架產(chǎn)生位移時連帶著固定螺栓的鋼支架產(chǎn)生位移；據(jù)基礎砼墊層地面上精放的螺栓定位點，一一對應安裝螺桿并同鋼支架拉接、點焊，然后用專用儀器精準校驗好各螺桿中心點半徑、各對應螺桿直徑、相鄰螺桿弦長等數(shù)據(jù)，且在確定各螺桿桿身豎向2個相互垂直的90°垂直邊線垂直度偏差在許可范圍內、螺桿頂面標高準確無誤后，再將各螺桿拉接焊牢在獨立固定的鋼支架上。

在基礎澆灌混凝土及振搗時，為防止固定鋼支架和已固定好的螺桿發(fā)生傾斜位移情況，應搭設混凝土操作走道平臺供施工作業(yè)使用，所有人員一律不準踩踏預埋螺栓的固定鋼支架和螺桿頂面；如發(fā)現(xiàn)基礎地腳螺栓出現(xiàn)移位現(xiàn)象，必須立即（在已澆混凝土初凝之前）進行校正處理，隨后繼續(xù)連續(xù)澆灌混凝土直至基礎澆筑完成；澆筑完成后，根據(jù)天氣、溫度對已澆筑完成的基礎混凝土進行養(yǎng)護，在已澆筑混凝土未達到設計要求的強度時，不得拆除預埋螺栓頂部（高過基礎混凝土頂面部分）連接固定各螺桿的鋼支架水平部分，或螺栓定位鋼制模板，以防混凝土強度不夠的情況下提前擾動使混凝土疏松以及埋入混凝土內的螺桿與混凝土粘結力不夠，進而使預埋螺栓位移及傾斜，造成螺桿位置偏差。

1.3 案例介紹

某化工項目施工階段，乙炔裝置壓縮機SJ-YQC204A／B頂板汽輪機基礎預埋φ89mm×4mm鋼套管，沿軸線方向有4根鋼套管施工錯位，造成進口壓縮機自帶的特殊鋼制螺栓無法穿過預埋好的鋼套管，設備無法安裝就位。

1.3.1 現(xiàn)場情況

（1）SJ-YQC204A頂板汽輪機基礎，本汽輪機軸線方向的4根預埋鋼套管整體向北平移了150mm。

（2）SJ-YQC204B頂板汽輪機基礎，汽輪機軸線方向的4根預埋鋼套管整體向北偏移了20～10mm左右，連接設備的螺栓桿穿過基礎頂板呈傾斜狀態(tài)。

1.3.2 處理方案

（1）將SJ-YQC204A頂板汽輪機基礎的汽輪機軸線方向4根整體向北平移150mm的鋼套管按設計施工圖重新定位，采用鉆孔（水鉆）的方式在基礎頂板上鉆孔打通，鉆孔孔徑為φ91mm。

（2）由于壓縮機SJ-YQC204B頂板汽輪機基礎的汽輪機軸線方向4根預埋鋼套管整體向北偏移位置較?。ㄖ挥?0～10mm左右），采用鉆孔擴孔的方式在基礎頂板上原孔位處鉆孔打通，鉆孔孔徑為φ91mm。

（3）鉆孔過程中若鉆斷了鋼筋，可將基礎頂板上表面或下表面砼用人工鑿打開，再將鉆斷的鋼筋按相同規(guī)格型號、直徑兩端焊接搭接，執(zhí)行施工規(guī)范中鋼筋焊接搭接要求——鋼筋單面焊接搭接長度≥10D（D為鋼筋直徑）且焊接搭接長度≥200mm，要求焊縫飽滿牢固，重要之處現(xiàn)場取樣送檢，確認焊接質量合格后才能進入下一道工序。

（4）在重新定位鉆好孔的位置上，按原設計預埋φ89mm×4mm 鋼套管，由于預埋的φ89mm鋼套管與鉆孔φ91mm間隙很小，在預埋鋼套管時，在鋼筋表面滿刷環(huán)氧樹脂膠后再將鋼套管打入已鉆好的孔內使其粘結牢固，然后預埋的鋼套管與基礎頂板的上下層鋼筋再焊牢，以使重新預埋的鋼套管預埋牢固。

（5）重新預埋的鋼套管定位后，采用上海麥斯特建材有限公司生產(chǎn)的MASTERFLOW648 CP環(huán)氧樹脂進行二次灌漿。

壓縮機SJ-YQC204A／B頂板汽輪機基礎前、后徑向方向預埋鋼套管少量錯位問題，采取上述措施處理或調整后，滿足安裝要求。

2 設備基礎定位模板安裝方向與底座方位不符

設備吊裝按設備本體底座標識方向安裝就位時，發(fā)現(xiàn)與土建基礎預埋的地腳螺栓位置方向標記不相符，造成設備無法按所需方位安裝。

2.1 原因分析

化工設備，尤其是塔類設備，其本體有很多對接工藝管口，不同設備本體上的工藝管口設置位置是不同的，沒有固定的方位、固定的角度，管口的位置幾乎均不相同。設備廠家在制作設備時，會將該設備基礎的螺栓定位模板同設備底座同時沖孔，使該設備螺栓定位模板與其底座的螺栓孔位個數(shù)、孔徑大小、方位角度、標注的倒三角形缺口標記（有些標記為小圓點或其他形式）安裝方向一致。但實際情況是，土建施工單位在安裝定位模板時，往往會忽略設備廠家提前提供的設備基礎螺栓定位模板上所標注的方向標記，認為螺栓布置是均勻相等的，只要預埋螺栓的數(shù)量、間距、垂直度、標高正確就行，易忽略設備本體上所帶的工藝管口是有一定方向的（不能出錯），導致未嚴格按照設計基礎螺栓布置圖上標注的起點方向安裝定位模板。

2.2 預防措施

在設備基礎預埋螺栓施工時，特別要注意設備廠家提供的定位模板是否有方向標記，并認真對照土建基礎預埋螺栓布置圖上螺栓分布的方向標注，最好是同該設備安裝平面圖對照一下，以免出錯；定位模板上有方向標記的，一定要嚴格遵照土建基礎預埋螺栓布置圖上螺栓分布和設備安裝平面圖上的方向標注，先進行該臺設備的定位模板安裝，再實施預埋螺栓的定位安裝，以滿足設備本體上工藝管口對方位的要求。

2.3 案例介紹

某化工項目施工階段，火炬系統(tǒng)有2組（共3組）火炬支架基礎P4預埋螺栓定位模板埋設角度錯位（未指向塔心），造成成品火炬鋼支腿無法對應安裝就位。

2.3.1 現(xiàn)場情況

南、北方向2組火炬支架基礎P4預埋螺栓定位模板，預埋時按45°角安裝，偏移正確方向15°，即起點安裝螺栓未指向塔心，造成上部鋼結構支架鋼支腿無法定位安裝。

2.3.2 處理方案

（1）在南、北方向2組火炬支架基礎P4頂面制作2個鋼支座（制作鋼支座時，嚴格按要求做剖口，嚴格控制焊縫質量及焊條質量），作為8根φ52mm預埋螺栓糾偏鋼節(jié)點，該鋼支座再同原基礎豎向鋼筋φ25＠150（意指基礎豎向鋼筋直徑為25mm、間距為150mm）豎向焊接牢固，并滿足施工規(guī)范中鋼筋焊接搭接要求——鋼筋單面焊接搭接長度≥10D（D為鋼筋直徑）且焊接搭接長度≥200mm，要求焊縫飽滿牢固；在鋼支座范圍做φ12＠50箍筋（意指箍筋鋼筋直徑為12mm、間距為50mm）加密區(qū)，鋼筋制作安裝完畢且驗收合格后才能進入下一道工序。

（2）鋼支座安裝完畢后，必須經(jīng)現(xiàn)場設計、監(jiān)理、建設方共同確認后才能執(zhí)行關模澆筑混凝土；澆筑混凝土時原鋼筋混凝土基礎表面必須嚴格按施工縫的處理方式處理，上一道工序驗收合格后方可現(xiàn)澆C35無收縮細石混凝土，并做好混凝土的養(yǎng)護。

（3）特別注意原P4基礎短柱需剔打約400mm，必須采用人工剔打，不得破壞原預埋的8根φ52mm螺栓及原基礎短柱的豎向鋼筋。

3 墊鐵安裝不合規(guī)范及設計要求

墊鐵安裝不合規(guī)范及設計要求的主要表現(xiàn)為：設備墊鐵層數(shù)太多，且高度超過規(guī)定要求；露出設備底座的墊鐵長短不一；每層墊鐵之間沒有采用點焊的方式焊接成一個整體；墊鐵安放后不太平穩(wěn)，致使與設備基礎的接觸不良；墊鐵安放位置不合規(guī)等。

3.1 原因分析

設備基礎標高過低，使墊鐵安放高度超高；施工人員使用薄墊鐵過多，使墊鐵層數(shù)超標；使用的墊鐵不符合標準，長短或大小不一；施工人員未按照規(guī)范要求將多層墊鐵之間采用點焊的方式進行焊接；墊鐵與基礎面之間（墊鐵窩）不平整，且未將墊鐵上的油污油垢徹底清除干凈；對墊鐵的放置要求不懂，沒有合理放置墊鐵。

3.2 預防措施

土建基礎施工時應控制好基礎混凝土頂面標高，基礎二次灌漿層厚度控制在設計要求和施工驗收規(guī)范允許誤差范圍內。若是大型塔類設備的混凝土基礎，還要考慮整個塔體基礎頂面混凝土浮漿層的清除，這樣才能控制好設備安裝時各組墊鐵的整體厚度不超高。

當基礎混凝土的強度達到設計要求后，首先應將整個基礎頂面的混凝土浮漿層清除干凈，再根據(jù)設備安裝（圖）所需墊鐵組數(shù)、墊鐵尺寸、布置位置等進行墊鐵窩的打磨；每組墊鐵窩應先用鋼制平口鑿仔細剔打平整，再用手提式砂磨機精磨平整，盡量使墊鐵能充分接觸到已打磨好的墊鐵窩頂面，使設備傳來的豎向載荷通過墊鐵與墊鐵窩接觸面均勻地傳到基礎。

為使墊鐵能滿足灌漿強度的要求，應根據(jù)設備的類型按照規(guī)范和設計要求選擇相應高度的墊鐵組，如果該靜設備基礎的標高超差（不符合規(guī)范和設計要求），應對設備基礎進行處理。每組墊鐵不宜多于3塊，且最好不選用薄墊鐵，安裝墊鐵時牢記最下面放厚墊鐵、中間或上面放薄墊鐵的原則。

墊鐵的規(guī)格和形狀應按照規(guī)范要求、設計要求或者廠家說明書要求進行選用：一般要求平墊鐵露出設備支座底板外緣10～20mm、斜墊鐵露出設備支座底板外緣20～30mm；所有墊鐵伸入長度必須超過地腳螺栓，且墊鐵之間應采用點焊的方式焊接牢固；墊鐵放置前須清除干凈油污油垢及毛刺，安放時墊鐵組與基礎間須接觸良好且平穩(wěn)。

按規(guī)范和設計要求，應在每一顆地腳螺栓近旁至少安裝1組墊鐵，安裝間距一般要求為：相鄰墊鐵組之間間距以500mm為宜；對剛度比較低的設備底座，墊鐵組間距應根據(jù)情況適當縮短；對有加強板的設備底座，墊鐵組應該安放在加強筋板的截面下。

3.3 案例介紹

某化工項目施工階段，T102塔安裝就位后，在安裝調直、校驗塔身豎向垂直度時，發(fā)現(xiàn)東、南面的塔身垂直度達到豎向垂直度要求時，該方向的幾組墊鐵無法塞墊到位，部分平墊鐵、斜墊鐵露出塔體設備鋼支座底板外邊緣1／2左右，墊鐵伸入長度無法超過預埋地腳螺栓，若強行使墊鐵安裝到位，則塔身豎向垂直度會嚴重超標；還有幾組墊鐵無法保證T102塔按照設計、制造廠家的技術說明和有關規(guī)范的要求確定墊鐵每組塊數(shù)和安放位置等，不能保證T102塔安裝完成后的安全穩(wěn)定性。

3.3.1 現(xiàn)場情況

將T102塔吊移基礎后，發(fā)現(xiàn)所鏟的墊鐵窩大小不一、高低不等、底面未砂磨平整等，即未嚴格按設計、廠家提供的墊鐵幾何尺寸鏟磨墊鐵窩，造成T102塔安裝就位后的穩(wěn)定性差，存在嚴重的安全隱患。

3.3.2 處理方案

（1）將T102塔吊移該設備基礎并安全放置。

（2）將墊鐵移開后露出墊鐵窩，嚴格按照設計安裝圖中墊鐵布置圖及廠家提供的墊鐵幾何尺寸，重新在土建混凝土基礎頂面緊靠預埋螺栓處彈墨放線，確定每組墊鐵的具體位置。

（3）據(jù)所確定的墊鐵窩位置，先用鋼制平口鑿修正并仔細剔打平整墊鐵窩每邊寬出20～30mm左右，并用全站儀或水平儀控制墊鐵窩底面標高一致，再用手提式砂磨機精磨平整，盡量使墊鐵能充分接觸到已打磨好的墊鐵窩頂面，保證墊鐵窩數(shù)量、位置、標高、幾何尺寸正確。

（4）將變形、污染的墊鐵打磨校正并清洗干凈，備用。

（5）土建基礎頂面及重新處理過的墊鐵窩吹掃干凈灰塵后，吊裝T102塔就位，安放平墊鐵到位并用斜墊鐵敲緊塞牢，待塔身4個方向豎向垂直度達到要求后，將每組墊鐵焊牢。

4 灌漿施工不合規(guī)范及設計要求

灌漿施工不合規(guī)范及設計要求的主要表現(xiàn)為：灌漿層和設備基礎的表面貼合度不高，從而導致脫殼問題；螺栓孔內灌漿不夠密實，造成灌漿與基礎孔內表面的結合程度達不到規(guī)定要求，致使地腳螺栓松動。

4.1 原因分析

基礎表面的油污、砼疏松層（浮漿）等未清除；基礎表面未鏟麻面；灌漿前基礎未濕潤或濕潤不夠；灌漿孔內的油污、泥土等雜物未清理干凈，孔內壁未濕潤；環(huán)境溫度太低，砼受凍；灌漿的砼石料太粗，灌漿時未搗密實；灌漿工作未一次完成；砼標號不符合要求等。

4.2 預防措施

首先清除基礎表面和灌漿孔內的雜物，并將基礎表面鏟鑿成麻面；灌漿前必須保持灌漿部位濕潤并用壓縮空氣將表面積水吹凈。

二次灌漿施工時，先支好模板，若采用細石混凝土灌漿，應采用手提式兩相電源混凝土振動棒對二次灌漿層充分振搗密實、到位；若是采用自流式成品二次灌漿料灌漿，則應先按材料使用說明書支好模板、按比例拌和好灌漿料，在規(guī)定的時間內及時用漏斗灌漿（產(chǎn)生壓差），使成品灌漿料從一端向另一端自行流動直到灌滿，不能振搗。需注意的是，若二次灌漿采用的是細石混凝土，當環(huán)境溫度高于25℃時，應覆蓋澆水養(yǎng)護至少7d；當環(huán)境溫度低于0℃時，應采取在砼內加入防凍劑等措施進行防凍養(yǎng)護。每個基礎、每個螺栓孔的灌漿必須一次完成，且砼的選料和標號必須符合規(guī)范或設計要求。

4.3 案例介紹

某化工項目主裝置大型泵P8301A／B基礎二次灌漿，原設計采用C35細石混凝土，泵設備在機械竣工完成進入投料試車階段出現(xiàn)電機振幅過大的現(xiàn)象，導致電機發(fā)熱超標，有燒壞電機的可能；連接泵振幅過大，造成連接泵泵軸磨損過大，泵口與工藝管道連接法蘭盤連接處出現(xiàn)拉裂、滲漏等情況。

4.3.1 現(xiàn)場情況

現(xiàn)場仔細察看發(fā)現(xiàn)，C35細石混凝土二次灌漿層混凝土表面有裂縫，養(yǎng)護不到位；電機和連接泵鋼支座底部未灌滿混凝土，用小鐵錘敲擊泵殼體鋼支座表面有局部空鼓現(xiàn)象。

4.3.2 處理方案

（1）拆除移開電機和連接泵，拆除泵殼體鋼支座并移開。

（2）剔除泵基礎頂面原C35細石混凝土二次灌漿層，注意保護好原預埋螺栓上部絲桿部分（抹黃油用膠布包裹）。

（3）原二次灌漿層清除后，把基礎頂面鑿毛并吹掃干凈，保持干凈與干燥。

（4）泵重新安裝就位。

（5）基礎采用EG-100環(huán)氧樹脂成品灌漿料二次灌漿（步驟及要求見下文）。

4.3.3 二次灌漿的操作步驟及要求

基礎二次灌漿層采用EG-100環(huán)氧樹脂成品灌漿料，灌漿料由A（樹脂）、B（硬化劑）、C（填料）3組材料組成，使用到的工具有2臺手提式攪拌器（其中1臺備用）、1臺小型攪拌機、1臺計量秤、1個攪拌容器、3個金屬盆等。具體操作步驟及要求如下。

（1）支模。模板須堅實、搭接牢固且高出二次灌漿頂面100mm，灌漿漏斗（利用重力壓差原理輔助灌漿）應高出二次灌漿頂面500mm并做成移動式漏斗，在模板內側面鋪設厚型農(nóng)用薄膜便于脫模，接縫處用膠泥填充防止漏漿。

（2）清掃。灌漿前再次用空壓機徹底吹掃待灌基礎混凝土表面及泵殼體鋼支座金屬表面接合部，確保無灰塵、油污等，并用干白布（不能用濕的）擦拭將吹掃時散落的灰塵清除干凈。

（3）混合拌料。按EG-100環(huán)氧樹脂灌漿料配比說明配料，用200～250r／min的手提式攪拌器將A（樹脂）和B（硬化劑）充分混合攪拌約3min，然后加入C（填料），再用15～20 r／min的小型攪拌機低速對C（填料）與A、B的混合物進行充分混合攪拌約5～10min，直至骨料全部浸潤。需注意的是，當環(huán)境溫度較低時，為使攪拌混合物不致凝結，據(jù)現(xiàn)場實際情況可適當減少C（填料）的添加量（減少量不能超過1／2）；每次拌和量不宜過多，確保在規(guī)定灌漿時間內用完已拌和好的灌漿料，以免浪費。

（4）二次灌漿。應采取從一側向另一側進行灌漿的方式，為避免灌漿過程中夾雜空氣而導致灌漿不密實，灌漿過程中可采用薄竹片等工具擠壓灌漿填滿縫隙（這很重要，確?？p隙灌漿飽滿），但不可進行振搗，灌漿工作必須連續(xù)、盡快完成。需注意的是，單次灌漿應在300mm（厚）以內，當需要灌漿的區(qū)域大于1800mm×1800mm時，應在灌漿區(qū)域設置約100mm寬的施工縫預留帶，待灌漿完成后再補灌施工縫，當然，這需要根據(jù)現(xiàn)場施工情況決定是否留施工縫，最好是一次灌漿完成。

（5）灌漿密實度檢查及表面收光。灌漿結束后，用鐵錘輕輕敲擊設備基板，如發(fā)出叮叮聲，表明灌漿密實度符合要求，如發(fā)出咚咚聲，則表明灌漿層密實度不符合要求，空鼓地方需整改處理；為達到美觀的視覺效果，在灌漿初凝前，可對灌漿的表面進行抹光處理（即表面收光），待灌漿終凝后方可拆模。

5 結束語

筆者參與的幾個化工項目的建設過程中，發(fā)現(xiàn)一些從事化工項目建設施工的單位所聘用的安裝技術工人存在實際操作經(jīng)驗不足、不懂或不熟悉設備安裝施工規(guī)范及有關法規(guī)或標準、未嚴格按照設計施工圖或未嚴格執(zhí)行施工規(guī)范和標準等問題，這些問題若不能及時得到解決，輕則返工影響施工進度并造成經(jīng)濟損失，重則對設備的正常操作運行及其使用壽命造成不良影響，甚至危及整個生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。因此，做好靜設備安裝施工工程質量管理，是化工項目建設管理中至關重要的環(huán)節(jié)之一，應引起施工、監(jiān)理、建設等各方現(xiàn)場施工技術管理人員的高度重視。