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(yè)的飛速發(fā)展和科技水平的不斷提高，海洋石油平臺的數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(wěn)的安全運行非常重要。調(diào)試主機過程中，調(diào)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(shù)支腿與底座接觸受力，但有一個或幾個支腿處于懸空狀態(tài)，懸空的支腿會產(chǎn)生軟腳現(xiàn)象。軟腳現(xiàn)象多發(fā)生在大型且支腿較多的運轉(zhuǎn)設備上，例如大型的柴油發(fā)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(xiàn)象對設備的危害非常大，任何一個支撐點存在軟腳現(xiàn)象，都會造成設備運轉(zhuǎn)中心線出現(xiàn)偏差，造成設備運轉(zhuǎn)不良，直接表現(xiàn)為設備運轉(zhuǎn)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(shù)值，一般在0.10 mm 左右，肉眼無法發(fā)現(xiàn)，只能借助設備測量檢查，在工作中很難被發(fā)現(xiàn)、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(chǎn)、儲油、卸油船）項目主機模塊的調(diào)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(xiàn)場案例

2.1.1 現(xiàn)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(fā)電機組，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)C 機振動值偏大，噪聲偏大，經(jīng)用振動測試儀檢查后發(fā)現(xiàn)發(fā)動機運轉(zhuǎn)正常，減速齒輪箱運轉(zhuǎn)正常，發(fā)電機運轉(zhuǎn)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(diào)平對中的問題。重新架表讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)正常，排除調(diào)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(fā)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(jié)構(gòu)梁可能產(chǎn)生輕微的變形，導致發(fā)電機底座也有可能因此產(chǎn)生輕微的變形，造成底座水平度發(fā)生變化，影響發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)，使發(fā)電機產(chǎn)生機械振動，噪聲增加。

2.2 技術要求

根據(jù)廠家技術資料，柴油發(fā)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(jù)現(xiàn)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(shù)據(jù)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(xiàn)象。若表針的擺動幅度>0.05 mm，說明此支腿存在軟腳現(xiàn)象，軟腳值就是百分表顯示的數(shù)值。

為了驗證讀數(shù)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(shù)準確，若不能歸零則需要查找原因，重新讀取數(shù)據(jù)，直至準確歸零為止。

2.3.4 數(shù)據(jù)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(diào)整方案和進一步工作。

2.4 設備軟腳處理措施

軟腳調(diào)整要和調(diào)平對中綜合考慮，軟腳調(diào)整一次調(diào)平對中就要檢查一次，既要保證軟腳質(zhì)量，也要保證對中數(shù)據(jù)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(diào)整墊片、內(nèi)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(diào)整前準備工作

圖3 設備軟腳測量

準備工作：①把發(fā)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(fā)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(fā)電機組所有的地腳螺栓，用千斤頂頂起發(fā)電機需要調(diào)整的一側(cè)，頂升的時候不要頂?shù)奶?，頂升高度以能夠抽出墊片即可；③抽出3 號支腿所有的調(diào)整墊片，檢查墊片的情況，分析產(chǎn)生軟腳的原因。

2.4.3 調(diào)整思路分析

根據(jù)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(shù)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(diào)整（取決于對中數(shù)據(jù)）。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(diào)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(shù)值改變，出現(xiàn)更嚴重問題。數(shù)值的調(diào)整需進行合理的計算分析，既要考慮調(diào)整點符合要求，也要保證其他點不要超出范圍。

2.4.4 現(xiàn)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(diào)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(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)，再次架表檢查，結(jié)果軟腳值全部符合要求（圖4）。

圖4 軟腳調(diào)試前后數(shù)據(jù)對比

2.5 調(diào)整結(jié)果

軟腳調(diào)整完畢檢查調(diào)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(fā)電機組的軟腳值進行了測量和調(diào)整，振動值和噪聲值均有明顯改善，機組運轉(zhuǎn)更加順暢。

2.6 調(diào)整注意事項

（1）調(diào)整墊片的數(shù)量應控制在4 片以內(nèi)，墊片越多軟腳值會越大，影響調(diào)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(zhì)，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(shù)后要驗證歸零，確保讀數(shù)的準確性。

（6）在使用千斤頂?shù)倪^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(diào)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(diào)整墊片兩側(cè)兩墊板之間間隙的大小，若誤差<0.05 mm，需使用斜墊片調(diào)整（斜墊片根據(jù)現(xiàn)場需要加工成三角形或長方形）。調(diào)整時把斜墊片放在開口大的一側(cè)。使用斜墊片必須和業(yè)主、廠家技術人員進行溝通，并取得同意。

3 結(jié)論

軟腳調(diào)整是一項需要細致耐心的工作，需反復調(diào)整、驗證，才能取得良好效果。在平時的工作中軟腳現(xiàn)象不易被發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)生軟腳，使設備運轉(zhuǎn)出現(xiàn)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(diào)平對中，檢查軟腳等工作。