大型设备安装地基相关知识

大型设备安装地基相关知识 目录 设备安装的基本程序设备基础分类地脚螺栓基础做法的分类设备安装基础放线基础的检查与验收基础的处理垫铁压浆法安装座浆法安装无垫铁安装静设备的找正动设备安装动设备的找正方法设备基础一次灌浆设备基础二次灌浆如何做好设备二次灌浆 一 设备安装的基本程序 熟悉设备图纸技术资料 编制安装施工方案 施工技术交底 施工准备 设备开箱检验 基础验收与处理 垫铁安装 设备的安装就位 找正 找平 设备基础的二次灌浆 静设备试压 内件安装 动设备解体 清洗 装配 附属设备及管道的安装 预试车 单机试车 交工验收 二 设备基础分类 设备基础按材料分为混凝土结构基础 金属结构基础两类 此两类设备基础都是我们在设备安装中常见的 其中混凝土设备基础中以块体式 框架式最为常见的 块体式按其形状类型分为 矩形基础 如泵类等 圆形设备基础 如塔类 联合设备基础 机组类 相互关联设备基础 如箱式炉类 管廊架等 环状设备基础 如球罐 储罐 等多种形状的设备基 这次讲座是以混凝土设备基础为主讲内容 三 地脚螺栓 1 作用地脚螺栓是靠金属表面与混凝土间的粘着力和混凝土在钢筋上的摩擦力而将设备与基础牢固的连接 2 分类以下是常见的地脚螺栓一次直埋地脚螺栓预留 活 地脚螺栓锚固式地脚螺栓 3 地脚螺栓的形式和规格 地脚螺栓一般设计单位已在设计文件中已定确定 地脚螺栓的形式 规格 材质是否符合设计技术文件的要求 如有问题随时与设计单位联系 地脚螺栓也可根据设备的重量 载荷及当地风向 计算抗风弯矩 根据计算结果在相关规范中选取 如GB799 机械设计手册等 当地脚螺栓无规定时 地脚螺栓的直径一般可按设备底座的脚螺栓孔径小2 4mm选取 长度可按以下经验公式计算L 15D S式中L 地脚螺栓总长度 D 地脚螺栓的直径 S 垫铁高度 设备底座高度 垫圈和螺母以及预留螺距 1 5 5 扣长度的总和 典型事例 非正规的地脚螺栓 四 基础做法的分类 1 地脚螺栓直埋式设备基础地脚螺栓在基础施工时一次浇灌的方法 施工质量控制程序校核土建图与设备底座的地脚孔的坐标位置几何尺寸 地脚螺孔是否与螺栓匹配 地脚螺栓定位尺寸 标高位置确定后 认真复查无误后进行进行加固 避免浇砼时移动 一次浇注法一般采用定位模板 优点 减少一次灌浆的时间 工期快缺点 施工麻烦 螺栓的坐标 标高必须定位准确 照片3 照片3 地脚螺栓埋短了 jpg2 地脚螺栓预留孔设备基础预留孔设备基础一般适用于机 泵类动设备的安装优点 设备安装找正时调整范围大缺点 施工周期相对较长 五 设备基础放线 一般设备安装时 采用几何法放线法 通常是确定基础中心点 然后划出平面位置的纵 横向基准线 基准线的允许偏差应符合规定要求 平面位置放线时 应符合下列要求 1 根据施工图和有关建筑物的柱轴线 边沿线或标高线划定设备安装的基准线 即平面位置纵 横向中心线和标高线基准线 2 较长的基础可用经纬仪或吊线的方法 确定中心点 然后划出平面位置基准线 纵 横向基准线 3 施工中基准线有可能被就位的设备覆盖的 且设备就位后必须复查的 应事先引出基准线 并做好标志 1 2 3 4 根据建筑物或划定的安装基准线测定标高 用水准仪转移到设备基础的适当位置上 并划定标高基准线或埋设标高基准点 根据基准线或基准点检查设备基础的标高以及预留孔或预埋件的位置是否符合设计和相关规范要求 若联动设备的轴心较长 放线时有误差时 可架设钢丝替代设备中心基准线 相互有连接 排列或衔接关系的设备 应按设计要求划定共同的安装基准线 必要时应按设备的具体要求 埋设临时或永久的中心标板或基准放线点 埋设标板应符合下列要求 1 标板中心应尽量与中心线一致 2 标板顶端应外露4 6mm 切勿凹入 3 埋设要用高强度水泥砂浆 最好把标板焊接在基础的钢筋上 4 待基础养护期满后 在标板上定出中心线 打上冲眼 并在冲眼周围划一圈红漆作为明显的标志 5 设备定位基准安装基准线的允许偏差应符合规定要求 1 设备与其他机械设备无联系的 设备的平面位置和标高对安装基准线有一定的允许偏差 平面位置允许偏差为 10mm 标高允许偏差 20 10 mm 2 与其他机械设备有联系的 设备的平面位置和标高对安装基准线有一定的允许偏差 平面位置允许偏差为 2mm 标高允许偏差 1mm 六 基础的检查与验收 设备基础几何尺寸的检查的内容 核对基础几何尺寸应符合设计文件要求 检查坐标中心线偏差 检查方法沿纵横两个方向测量 并取其中最大值 预埋地脚螺栓标高 位置 方位是否正确 照片3 壳体排凝罐螺栓错位 jpg 照片3 急冷水旋分离器螺栓错位 jpg 预留孔洞的深度 垂直度 坐标位置是否符合设计要求 块式基础几何偏差标准见GB50231中照片5 设备基础允许偏差 png标高 预留地脚螺栓孔 预埋件等应符合要求 框架式基础几何偏差见照片5 框架式砼基础 png设备基础实体质量的检查要求 基础表面应无蜂窝 裂纹及露筋等缺陷 用锤子敲击基础 检查密实度 不得有空洞声音 对大型设备或精度要求高的设备基础 有预压要求的 施工单位应提供预压记录和沉降观测点 七 基础的处理 基础研磨时 用水平仪在平垫板上测量水平度 其纵横之差一般不大于0 5mm m 用着色法检查垫铁与基础的接触面积 其接触面积一般不小于70 并均匀分布在垫铁与基础上 研磨好后 用水平或连通管水平仪测量各垫铁间的高度差 以垫铁的厚度和块数调整各组垫铁的标高 各组间的相对高差应控制在1 以内 并且每组垫铁一般不超过5块 并尽量少用薄垫铁 基础表面必须铲麻面 麻点的深度不得小于10mm 麻点分布均匀 且每10平方厘米不小于3 5点 现场实际情况见照片3 插看照片3 麻面 jpg 及麻面1照片3 麻面1 jpg垫铁位置以外的设备基础表层 凡需二次灌浆的部位应将基础表面的浮浆打掉 并清洗干净 方能进行设备就位 垫铁组的位置确定后 用扁铲对基础表面进行处理 垫铁窝的处理的面积应大于垫铁边缘30 50mm 处理时不要用力过大 应避免产生崩石掉快和孔洞 垫铁的高度一般控制在30 70mm 大型设备垫铁组高度一般控制在40 70mm左右 带锚板的地脚螺栓 锚板接触面必须与基础接触面进行研磨 使锚板与基础接触良好 接触面不小于70 且接触点分布均匀 八 垫铁 1 垫铁的作用垫铁是用于设备的找正找平 使机械设备安装达到所要求的标高和水平 同时承担设备的质量和拧紧地脚螺栓的预紧力 并将设备的振动传给基础 来减少设备的振动 2 垫铁分类 1 平垫铁又名矩形垫铁 用于承受主要负荷和有较强连续振动的设备 2 斜垫铁与同代号的平垫铁配合使用 安装时配对使用 配对使用的垫铁应采用同一斜度 3 开口垫铁用于安装在金属结构上面的设备 或用于设备是由两个以上支腿支承 且支腿面积较小的场合 见照片3 支撑面积小 JPG照片3 插口垫铁 JPG 4 钩头垫铁多用于不需要设置地脚螺栓的金属切削机床的安装 5 可调垫铁一般用于精度要求较高的金属切削机床的安装 3 垫铁的规格 垫铁的规格尺寸 垫铁的面积可按根据设备重量及螺栓载荷计算 其面积的计算工公式见GB50461 2008中附录A见照片3 垫铁面积的计算 png 垫铁的选择按 石油化工静设备安装施工验收范 中附录A常用垫铁规格选取 见照片3 垫铁的选用 png 斜垫铁应配对使用并进行优选 斜接触面应进行机械加工 斜垫铁的斜度一般为1 20 斜垫铁应与平垫铁规格尺寸匹配 允许平垫铁大一个规格 垫铁表面必须平整无氧化物 飞边 毛刺 气割的平垫铁必须清理干净气割瘤疤及氧化物 4 垫铁的安装垫铁的位置 根据设备或机组的结构特点确定垫铁摆放的位置 一般地脚螺栓两侧各放置一组垫铁 尽量使垫铁组靠近地脚螺栓 两组垫铁的距离控制在500mm以内 大于500mm时增加一组垫铁 当地脚螺栓间距小于300mm时 可在各地脚螺栓的同一侧放置一组垫铁 当设备底座有加筋板时垫铁位置应选择在加筋板的下面 带锚板的地脚螺栓垫铁的位置应放在预留孔洞两侧 5 垫铁组安装质量检查的要求 垫铁与基础 垫铁与设备底座 垫铁之间接触面应接触良好无间隙 垫铁组每组每块垫铁间接触良好无间隙 用0 05mm塞尺检查其间隙 在垫铁同一断面处从两侧塞入长度总和 不超过垫铁宽度的三分之一 垫铁应露出底座边缘10 30mm 设备找平找正后 垫铁组每块垫铁深入设备底座面的长度均应超过地脚螺栓的直径 且保证设备底座受力均衡 设备底座面与垫铁组接触宽度不够时 垫铁放置的位置应保证底座坐落在垫铁组承压中部 配对斜铁的搭接长度应大于全长的3 4 其相互间的的偏斜不应大于3 设备用垫铁找平找正后 用0 5磅手锤敲击检查垫铁组的松紧程度 应无松动现象 确认设备找平找正后 将垫铁逐层点焊固定 切记进行垫铁电焊时不要把垫铁与设备底座进行点焊 典型图片 典型图例 斜铁使用不正确 垫铁与设备底座点焊 点焊 点焊位置错误 压浆法的常规做法 一般用于预留孔地脚螺栓的设备基础做法一 利用专用工具进行压浆法安装 具体做法详见GB50231 2009附录C见照片5 压浆法的具体做法 doc照片5 压浆法1 png 这种做法优点是精度高 压浆时基础与垫板 斜铁与设备底座下平面都能保证充分接触 要有专用的调整垫铁工具 比较麻烦 速度慢做法二 首先用临时垫铁将设备进行初步找正并按要求清理地脚螺孔 对设备进行一次灌浆 待一次灌浆后强度达到75 时再灌垫铁下面压浆层 压浆厚度一般控制在30 50mm 压浆层达到初凝后期 用手指掀压能略有凹陷时 用规范的平垫铁沿垫铁长度方向来回磨檫 使垫铁充分与压浆层接触 用水平尺检查平垫铁的纵横向水平 使其达到规范要求 待压浆层强度达到75 以后 然后再用配对斜垫铁对设备精找正 精找正结束后 取出临时垫铁 清理基础表面 对垫铁组进行点焊 支模 湿润基础表面一定的时间后 清理表面积水 进行二次灌浆 这种做法适宜垫铁组高度大于50mm以上的空间 不便于压浆后检查压浆垫铁的纵横向水平 优点是快 掌握难度大 精度比不上做法一 九 压浆法安装 做法三 利用一次灌浆的适当时机 完成座浆垫板的做法 具体做法是 在一次灌浆后 当灌浆材料等到适当时机 表面水分基本消失 平垫铁放上去不自由下陷时 用平垫铁对一次灌浆材料直接进行压浆 压浆的方法同做法二 压浆后检查垫铁的总横向水平 使其符合要求 在初凝前再次复测垫铁水平 并适时调整 待一次灌浆强度达到75 时 在用斜垫铁进行精确找正 这种做法的优点是 比做法二节省时间 缺点是 压浆的时间掌握较难 压浆早了 压浆后垫铁会出现自重下陷 会影响垫铁的找正精度 其余与做法二相同 十 座浆法安装 座浆混凝土配制 应符合下列要求 配制座浆混凝土所采用的原材料 应符合现行国家标准 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2004的有关规定 座浆混凝土的浇注材料 应采用塑性期和硬化后期均保持微膨胀或微收缩状态的和泌水性小 且能保证垫铁与混凝土的接触面积达到75 以上的膨胀水泥 砂应采用中砂 石子的粒度宜为5 15mm 座浆混凝土的坍落度应为O lcm 座浆混凝土48h的强度 应达到机械设备基础混凝土的设计强度 座浆混凝土应分散搅拌 随拌随用 混凝土配合比称量应准确 用水量尚应根据施工季节和砂石含水率调整 应将称量好的材料倒在拌板上干拌均匀 再加水搅拌 视颜色一致为合格 搅拌好的混凝土不得加水使用 座浆法的具体做法 1 在设置垫铁的混凝土基础部位 凿出浆坑 浆坑的尺寸比垫铁外形大60 80mm 浆坑的凿出深度不小于30mm 且座浆层的厚度不小于50mm照片3 IMG 0178 jpg 照片3 IMG 0180 jpg2 用水冲或压缩空气吹净浆坑内的杂物 并浸润浆坑不少于30min 除尽浆坑积水 坑内不得有油污 3 在浆坑内涂一层薄水泥浆 水泥浆的水灰比以为2 2 4 1随即将拌好的混凝土灌入浆坑内 灌浆层捣实至浆浮面层 浆料表面形成中间高四周低的弧形 4 当砼表面水迹消失后 视水泥性能及季节变化 即可放置垫铁 并测定标高 垫铁上表面标高允许偏差 0 5mm 垫铁置于混凝土上应用手压或用木槌敲击垫铁表面使其平稳下降 不得斜击 5 垫铁标高测定后 拍实垫铁四周混凝土 也有用浆坑小模板的 混凝土表面应低于垫铁表面2 5mm 6 待混凝土初凝前再次复测垫铁标高 7 测定标高符合要求后 用草帘或纸袋覆盖洒水并养护 十一 无垫铁安装 无垫铁安装的定义 设备自重及地脚螺栓拧紧力均由二次灌浆层来承担的安装方法叫无垫铁安装无垫铁安装的方法 1 此方法是用小千斤顶或临时垫铁或机器上已有的安装用来找平用的顶丝找平机器或设备 用微膨胀混凝土 或无收缩水泥砂浆 灌注随即捣实二次灌浆层 2 待二次灌浆层达到设计强度的75 时取出千斤顶或临时垫铁或松掉顶丝 填实空洞并复测水平 无垫铁安装的优点 调整方便 稳定性好 无垫铁腐蚀等优点 无垫铁安装的缺点 二次灌浆比较繁琐无垫铁安装适用于设备底座比较平整的设备 对于转速高 负荷大 二次灌浆层部分宜采用捣浆的方法 对于一般机器可采用灌注的方法 无垫铁安装常见的形式见照片5 无垫铁安装 png 及照片5 顶丝调整 png 十二 静设备的找正 设备找正 找平的测定基准点 应符合下列规定 设备底座的底面作为安装标高的基准点 2 设备支架 支座 底面标高 以基础标高基准线为基准 设备中心线位置及管口方位 以基础平面坐标及中心线为基准 立式设备垂直度 以任意相邻的方位线作为垂直度的测量基准 即设备表面上0 90 或180 270 的母线为基准 卧式设备水平度 以设备两侧水平线作为水平度的测量基准 设备上有水平法兰时在设备法兰找纵 横向水平 注意滑动端长条孔的中心位置 照片3 开车加热器毛刺未清理 jpg 套管式换热器以顶层换热器上表面作为水平度测量基准 以设备底板的底面作为安装标高的测量基准 球形储罐以赤道线作为水平度测量基准 以柱在球型储罐径向和周向两个方向纵向母线作为垂直度的测量基准 设备找平采用垫铁或其它调整件 严禁改变地脚螺栓紧固程度进行调整 静设备找正的依据 设备基础上的安装基准线 设备本身划出的中心线 即定位基准线 设备找正的主要内容是使定位基准与安装基准线的偏差在允许的规范之内 设备的找正可分两步进行 即初步找平和最终找平 十三 动设备安装 动设备的找平找正的要点是找水平 同轴度 使其均达到设计文件或规范要求1 定位基准点的偏差应该在以下范围内 1 定位基准点面 线或点的定位偏差与其他设备有机械联系的平面偏差为 2mm 标高偏差 1mm 2 与其他设备无机械联系的平面偏差为 5mm 标高偏差 2mm 3 机器安装基准点的选择和水平度偏差必须符合设计文件的规定 当设计文件无规定时纵向水平度偏差为0 05mm m 横行水平偏差0 10mm m 4 机器找平找正时不能用松紧地脚螺栓方法 调整机器水平 2 安装测量定位基准点的选择 当厂家给定了测量定位基准点 或设计文件规定测量定位基准点时必须严格执行 当厂家未给定或设计文件无明确规定时 按以下部位选择 机体上主要水平或垂直加工面 支承滑动部件的导向面 转动部件的轴颈或外露轴的表面 联轴器的端面及外圆周面 3 大型机组安装 基准机器机器就位前合理确定机组找正的基准机器 先调整固定基准机器 再以其轴线为准 调整固定其他机器 基准机器确定的原则 1 制造厂规定的安装基准机器 2 选择重量大调整困难的机器 3 机器多 轴系长时宜选择中间位置的机器 条件相同优先选择转速高的机器 注意要点 就位时联轴器轴向距离符合设计文件规定 机器中心与基础中心一致 基础中心偏差 5mm 机器安装高偏 3mm 水平基准点 1 纵向可在轴承座孔 轴承座 壳体中分面 轴颈或制造厂给定的专门加工面上选点测量 2 横向水平以轴承座 下机壳中分面或制造厂给定的专门加工面上进行测量 3 宜选择基准机器上的安装基准部位 机组水平偏差 1 纵向水平度允许偏差 基准机器的安装基准部位应为0 02 0 05mm m 其余机器必须保证联轴器对中要求 2 横向水平度的偏差 0 10mm m 同一机器个对应点的水平基本一致 十四 动设备的找正方法 2 联轴器的找正联轴器的找正是机器安装的重要工作之一 找正的目的是机器在工作时使主动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上 找正的精度关系到机器是否能正常运转 对高速运转的机器尤其重要 1 机器转子轴对中的找正方法 常用的有直尺塞规法 双表法 三表法 单表法 激光找正仪对中找正法等方法 直尺塞规找正法直尺塞规法一般适用于转速较低 精度要求不高的机器 十四 动设备的找正方法 1 现场组装的活塞式压缩机 离心式压缩机及汽轮机 它们的中体 气缸及轴承座等对中找正 可采用以下的仪器及方法 激光找正议 测微准直仪 活塞杆测量仪找正法 拉钢丝线电声找正法 适用于大型级差式等活塞压缩机 以上四种找正方法 可根据现场施工条件及及其规型号的具体情况进行选择 十四 动设备的找正方法 2 无间隔轴的联轴器调整两轴对中时 应符合下列要求 转子轴的对中调整宜采用双表找正法和多表找正法 表的量程和精度等级应满足对中找正的要求 表架应有足够的刚性 并符合机器技术文件的要求 两轴应同步转动 并应克服轴向串动的影响 3 有间隔轴的联轴器调整两轴对中时 除符合以上4条规定外 尚应符合下列要求 转子轴的对中调整也可采用单表找正法 计算调整量时应考虑找正架自身挠度对表值的影响 十五 设备基础一次灌浆 定义 设备经过初找平 找正合格后 对地脚螺栓预留孔的灌浆一次灌浆前的检查螺栓与孔壁间距不小于20mm 与孔底间距不小于80mm 螺栓上油脂铁锈污垢清除干净 螺纹清除铁锈后涂油脂 螺母与垫圈 垫圈与设备底座面之间应接