化工静设备基础安装过程中的常见问题及预防措施

杨洪武

（四川天华股份有限公司，四川合江 646207）

化工项目建设过程中，设备的安装质量不仅关乎生产系统的正常开车，而且是系统安全、稳定运行的前提与基础。其中，静设备安装过程中常会出现设备基础不合格、安装后卧式设备水平度不合格或立式设备垂直度超标等问题。以下结合笔者的经历与经验，对化工静设备基础安装过程中的一些常见问题及其预防措施作一总结。

1 设备基础预埋螺栓施工不合规范及设计要求

设备安装就位时发现土建基础预埋的地脚螺栓倾斜、偏移，与设备钢支座所带预留螺栓孔错位，或预埋螺杆倾斜不垂直而无法穿过设备钢支座预留螺栓孔（该问题尤其给塔类设备及其他大型设备一次吊装就位带来很大的安全隐患），即基础预埋螺栓与设备钢支座所带预留螺栓孔不符合，出现不垂直或埋设位置偏移的情况。

1.1 原因分析

埋设地脚螺栓时，未在已施工完成好的设备基础砼垫层上精放预埋螺栓的准确位置；安装地脚螺栓时未严格校正好预埋螺杆顶面的中心点半径、两对称螺杆顶面中心点直径、两相邻螺杆顶面中心点弦长、螺杆杆身垂直方向两个相互垂直的90°方向杆身边线；螺杆定位加固时定位钢支架不牢固或不稳定；浇灌振捣混凝土时，混凝土振动棒碰撞到预埋螺杆或固定螺栓的钢支架，致使地脚螺栓位置偏移或被碰歪。

1.2 预防措施

埋设地脚螺栓时，应先在施工完成好的设备基础砼垫层面上用专用仪器确定基础的中心点，并放出正南北、正东西十字交叉墨线，按照设计图，精确定位各个地脚螺栓的准确位置并作好定位标记；搭设独立的螺栓固定钢支架并确保其稳固性，且应避免与钢筋混凝土基础四周的模板及钢管脚手架相连，以免模板和脚手架产生位移时连带着固定螺栓的钢支架产生位移；据基础砼垫层地面上精放的螺栓定位点，一一对应安装螺杆并同钢支架拉接、点焊，然后用专用仪器精准校验好各螺杆中心点半径、各对应螺杆直径、相邻螺杆弦长等数据，且在确定各螺杆杆身竖向2个相互垂直的90°垂直边线垂直度偏差在许可范围内、螺杆顶面标高准确无误后，再将各螺杆拉接焊牢在独立固定的钢支架上。

在基础浇灌混凝土及振捣时，为防止固定钢支架和已固定好的螺杆发生倾斜位移情况，应搭设混凝土操作走道平台供施工作业使用，所有人员一律不准踩踏预埋螺栓的固定钢支架和螺杆顶面；如发现基础地脚螺栓出现移位现象，必须立即（在已浇混凝土初凝之前）进行校正处理，随后继续连续浇灌混凝土直至基础浇筑完成；浇筑完成后，根据天气、温度对已浇筑完成的基础混凝土进行养护，在已浇筑混凝土未达到设计要求的强度时，不得拆除预埋螺栓顶部（高过基础混凝土顶面部分）连接固定各螺杆的钢支架水平部分，或螺栓定位钢制模板，以防混凝土强度不够的情况下提前扰动使混凝土疏松以及埋入混凝土内的螺杆与混凝土粘结力不够，进而使预埋螺栓位移及倾斜，造成螺杆位置偏差。

1.3 案例介绍

某化工项目施工阶段，乙炔装置压缩机SJ-YQC204A／B顶板汽轮机基础预埋φ89mm×4mm钢套管，沿轴线方向有4根钢套管施工错位，造成进口压缩机自带的特殊钢制螺栓无法穿过预埋好的钢套管，设备无法安装就位。

1.3.1 现场情况

（1）SJ-YQC204A顶板汽轮机基础，本汽轮机轴线方向的4根预埋钢套管整体向北平移了150mm。

（2）SJ-YQC204B顶板汽轮机基础，汽轮机轴线方向的4根预埋钢套管整体向北偏移了20～10mm左右，连接设备的螺栓杆穿过基础顶板呈倾斜状态。

1.3.2 处理方案

（1）将SJ-YQC204A顶板汽轮机基础的汽轮机轴线方向4根整体向北平移150mm的钢套管按设计施工图重新定位，采用钻孔（水钻）的方式在基础顶板上钻孔打通，钻孔孔径为φ91mm。

（2）由于压缩机SJ-YQC204B顶板汽轮机基础的汽轮机轴线方向4根预埋钢套管整体向北偏移位置较小（只有20～10mm左右），采用钻孔扩孔的方式在基础顶板上原孔位处钻孔打通，钻孔孔径为φ91mm。

（3）钻孔过程中若钻断了钢筋，可将基础顶板上表面或下表面砼用人工凿打开，再将钻断的钢筋按相同规格型号、直径两端焊接搭接，执行施工规范中钢筋焊接搭接要求——钢筋单面焊接搭接长度≥10D（D为钢筋直径）且焊接搭接长度≥200mm，要求焊缝饱满牢固，重要之处现场取样送检，确认焊接质量合格后才能进入下一道工序。

（4）在重新定位钻好孔的位置上，按原设计预埋φ89mm×4mm 钢套管，由于预埋的φ89mm钢套管与钻孔φ91mm间隙很小，在预埋钢套管时，在钢筋表面满刷环氧树脂胶后再将钢套管打入已钻好的孔内使其粘结牢固，然后预埋的钢套管与基础顶板的上下层钢筋再焊牢，以使重新预埋的钢套管预埋牢固。

（5）重新预埋的钢套管定位后，采用上海麦斯特建材有限公司生产的MASTERFLOW648 CP环氧树脂进行二次灌浆。

压缩机SJ-YQC204A／B顶板汽轮机基础前、后径向方向预埋钢套管少量错位问题，采取上述措施处理或调整后，满足安装要求。

2 设备基础定位模板安装方向与底座方位不符

设备吊装按设备本体底座标识方向安装就位时，发现与土建基础预埋的地脚螺栓位置方向标记不相符，造成设备无法按所需方位安装。

2.1 原因分析

化工设备，尤其是塔类设备，其本体有很多对接工艺管口，不同设备本体上的工艺管口设置位置是不同的，没有固定的方位、固定的角度，管口的位置几乎均不相同。设备厂家在制作设备时，会将该设备基础的螺栓定位模板同设备底座同时冲孔，使该设备螺栓定位模板与其底座的螺栓孔位个数、孔径大小、方位角度、标注的倒三角形缺口标记（有些标记为小圆点或其他形式）安装方向一致。但实际情况是，土建施工单位在安装定位模板时，往往会忽略设备厂家提前提供的设备基础螺栓定位模板上所标注的方向标记，认为螺栓布置是均匀相等的，只要预埋螺栓的数量、间距、垂直度、标高正确就行，易忽略设备本体上所带的工艺管口是有一定方向的（不能出错），导致未严格按照设计基础螺栓布置图上标注的起点方向安装定位模板。

2.2 预防措施

在设备基础预埋螺栓施工时，特别要注意设备厂家提供的定位模板是否有方向标记，并认真对照土建基础预埋螺栓布置图上螺栓分布的方向标注，最好是同该设备安装平面图对照一下，以免出错；定位模板上有方向标记的，一定要严格遵照土建基础预埋螺栓布置图上螺栓分布和设备安装平面图上的方向标注，先进行该台设备的定位模板安装，再实施预埋螺栓的定位安装，以满足设备本体上工艺管口对方位的要求。

2.3 案例介绍

某化工项目施工阶段，火炬系统有2组（共3组）火炬支架基础P4预埋螺栓定位模板埋设角度错位（未指向塔心），造成成品火炬钢支腿无法对应安装就位。

2.3.1 现场情况

南、北方向2组火炬支架基础P4预埋螺栓定位模板，预埋时按45°角安装，偏移正确方向15°，即起点安装螺栓未指向塔心，造成上部钢结构支架钢支腿无法定位安装。

2.3.2 处理方案

（1）在南、北方向2组火炬支架基础P4顶面制作2个钢支座（制作钢支座时，严格按要求做剖口，严格控制焊缝质量及焊条质量），作为8根φ52mm预埋螺栓纠偏钢节点，该钢支座再同原基础竖向钢筋φ25＠150（意指基础竖向钢筋直径为25mm、间距为150mm）竖向焊接牢固，并满足施工规范中钢筋焊接搭接要求——钢筋单面焊接搭接长度≥10D（D为钢筋直径）且焊接搭接长度≥200mm，要求焊缝饱满牢固；在钢支座范围做φ12＠50箍筋（意指箍筋钢筋直径为12mm、间距为50mm）加密区，钢筋制作安装完毕且验收合格后才能进入下一道工序。

（2）钢支座安装完毕后，必须经现场设计、监理、建设方共同确认后才能执行关模浇筑混凝土；浇筑混凝土时原钢筋混凝土基础表面必须严格按施工缝的处理方式处理，上一道工序验收合格后方可现浇C35无收缩细石混凝土，并做好混凝土的养护。

（3）特别注意原P4基础短柱需剔打约400mm，必须采用人工剔打，不得破坏原预埋的8根φ52mm螺栓及原基础短柱的竖向钢筋。

3 垫铁安装不合规范及设计要求

垫铁安装不合规范及设计要求的主要表现为：设备垫铁层数太多，且高度超过规定要求；露出设备底座的垫铁长短不一；每层垫铁之间没有采用点焊的方式焊接成一个整体；垫铁安放后不太平稳，致使与设备基础的接触不良；垫铁安放位置不合规等。

3.1 原因分析

设备基础标高过低，使垫铁安放高度超高；施工人员使用薄垫铁过多，使垫铁层数超标；使用的垫铁不符合标准，长短或大小不一；施工人员未按照规范要求将多层垫铁之间采用点焊的方式进行焊接；垫铁与基础面之间（垫铁窝）不平整，且未将垫铁上的油污油垢彻底清除干净；对垫铁的放置要求不懂，没有合理放置垫铁。

3.2 预防措施

土建基础施工时应控制好基础混凝土顶面标高，基础二次灌浆层厚度控制在设计要求和施工验收规范允许误差范围内。若是大型塔类设备的混凝土基础，还要考虑整个塔体基础顶面混凝土浮浆层的清除，这样才能控制好设备安装时各组垫铁的整体厚度不超高。

当基础混凝土的强度达到设计要求后，首先应将整个基础顶面的混凝土浮浆层清除干净，再根据设备安装（图）所需垫铁组数、垫铁尺寸、布置位置等进行垫铁窝的打磨；每组垫铁窝应先用钢制平口凿仔细剔打平整，再用手提式砂磨机精磨平整，尽量使垫铁能充分接触到已打磨好的垫铁窝顶面，使设备传来的竖向载荷通过垫铁与垫铁窝接触面均匀地传到基础。

为使垫铁能满足灌浆强度的要求，应根据设备的类型按照规范和设计要求选择相应高度的垫铁组，如果该静设备基础的标高超差（不符合规范和设计要求），应对设备基础进行处理。每组垫铁不宜多于3块，且最好不选用薄垫铁，安装垫铁时牢记最下面放厚垫铁、中间或上面放薄垫铁的原则。

垫铁的规格和形状应按照规范要求、设计要求或者厂家说明书要求进行选用：一般要求平垫铁露出设备支座底板外缘10～20mm、斜垫铁露出设备支座底板外缘20～30mm；所有垫铁伸入长度必须超过地脚螺栓，且垫铁之间应采用点焊的方式焊接牢固；垫铁放置前须清除干净油污油垢及毛刺，安放时垫铁组与基础间须接触良好且平稳。

按规范和设计要求，应在每一颗地脚螺栓近旁至少安装1组垫铁，安装间距一般要求为：相邻垫铁组之间间距以500mm为宜；对刚度比较低的设备底座，垫铁组间距应根据情况适当缩短；对有加强板的设备底座，垫铁组应该安放在加强筋板的截面下。

3.3 案例介绍

某化工项目施工阶段，T102塔安装就位后，在安装调直、校验塔身竖向垂直度时，发现东、南面的塔身垂直度达到竖向垂直度要求时，该方向的几组垫铁无法塞垫到位，部分平垫铁、斜垫铁露出塔体设备钢支座底板外边缘1／2左右，垫铁伸入长度无法超过预埋地脚螺栓，若强行使垫铁安装到位，则塔身竖向垂直度会严重超标；还有几组垫铁无法保证T102塔按照设计、制造厂家的技术说明和有关规范的要求确定垫铁每组块数和安放位置等，不能保证T102塔安装完成后的安全稳定性。

3.3.1 现场情况

将T102塔吊移基础后，发现所铲的垫铁窝大小不一、高低不等、底面未砂磨平整等，即未严格按设计、厂家提供的垫铁几何尺寸铲磨垫铁窝，造成T102塔安装就位后的稳定性差，存在严重的安全隐患。

3.3.2 处理方案

（1）将T102塔吊移该设备基础并安全放置。

（2）将垫铁移开后露出垫铁窝，严格按照设计安装图中垫铁布置图及厂家提供的垫铁几何尺寸，重新在土建混凝土基础顶面紧靠预埋螺栓处弹墨放线，确定每组垫铁的具体位置。

（3）据所确定的垫铁窝位置，先用钢制平口凿修正并仔细剔打平整垫铁窝每边宽出20～30mm左右，并用全站仪或水平仪控制垫铁窝底面标高一致，再用手提式砂磨机精磨平整，尽量使垫铁能充分接触到已打磨好的垫铁窝顶面，保证垫铁窝数量、位置、标高、几何尺寸正确。

（4）将变形、污染的垫铁打磨校正并清洗干净，备用。

（5）土建基础顶面及重新处理过的垫铁窝吹扫干净灰尘后，吊装T102塔就位，安放平垫铁到位并用斜垫铁敲紧塞牢，待塔身4个方向竖向垂直度达到要求后，将每组垫铁焊牢。

4 灌浆施工不合规范及设计要求

灌浆施工不合规范及设计要求的主要表现为：灌浆层和设备基础的表面贴合度不高，从而导致脱壳问题；螺栓孔内灌浆不够密实，造成灌浆与基础孔内表面的结合程度达不到规定要求，致使地脚螺栓松动。

4.1 原因分析

基础表面的油污、砼疏松层（浮浆）等未清除；基础表面未铲麻面；灌浆前基础未湿润或湿润不够；灌浆孔内的油污、泥土等杂物未清理干净，孔内壁未湿润；环境温度太低，砼受冻；灌浆的砼石料太粗，灌浆时未捣密实；灌浆工作未一次完成；砼标号不符合要求等。

4.2 预防措施

首先清除基础表面和灌浆孔内的杂物，并将基础表面铲凿成麻面；灌浆前必须保持灌浆部位湿润并用压缩空气将表面积水吹净。

二次灌浆施工时，先支好模板，若采用细石混凝土灌浆，应采用手提式两相电源混凝土振动棒对二次灌浆层充分振捣密实、到位；若是采用自流式成品二次灌浆料灌浆，则应先按材料使用说明书支好模板、按比例拌和好灌浆料，在规定的时间内及时用漏斗灌浆（产生压差），使成品灌浆料从一端向另一端自行流动直到灌满，不能振捣。需注意的是，若二次灌浆采用的是细石混凝土，当环境温度高于25℃时，应覆盖浇水养护至少7d；当环境温度低于0℃时，应采取在砼内加入防冻剂等措施进行防冻养护。每个基础、每个螺栓孔的灌浆必须一次完成，且砼的选料和标号必须符合规范或设计要求。

4.3 案例介绍

某化工项目主装置大型泵P8301A／B基础二次灌浆，原设计采用C35细石混凝土，泵设备在机械竣工完成进入投料试车阶段出现电机振幅过大的现象，导致电机发热超标，有烧坏电机的可能；连接泵振幅过大，造成连接泵泵轴磨损过大，泵口与工艺管道连接法兰盘连接处出现拉裂、渗漏等情况。

4.3.1 现场情况

现场仔细察看发现，C35细石混凝土二次灌浆层混凝土表面有裂缝，养护不到位；电机和连接泵钢支座底部未灌满混凝土，用小铁锤敲击泵壳体钢支座表面有局部空鼓现象。

4.3.2 处理方案

（1）拆除移开电机和连接泵，拆除泵壳体钢支座并移开。

（2）剔除泵基础顶面原C35细石混凝土二次灌浆层，注意保护好原预埋螺栓上部丝杆部分（抹黄油用胶布包裹）。

（3）原二次灌浆层清除后，把基础顶面凿毛并吹扫干净，保持干净与干燥。

（4）泵重新安装就位。

（5）基础采用EG-100环氧树脂成品灌浆料二次灌浆（步骤及要求见下文）。

4.3.3 二次灌浆的操作步骤及要求

基础二次灌浆层采用EG-100环氧树脂成品灌浆料，灌浆料由A（树脂）、B（硬化剂）、C（填料）3组材料组成，使用到的工具有2台手提式搅拌器（其中1台备用）、1台小型搅拌机、1台计量秤、1个搅拌容器、3个金属盆等。具体操作步骤及要求如下。

（1）支模。模板须坚实、搭接牢固且高出二次灌浆顶面100mm，灌浆漏斗（利用重力压差原理辅助灌浆）应高出二次灌浆顶面500mm并做成移动式漏斗，在模板内侧面铺设厚型农用薄膜便于脱模，接缝处用胶泥填充防止漏浆。

（2）清扫。灌浆前再次用空压机彻底吹扫待灌基础混凝土表面及泵壳体钢支座金属表面接合部，确保无灰尘、油污等，并用干白布（不能用湿的）擦拭将吹扫时散落的灰尘清除干净。

（3）混合拌料。按EG-100环氧树脂灌浆料配比说明配料，用200～250r／min的手提式搅拌器将A（树脂）和B（硬化剂）充分混合搅拌约3min，然后加入C（填料），再用15～20 r／min的小型搅拌机低速对C（填料）与A、B的混合物进行充分混合搅拌约5～10min，直至骨料全部浸润。需注意的是，当环境温度较低时，为使搅拌混合物不致凝结，据现场实际情况可适当减少C（填料）的添加量（减少量不能超过1／2）；每次拌和量不宜过多，确保在规定灌浆时间内用完已拌和好的灌浆料，以免浪费。

（4）二次灌浆。应采取从一侧向另一侧进行灌浆的方式，为避免灌浆过程中夹杂空气而导致灌浆不密实，灌浆过程中可采用薄竹片等工具挤压灌浆填满缝隙（这很重要，确保缝隙灌浆饱满），但不可进行振捣，灌浆工作必须连续、尽快完成。需注意的是，单次灌浆应在300mm（厚）以内，当需要灌浆的区域大于1800mm×1800mm时，应在灌浆区域设置约100mm宽的施工缝预留带，待灌浆完成后再补灌施工缝，当然，这需要根据现场施工情况决定是否留施工缝，最好是一次灌浆完成。

（5）灌浆密实度检查及表面收光。灌浆结束后，用铁锤轻轻敲击设备基板，如发出叮叮声，表明灌浆密实度符合要求，如发出咚咚声，则表明灌浆层密实度不符合要求，空鼓地方需整改处理；为达到美观的视觉效果，在灌浆初凝前，可对灌浆的表面进行抹光处理（即表面收光），待灌浆终凝后方可拆模。

5 结束语

笔者参与的几个化工项目的建设过程中，发现一些从事化工项目建设施工的单位所聘用的安装技术工人存在实际操作经验不足、不懂或不熟悉设备安装施工规范及有关法规或标准、未严格按照设计施工图或未严格执行施工规范和标准等问题，这些问题若不能及时得到解决，轻则返工影响施工进度并造成经济损失，重则对设备的正常操作运行及其使用寿命造成不良影响，甚至危及整个生产系统的安全。因此，做好静设备安装施工工程质量管理，是化工项目建设管理中至关重要的环节之一，应引起施工、监理、建设等各方现场施工技术管理人员的高度重视。