靜設(shè)備安裝就位施工工法
——水平饅頭安裝施工工法

■楊廣民 中國石油天然氣第六建設(shè)公司廣西桂林541004

靜設(shè)備安裝就位施工工法
——水平饅頭安裝施工工法

■楊廣民 中國石油天然氣第六建設(shè)公司廣西桂林541004

根據(jù)多年的設(shè)備安裝施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的設(shè)備安裝施工要求和驗(yàn)收規(guī)范，將水平饅頭安裝法總結(jié)成施工工法進(jìn)行介紹，以利在各行業(yè)的靜設(shè)備安裝就位施工中推廣及使用。

水平饅頭安裝法安裝就位施工工法

1 前言

在靜設(shè)備的安裝施工中，石油化工設(shè)備安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（SH3514-2001）規(guī)定了設(shè)備安裝只有兩種安裝施工方法：—是有墊鐵安裝，二是無墊鐵安裝。而本文介紹的是國際上廣泛采用了的另一種安裝方法——水平饅頭安裝法。

1998年至2001年我公司承建的科威特28#集油站，2004年至2006年，我公司承建的廣東惠州大亞灣中海殼牌南海石化80萬t/a乙烯項(xiàng)目中的聚乙烯裝置、聚丙稀裝置、環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）裝置、蒸發(fā)濃縮/廢液焚燒（ECU/LCI）裝置，這些裝置分別由意大利、西班牙、日本和臺灣公司總承包，中海殼牌聘請美國管理公司管理。在這些裝置設(shè)備安裝就位的施工中，廣泛采用了水平饅頭安裝法進(jìn)行設(shè)備的安裝就位，通過幾年的生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，反應(yīng)良好。下面我根據(jù)多年的設(shè)備安裝施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的設(shè)備安裝施工要求和驗(yàn)收規(guī)范，將此安裝方法總結(jié)成施工工法，以利在各行業(yè)的靜設(shè)備安裝就位施工中推廣及使用。

2 特點(diǎn)

（1）無需斜墊鐵，節(jié)約了大量的鋼材、人工及消耗材料；

（2）簡化施工工序，縮短施工工期；

（3）減少施工質(zhì)量隱患，簡化安裝質(zhì)量檢查項(xiàng)目，利于設(shè)備安裝檢查驗(yàn)收。

3 適用范圍

（1）本工法主要應(yīng)用在塔器、容器、罐、撬裝等靜設(shè)備的就位安裝施工，特別適用于大型的靜設(shè)備和撬裝設(shè)備。

（2）設(shè)備基礎(chǔ)要求：設(shè)備必須是安裝在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，對安裝在鋼結(jié)構(gòu)上的設(shè)備本工法不適用。

4 工藝原理

本工法最主要的工藝原理就是采用了水平饅頭代替墊鐵組。其原理是在設(shè)備混凝土基礎(chǔ)上先用無收縮水泥做好數(shù)個(gè)小凸臺，然后在每個(gè)凸臺上放一塊象平墊鐵的鋼板，并調(diào)整好標(biāo)高和水平，墊板表面的標(biāo)高就是設(shè)備安裝就位的底座標(biāo)高，保證每個(gè)水平饅頭上的墊板標(biāo)高是處在在同一水平面上。待設(shè)備就位時(shí)直接坐落在凸臺鋼板上，把緊地腳螺栓即可，如圖1所示。

圖1 水平饅頭示意圖

5 工藝流程

本工法工藝流程圖如圖2所示。

6 施工操作要點(diǎn)

本工法最核心部分的就是采用了水平饅頭代替墊鐵組，所以關(guān)鍵工序就是水平饅頭的制作。其他的施工工序及方法與有墊鐵安裝和無墊鐵安裝一樣，比如設(shè)備基礎(chǔ)的驗(yàn)收及處理。

圖2 工藝流程圖如圖

下面從水平饅頭的制作開始介紹該工法的施工程序和要點(diǎn)。

6.1 水平饅頭的施工

6.1.1 水平饅頭數(shù)量確定原則

（1）首先根據(jù)設(shè)備的重量，體積的大小和高度，再依據(jù)設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸，地腳螺栓的數(shù)量來綜合考慮。

（2）立式帶裙座設(shè)備，一般相隔兩個(gè)地腳螺栓設(shè)置一個(gè)水平饅頭，必須對稱設(shè)置。

（3）立式帶支腿設(shè)備，每個(gè)支腿設(shè)置一個(gè)水平饅頭。

（4）臥式設(shè)備，必須根據(jù)（1）項(xiàng)條件在每個(gè)鞍座下設(shè)置兩個(gè)以上水平饅頭。

6.1.2 水平饅頭墊板尺寸確定

6.1.2.1 墊板面積的確定

確定好水平饅頭的數(shù)量后，再根據(jù)設(shè)備的重量加在水平饅頭上的負(fù)荷及選用混凝土的單位面積抗壓強(qiáng)度來計(jì)算出單塊水平饅頭墊板的最小面積，具體計(jì)算方法如下：

單塊水平饅頭墊板的最小面積

A——單塊水平饅頭墊板的最小面積cm2；

C——安全系數(shù)，宜取1.5～3；

Q1——設(shè)備的重量加在該饅頭上的負(fù)荷，N

G1——設(shè)備重量N；N1——水平饅頭的數(shù)量；Q2——地腳螺栓擰緊后分布在該水平饅頭上的軸向力，N；

F——1根地腳螺栓擰緊后所產(chǎn)生的軸向力，N；

N2——地腳螺栓的數(shù)量；

R——基礎(chǔ)混凝土的單位面積抗壓強(qiáng)度（可采用混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號），N/cm2

6.1.2.2 墊板尺寸的確定

依據(jù)墊板的面積和設(shè)備底座裙邊徑向伸出的長度來確定墊板的長度及寬度，墊板的厚度則依據(jù)設(shè)備的大、小和重量而定，一般采用10～16mm。

6.1.2.3 墊板的材料

墊板的材料一般采用Q235的普通鋼板制作，但如果設(shè)備材質(zhì)為不銹鋼，設(shè)備的裙座、底座、鞍座及支腿材質(zhì)也為不銹鋼，則墊板的材質(zhì)也必須采用不銹鋼板制作。

6.2 水平饅頭的制作

（1）水平饅頭的大小、高低依據(jù)水平饅頭上墊板的大小、設(shè)備底座的標(biāo)高確定。

（2）首先根據(jù)墊板的大小和標(biāo)高，制作幾個(gè)梯形的鋼?；蚰灸！?/p>

（3）將制作好的鋼?；蚰灸７旁诨A(chǔ)畫好線的水平饅頭的地方，并固定之。

（4）將攪拌好的高強(qiáng)無收縮水泥澆灌到鋼模或木模內(nèi)，制作水平饅頭。

（5）墊板的放置：①大約1h左右，在水平饅頭頂面放上已加工好的墊板并敲實(shí)，墊板必須平整無變形，表面無缺陷及焊渣。②此時(shí)必須測量調(diào)整墊板表面上的標(biāo)高，墊板表面的標(biāo)高就是設(shè)備安裝就位的底座標(biāo)高，保證每個(gè)水平饅頭上的墊板標(biāo)高是處在在同一水平面上。③墊板必須放置在設(shè)備受力的裙座上，與裙座外邊緣留有20～30mm距離。④墊板的頂面必須高于水平饅頭，以免影響設(shè)備底座與墊板接觸。

（6）最后再用水平尺找平每塊墊板。使每個(gè)水平饅頭上的墊板都是水平的，都處在同一個(gè)平面上，而且標(biāo)高一樣。

6.3 水平饅頭養(yǎng)護(hù)

(1)水平饅頭制作完成后須對水平饅頭進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。每天至少給水平饅頭淋水2～3次，使其保持濕潤，養(yǎng)護(hù)期3d以上。

(2)制作完成24h后拆模，在拆模時(shí)注意不要使水平饅頭受到碰撞和損壞。

6.4 設(shè)備就位安裝

當(dāng)水平饅頭達(dá)到養(yǎng)護(hù)期，混凝土符合規(guī)定的抗壓強(qiáng)度后，即可進(jìn)行設(shè)備的安裝就位，在設(shè)備吊裝前，必須把設(shè)備底座清理干凈，由于水平饅頭上的鋼板標(biāo)高是一致和水平的，設(shè)備就位以后，直接擰緊地腳螺栓即可。至此設(shè)備吊裝工作完成。

使用測量儀器對設(shè)備垂直度進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，監(jiān)理現(xiàn)場確認(rèn)。對設(shè)備底座與水平饅頭鋼板接觸面進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，監(jiān)理現(xiàn)場確認(rèn)。最后進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿、抹面。水平饅頭和鋼板是隱蔽在設(shè)備基礎(chǔ)里的。至此，整套設(shè)備就位安裝施工工作完成。

6.5 設(shè)備檢查調(diào)整

在設(shè)備的安裝過程中，經(jīng)常會(huì)遇到設(shè)備底座或底座裙邊由于制造過程中焊接產(chǎn)生的焊接變形，而生產(chǎn)廠家無法調(diào)整或沒有調(diào)整，造成設(shè)備底座或底座裙邊不在同一平面，但水平饅頭制作時(shí)是按同一標(biāo)高測量找正的，因此會(huì)使得個(gè)別水平饅頭與設(shè)備底座或底座裙邊不能完全接觸，因水平饅頭不能用來調(diào)整設(shè)備的高低，所以必須采取以下施工方法進(jìn)行檢查、調(diào)整。

(1)首先用儀器檢查設(shè)備垂直度（臥式設(shè)備檢查水平度），用臨時(shí)斜鐵調(diào)整設(shè)備，使設(shè)備垂直度或水平度達(dá)到設(shè)備安裝施工規(guī)范要求。

(2)采用塞尺檢查、測量設(shè)備底座與水平饅頭接觸情況及間距值，并做好記錄。

(3)按每個(gè)水平饅頭檢查、測量的數(shù)據(jù)尺寸，準(zhǔn)備好相應(yīng)的鋼墊片。

(4)在需加鋼墊片的水平饅頭附近，使用臨時(shí)斜鐵抬高設(shè)備，加入準(zhǔn)備好相應(yīng)的鋼墊片，拆除臨時(shí)斜鐵使設(shè)備復(fù)位與鋼墊片完全接觸。

7 質(zhì)量要求

(1)每個(gè)水平饅頭上的鋼板都是水平的，而且標(biāo)高一樣。

(2)每天至少給水平饅頭淋水2～3次，使其保持濕潤，常溫下養(yǎng)護(hù)期7d以上。

(3)拆模時(shí)注意不要使水平饅頭受到碰撞和損壞，特別是對墊板的保護(hù)。在設(shè)備最后就位前要注意對水平饅頭的保護(hù)。

(4)立式設(shè)備的垂直度和臥式設(shè)備的水平度必須符合設(shè)備安裝施工規(guī)范要求。

(5)鋼墊片尺寸必須與水平饅頭墊板尺寸一樣。

(6)鋼墊片與水平饅頭墊板不需要焊接。

(7)水平饅頭墊板的上表面必須打磨平整光滑，原則上使用機(jī)械切割并打磨四邊。

(8)所使用的高強(qiáng)無收縮水泥必須有質(zhì)量合格證，在攪拌時(shí)嚴(yán)格按照說明書操作。

(9)在擰緊地腳螺栓時(shí)應(yīng)對稱、分次、用力應(yīng)均勻，應(yīng)挑選有經(jīng)驗(yàn)的鉗工操作。

8 機(jī)具設(shè)備、材料(如表1所示)

表1 機(jī)具設(shè)備、材料表

9 勞動(dòng)力組織及HSE管理

9.1 靜設(shè)備水平饅頭法就位安裝人力資源如表2所示。（以中海殼牌南海石化80萬t/a乙烯項(xiàng)目中的環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）、蒸發(fā)濃縮/廢液焚燒（ECU/LCI）兩裝置為例）

9.2 HSE注意事項(xiàng)

（1）基礎(chǔ)處理時(shí)，必須穿戴好勞保用品，特別是防護(hù)眼鏡和耳塞。

（2）攪拌水泥砂漿時(shí)必須戴好橡膠手套。

（3）墊板切割下料時(shí)，要嚴(yán)格按照專業(yè)施工操作規(guī)范操作，避免飛濺傷人。

表2 靜設(shè)備水平饅頭法就位安裝人力資源

10 效益分析

10.1 降低施工成本

由于本工法無需斜墊鐵，水平饅頭的數(shù)量也比有斜墊鐵安裝的方法少了近一半，故節(jié)約了大量的鋼材、人工及消耗材料。在南海石化項(xiàng)目的EO/EG、ECU/LCI兩套裝置中，采用本工法安裝的設(shè)備大約是285臺套，共節(jié)約成本256000元左右，還不包括管理費(fèi)及HSE等費(fèi)用。

10.2 減少施工質(zhì)量隱患，縮短施工周期

采用本工法施工，當(dāng)設(shè)備基礎(chǔ)施工完成后，即可對基礎(chǔ)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，然后根據(jù)施工圖紙?jiān)诨A(chǔ)上制作好水平饅頭，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，只要設(shè)備基礎(chǔ)達(dá)到養(yǎng)護(hù)期及強(qiáng)度要求，無論設(shè)備何時(shí)到現(xiàn)場即可進(jìn)行就位安裝、找平、找正，經(jīng)過檢查驗(yàn)收即可進(jìn)行其它專業(yè)的施工。免除了斜墊鐵下料及外委加工時(shí)間，免除了檢查驗(yàn)收時(shí)可能出現(xiàn)的墊鐵尺寸不合標(biāo)準(zhǔn)、放置不規(guī)范、墊鐵與墊鐵接觸面不好、墊鐵與設(shè)備底座接觸面不好及整驗(yàn)收后的墊鐵伸出設(shè)備底座太長需修和墊鐵需點(diǎn)焊等問題，有效的降低了施工質(zhì)量隱患，簡化了監(jiān)理檢查驗(yàn)收項(xiàng)目，有助于設(shè)備安裝質(zhì)量的提高及能更快、更好的通過檢查和驗(yàn)收，為其它安裝專業(yè)的施工爭取更多的時(shí)間。

10.3 促進(jìn)國內(nèi)靜設(shè)備制造業(yè)質(zhì)量的提高

在多年的靜設(shè)備安裝過程中，經(jīng)常會(huì)遇到設(shè)備底座、底座裙邊和鞍座由于制造過程中焊接產(chǎn)生的焊接變形問題，特別是許多國產(chǎn)的靜設(shè)備底座、底座裙邊焊接變形非常大，就位安裝到基礎(chǔ)后不同平面度開口高度達(dá)到30～40mm，有些臥式設(shè)備兩個(gè)鞍座不同平面度開口高度達(dá)到50mm，設(shè)備制造廠家也不進(jìn)行處理，給安裝施工造成較大難度。

由于許多設(shè)備運(yùn)抵安裝施工現(xiàn)場后都是直接吊裝就位，就是不直接吊裝就位的設(shè)備，在檢查驗(yàn)收時(shí)設(shè)備底座、底座裙邊和鞍座的焊接變形等問題也不易測量和發(fā)現(xiàn)。如果采用本工法進(jìn)行設(shè)備就位安裝，設(shè)備底座、底座裙邊和鞍座的焊接變形、組對尺寸誤差較大等問題就一目了然、直觀、誤差尺寸測量精確，設(shè)備制造廠家到現(xiàn)場一看將無可辯駁，從而促進(jìn)設(shè)備制造廠家努力提高設(shè)備制造質(zhì)量及設(shè)備制造水平。

11 應(yīng)用實(shí)例

在1998年至2001年我公司承建的科威特28#集油站項(xiàng)目中，所有靜設(shè)備都是采用此安裝就位施工方法，其中包括7臺加熱爐，屬于撬裝設(shè)備，外型尺寸為18m×8m×4m，單重120t；40幾臺大型臥罐及容器及20幾臺加藥裝置撬塊和計(jì)量裝置撬塊。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行正常，安裝質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)及生產(chǎn)要求。

在2004年至2006年，我公司承建的廣東惠州大亞灣中海殼牌南海石化80萬t/a乙烯項(xiàng)目中的聚乙烯裝置、聚丙稀裝置、環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）裝置、蒸發(fā)濃縮/廢液焚燒（ECU/LCI）裝置中，其中環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）裝置、蒸發(fā)濃縮/廢液焚燒（ECU/LCI）裝置，共有動(dòng)、靜設(shè)備近450臺套，其中安裝在鋼結(jié)構(gòu)框架上的設(shè)備大約有135臺套，安裝在混凝土基礎(chǔ)上的設(shè)備有近315臺套，因?yàn)楸竟しㄖ贿m用于安裝在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上的設(shè)備，而不適用于安裝在鋼結(jié)構(gòu)框架上的設(shè)備，所以只計(jì)算安裝在混凝土基礎(chǔ)上的設(shè)備，采用本工法安裝法的設(shè)備是285臺套，使用率達(dá)到90%左右，其中動(dòng)設(shè)備包括一臺離心式壓縮機(jī)，一臺往復(fù)式活塞壓縮機(jī)及一臺鼓風(fēng)機(jī)，靜設(shè)備包括兩臺單重700t的環(huán)氧乙烷反應(yīng)器。在2009年我公司承建的我負(fù)責(zé)設(shè)備安裝的沙特PK/UIP項(xiàng)目施工中，業(yè)主委托的是美國管理公司管理及施工監(jiān)理，所有動(dòng)、靜設(shè)備安裝都不使用斜墊鐵，全部是要求采用水平饅頭安裝法進(jìn)行設(shè)備的就位安裝。所以本工法在中外合資項(xiàng)目及國際項(xiàng)目的設(shè)備安裝施工中已經(jīng)廣泛的使用。

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TU741

B

1672-9323（2010）03-0053-04

2010-04-20）