工業(yè)設(shè)備安裝中的高精度測(cè)量方法探析

孫保友

（青島安裝建設(shè)股份有限公司，山東 青島 266042）

在工業(yè)設(shè)備安裝過程中，能夠?qū)Π惭b精度起到?jīng)Q定作用的主要是地腳螺栓，而在實(shí)際測(cè)量過程中能夠?qū)Φ啬_螺栓的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響的是測(cè)量放線的精度。因此，在工業(yè)設(shè)備安裝過程中有關(guān)人員需要具備一套相對(duì)完善的高精度測(cè)量技術(shù)，為地腳螺栓安裝精度的提高奠定基礎(chǔ)。

1 工業(yè)設(shè)備安裝中對(duì)高精度測(cè)量方法進(jìn)行研究的必要性

前文提到，地腳螺栓安裝精度是工業(yè)設(shè)備安裝高精度測(cè)量的主要影響因素。在沒有做好高精度測(cè)量的相關(guān)措施或方法應(yīng)用不合理的情況下對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行安裝可能會(huì)造成設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)的不合。除此以外，工業(yè)設(shè)備安裝后續(xù)工作的開展同樣需要高精度測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量放線作為基礎(chǔ)。由此看來，高精度安裝在工業(yè)設(shè)備安裝過程中所起到的作用是十分積極且極為重要的。這就要求有關(guān)工作人員必須具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，最大程度地對(duì)測(cè)量工作的開展提供便利條件。

2 測(cè)量工作開始前的準(zhǔn)備工作及具體流程

2.1 準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備階段的主要工作主要是利用原始廠房的縱向和橫向控制點(diǎn)，同時(shí)發(fā)揮先進(jìn)儀器的測(cè)量作用對(duì)設(shè)備安裝的中心線進(jìn)行確定。然后在已經(jīng)確定的中心線的垂直位置對(duì)輔助中心線進(jìn)行設(shè)置，此過程需要利用中心線對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行選擇[1]。這樣就形成了基準(zhǔn)線的網(wǎng)格。

2.2 施工的具體流程

工業(yè)設(shè)備安裝測(cè)量工作開始地具體流程是有固定順序的。首先需要對(duì)基準(zhǔn)版控制點(diǎn)進(jìn)行選擇，之后在控制點(diǎn)的引導(dǎo)下對(duì)底層的中心線進(jìn)行確定。為了提高工業(yè)設(shè)備安裝的準(zhǔn)確程度，需要在底層縱向的輔助中心線的各段起始點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注。在此基礎(chǔ)上還需要對(duì)底層縱向輔助中心線各段控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，最后對(duì)按照上述標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)要求對(duì)其他層面的基準(zhǔn)線進(jìn)行測(cè)量。

3 工業(yè)設(shè)備安裝中高精度測(cè)量對(duì)策

3.1 基準(zhǔn)標(biāo)板的制作和預(yù)埋

預(yù)埋鋼板是控制點(diǎn)選擇之前的工作，鋼板預(yù)埋結(jié)束以后，為了最大程度地減少工業(yè)設(shè)備安裝的工作量，可以對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行保持。在實(shí)際安裝過程中，部分企業(yè)為了長(zhǎng)時(shí)間保留控制點(diǎn)選擇了厚度為10 mm的不銹鋼鋼板投入生產(chǎn)，此后通過螺栓將標(biāo)志板與蓋板連接在一起，從而對(duì)參考點(diǎn)起到更好的保護(hù)作用。在對(duì)基準(zhǔn)線目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定后，要特別注意混凝土澆筑的環(huán)節(jié)，必須在確定好定位目標(biāo)的情況下對(duì)其進(jìn)行埋設(shè)。為了提高基準(zhǔn)標(biāo)板的保護(hù)效率，有關(guān)工作人員需要定期對(duì)器進(jìn)行檢查與維護(hù)，減少由于人為原因造成的誤差。與此同時(shí)也使基準(zhǔn)標(biāo)板的穩(wěn)定性和牢固性得到了保障[2]。

3.2 投測(cè)底層橫中心線和縱中心線

定位軸是構(gòu)成側(cè)面底面中心的主要組成部分，對(duì)定位軸線進(jìn)行投測(cè)促進(jìn)了底層縱橫中心的形成，此過程中對(duì)垂直高度的垂直相關(guān)性的精確程度具有極高的要求。在對(duì)縱向中線進(jìn)行投測(cè)時(shí)，需要借助相關(guān)儀器且對(duì)使用儀器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一般設(shè)置在x2與y2相交的位置。將此位置確定為縱橫點(diǎn)的交點(diǎn)z。將測(cè)量?jī)x器與該交點(diǎn)垂直放置進(jìn)行校準(zhǔn)，在允許的范圍內(nèi)對(duì)控制點(diǎn)的具體位置進(jìn)行調(diào)整，直到工業(yè)設(shè)備安裝測(cè)量精度能夠達(dá)到相關(guān)測(cè)量要求位置。對(duì)底層橫中心和縱中心進(jìn)行投測(cè)與上述表達(dá)極為相似。同樣需要對(duì)底層縱向中心線進(jìn)行確定，并將其作為基準(zhǔn)線投放的起點(diǎn)位置，具體投測(cè)環(huán)節(jié)的進(jìn)行還需要根據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門或企業(yè)的相關(guān)要求[3]。

3.3 確定底層縱向輔助線

投測(cè)底層橫中心線和縱中心線結(jié)束以后如何對(duì)底層縱向輔助線進(jìn)行確定就成了新一輪難題。經(jīng)過一系列研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)底層縱向輔助線進(jìn)行確定時(shí)主要注意2個(gè)方面的內(nèi)容。一方面是反復(fù)確定DSTS與DETE。在底層縱向輔助線確定過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差主要是由于儀器本身存在誤差或測(cè)量角度存在偏差2種原因造成的。因此，在對(duì)相關(guān)儀器進(jìn)行使用時(shí)需要充分考慮兩點(diǎn)之間的距離。一般來說，兩點(diǎn)之間的距離大于50 mm為宜。筆者曾對(duì)底層縱向輔助先確定的有關(guān)資料進(jìn)行查詢，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)者將0.5 mm作為實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人工原因產(chǎn)生的誤差進(jìn)行控制。結(jié)果大量的實(shí)踐結(jié)果顯示，2點(diǎn)之間距離的確定產(chǎn)生的誤差為0～0.2 mm，能夠滿足0.5 mm的誤差要求。其次，對(duì)縱向方向進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)縱向方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)所采用的方法一般為小角度測(cè)量法，即直接對(duì)小角度進(jìn)行測(cè)量。此方法在工業(yè)設(shè)備安裝過程中的應(yīng)用同樣能夠起到控制誤差的積極作用。

3.4 對(duì)平行豎直角上邊線進(jìn)行設(shè)置

底層縱向輔助線的確定工作完成以后需要對(duì)平行直線在頂部的垂直角度進(jìn)行設(shè)置，并對(duì)中間幀之間的距離進(jìn)行推斷與設(shè)計(jì)。平行豎直角上邊線設(shè)置的基本原則是以第一標(biāo)準(zhǔn)腿為基準(zhǔn)進(jìn)行推移，每30 m作為一個(gè)退役單位，直到與導(dǎo)槽的末端的一個(gè)支柱的一個(gè)分支之前相重合完成設(shè)定[4]。

3.5 測(cè)定底層縱向輔助線距離控制點(diǎn)

在完成縱向輔助線上不同距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)設(shè)置的工作以后，還要對(duì)每個(gè)距離之間的控制點(diǎn)進(jìn)行確定。此過程中通常采用距離差取平均測(cè)距的方法，雖然能夠達(dá)到底層縱向輔助線距離控制點(diǎn)測(cè)定的目標(biāo)，但是也會(huì)受到多種因素的限制。其中最主要的為加權(quán)常數(shù)導(dǎo)致的誤差和周期運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差。儀器設(shè)備的先進(jìn)程度是導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的關(guān)鍵因素，由于不同類型儀器的電路設(shè)置不同，儀器本身的精確度存有一定的差異。因此，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)因?yàn)榫嚯x長(zhǎng)短的不同而發(fā)生變化。從數(shù)學(xué)角度對(duì)此變化進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，此變化是呈周期分布的。為了減少上述問題對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝精確度的影響，使用差取平均測(cè)距的方法進(jìn)行測(cè)定。在測(cè)定過程中，將測(cè)距的波長(zhǎng)視為主要載體，通過對(duì)加權(quán)常數(shù)誤差和周期對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的考量，促進(jìn)工業(yè)設(shè)備安裝精確度的提升，測(cè)量示意圖如圖1所示。

圖1 石油工業(yè)設(shè)備安裝各點(diǎn)測(cè)量示意圖

4 工業(yè)設(shè)備安裝中用高精度測(cè)量方法進(jìn)行的質(zhì)量控制

對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝整體進(jìn)行分析可以將工業(yè)設(shè)備安裝的特點(diǎn)概括為復(fù)雜、煩瑣。通過前文對(duì)測(cè)量放線工作的部署與具體情況的講解可以很明顯地看出測(cè)量放線在工業(yè)設(shè)備安裝過程中的積極作用。因此，要想提高工業(yè)設(shè)備安裝的精確程度應(yīng)對(duì)測(cè)量放線的準(zhǔn)確性引起足夠的重視，同時(shí)選擇科學(xué)合理的方法和專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度對(duì)測(cè)量放線工作進(jìn)行完成，最大程度地提高了工業(yè)設(shè)備安裝的有效性[5]。具體來說，要想實(shí)現(xiàn)上述建設(shè)目標(biāo)需要多方面的努力。

4.1 注重有關(guān)工作人員測(cè)量技術(shù)水平的提升

測(cè)量人員的測(cè)量技術(shù)水平是確保工業(yè)設(shè)備安裝精確度的根本。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中應(yīng)格外注意對(duì)測(cè)量人員技術(shù)水平的培訓(xùn)與專業(yè)素養(yǎng)的教育。一方面企業(yè)應(yīng)該重視測(cè)量放線工作的開展，從而使有關(guān)工作人員對(duì)測(cè)量放線工作加以重視，并提高對(duì)測(cè)量放線工作的認(rèn)知程度，有利于有關(guān)工作人員在工業(yè)設(shè)備安裝過程中與其他工作人員的配合。與此同時(shí)，在對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)注重工作人員的素質(zhì)培養(yǎng)固然重要，但是并不能因此忽視施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量成果保護(hù)工作的開展，否則同樣會(huì)對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝精確度產(chǎn)生影響。另一方面，企業(yè)應(yīng)該通過多種途徑促進(jìn)員工的自我提升，如在工作過程中定期組織有關(guān)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)并實(shí)行綜合考核制度。企業(yè)方面可以根據(jù)不同員工文化背景、工作年限和工作經(jīng)驗(yàn)等的不同對(duì)其進(jìn)行分組，最大程度地確保測(cè)量技術(shù)培訓(xùn)的有效性。最終通過對(duì)員工考核期間的出勤率及考核成績(jī)的總結(jié)得出總成績(jī)，考核總成績(jī)合格的員工可回到原工作崗位，對(duì)于考核不通過的員工需要再次進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。除此以外，企業(yè)可制定獎(jiǎng)懲措施調(diào)動(dòng)員工工作積極性，如每年舉辦優(yōu)秀員工評(píng)比大賽，由每位員工對(duì)該季度或年度的工作狀況及所獲取的成果、新技能等進(jìn)行分享，最終對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)異的員工給與物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。

例如上述提到的減小工作設(shè)備安裝誤差對(duì)方法多是從理論發(fā)展的角度進(jìn)行分析的。在實(shí)際運(yùn)行過程中，能夠?qū)I(yè)設(shè)備安裝精確度產(chǎn)生影響的還有其他因素。引用光學(xué)對(duì)點(diǎn)器時(shí)就可能產(chǎn)生的對(duì)中誤差或由于天氣變化等因素造成的誤差等。因此，在對(duì)劃線、做點(diǎn)進(jìn)行處理時(shí)要格外注意劃線線條寬度與點(diǎn)直徑的設(shè)置。一般來說，劃線線條寬度在0～0.2 mm，點(diǎn)的直徑需要小于0.5 mm。這樣的方式在安裝實(shí)踐中的應(yīng)用能夠?qū)θ藶橐蛩禺a(chǎn)生的誤差進(jìn)行有效控制。這就要求相關(guān)工作人員思考問題的全面型及較高的判斷能力。

此外，不同工程建設(shè)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行、廠房布置等的要求存有一定差異，有必要在其他測(cè)量層中對(duì)基準(zhǔn)線網(wǎng)格進(jìn)行設(shè)立。這樣的設(shè)置方式在形式上將十分簡(jiǎn)便。一般來說，測(cè)試過程中所使用的測(cè)設(shè)方法與測(cè)量的步驟、測(cè)量放線操作的步驟方法均保持高度一致，可以采用上述測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。這同樣需要有關(guān)工作人員的判斷能力與專業(yè)素養(yǎng)。

4.2 加大對(duì)先進(jìn)儀器的資金投入

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，先進(jìn)的使用儀器是工業(yè)設(shè)備安裝的基礎(chǔ)。另一方面，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，只有對(duì)具有高技術(shù)型的精密儀器進(jìn)行使用，才能夠達(dá)到提高工業(yè)設(shè)備安裝的目的。因此，在工業(yè)設(shè)備安裝過程中加大資金投入的力度是十分有必要的，一方面利用其對(duì)使用的儀器進(jìn)行升級(jí)，另一方面，利用此資金對(duì)新型使用儀器進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，從而確保工業(yè)設(shè)備安裝的使用工具與時(shí)代發(fā)展保持高度一致。除此以外，精密儀器在工業(yè)設(shè)備安裝過程中的使用能夠從根本上提高測(cè)量工具的技術(shù)性，從而使工作效率大大提升，對(duì)于測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性與精密度的保障也提供了充足的條件。如果需要提高測(cè)量放線儀器的精度，需要對(duì)其設(shè)計(jì)研發(fā)提出更高的要求，與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝之前的測(cè)量放線一起使用的監(jiān)督管理，在確保工業(yè)設(shè)備安裝前的準(zhǔn)備工作已全部完成的條件下進(jìn)行儀器使用。

前文提到，廠房各層需要建立獨(dú)立的基準(zhǔn)網(wǎng)格線，在工業(yè)設(shè)備安裝后期，有關(guān)工作人員可以通過該基準(zhǔn)線的具體情況對(duì)已經(jīng)預(yù)埋成功的地腳螺栓、基礎(chǔ)版的劃線等進(jìn)行判斷。此時(shí)再結(jié)合t2經(jīng)緯儀等具有一定精確度的先進(jìn)儀器及部分輔助工具如磁力表座等就能夠有效提高工業(yè)設(shè)備安裝的測(cè)量精度。

雖然工業(yè)安裝采取系列措施減少了誤差的產(chǎn)生，但是依然不能避免誤差的產(chǎn)生，而部分誤差產(chǎn)生的主要原因歸結(jié)于儀器本身。由于儀器本身在使用過程中其縱軸與橫軸的垂直度會(huì)有所偏差，會(huì)在一定程度上對(duì)最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。要想減少此誤差因素對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝精確度的影響，需要對(duì)安裝儀器進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化。這樣就能夠大大減少工業(yè)設(shè)備安裝過程中的誤差因素，為高精度測(cè)量方法的誕生提供條件。

4.3 建立健全工程質(zhì)量監(jiān)督管理體系

雖然儀器的升級(jí)與測(cè)量工作人員自身素養(yǎng)的提升是工業(yè)設(shè)備安裝精密度提升的主要手段，但是工業(yè)設(shè)備安裝之后的工作發(fā)展也是需要極為重視的地方。工業(yè)設(shè)備安裝工作完成之后需要對(duì)工程的進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)督，這是工業(yè)設(shè)備安裝后的主要內(nèi)容也是整個(gè)工程實(shí)施過程中的主要內(nèi)容。如果在此過程中，有關(guān)單位沒有對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝的事后工作的重要性引起重視，很容易造成工業(yè)設(shè)備安裝質(zhì)量的下降，同時(shí)也會(huì)對(duì)接下來工程開展過程中的質(zhì)量控制與施工實(shí)踐產(chǎn)生影響[6]。除此以外，由于有關(guān)單位沒有對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝事后工作的管理引起重視導(dǎo)致監(jiān)督有效性降低，甚至存在各種安全隱患的印象也極為常見，不利于工業(yè)設(shè)備安裝質(zhì)量的管控?；诖耍斜匾鶕?jù)不同施工環(huán)境及施工的具體情況對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝的監(jiān)督管理系統(tǒng)進(jìn)行完善。多次強(qiáng)調(diào)工業(yè)設(shè)備安裝事后工作的重要性，并在管理過程中落實(shí)責(zé)任管理制，即在后期工業(yè)設(shè)備安裝監(jiān)督管理過程中有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)需要對(duì)該部門員工進(jìn)行明確分工，將其作為分工內(nèi)容的總負(fù)責(zé)人起到實(shí)時(shí)管理與反饋的作用。一旦工業(yè)設(shè)備安裝過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，能夠立即找到相應(yīng)負(fù)責(zé)人并提出建議，不會(huì)出現(xiàn)事故發(fā)生而無人認(rèn)領(lǐng)的情況。與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的績(jī)效管理，對(duì)于工作管理過程中工作認(rèn)真，能夠反映工程存在實(shí)質(zhì)性問題的員工應(yīng)給與實(shí)質(zhì)性獎(jiǎng)勵(lì)。一系列監(jiān)督管理措施的建立是工業(yè)設(shè)備安裝精確度提升的后盾，同樣能夠?qū)Ω哔|(zhì)量工程的保障起到作用[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的確為工業(yè)設(shè)備安裝工作的順利進(jìn)行以及提高效率提供了機(jī)會(huì)，但是這并不能說明我國工業(yè)設(shè)備安裝不存在問題。通過對(duì)多項(xiàng)工程工業(yè)設(shè)備安裝情況的考察與相關(guān)資料的查詢，不難發(fā)現(xiàn)，我國在工業(yè)設(shè)備安裝的道路上還有很長(zhǎng)一段距離，特別是在高精度測(cè)量工作的發(fā)展方面。因此，無論是有關(guān)企業(yè)還是員工個(gè)人都應(yīng)該對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝精確度的提升引起足夠的重視，并通過建立健全監(jiān)督管理體系等多種措施對(duì)企業(yè)發(fā)展及個(gè)人發(fā)展進(jìn)行優(yōu)化，從而對(duì)工業(yè)設(shè)備安裝工作的進(jìn)行起到促進(jìn)作用。