【原】离心泵基础 - 底座灌浆

前言

几乎每个用户都有一个共同的目标：希望拥有一台长时间可靠运行的离心泵，同时仅需花费少量的人力和成本就可安装。然而，对于很多领域的离心泵来说，同时满足这两项任何几乎不可能。泵制造商通常会建议用户：离心泵基础质量至少为泵质量的3到5倍。另外，还提醒用户特别注意，应确保底座正确的灌浆。

用户都希望泵组能够提供共用底座，特别是API泵，在这方面具有明确的规定。底座的目的是为了提供具有规定的水平度和平面度的表面，以便安装泵和驱动机，从而在两者之间实现正确和准确的对中。更重要的是，底座提供了一条将振动、管口载荷和管道应力传递到基础/地面的路径。如果底座设计或安装不当，将严重影响泵的安全可靠运行，造成运营成本的大幅度增加。

泵组（功率）越小，对昂贵安装（基础、底座和灌浆）的需求就会减少。

为了降低投资成本，一些公司会购买最便宜的底座，然后将其放在地板/地面上，除了将泵进/出口管路连接起来并将电力连接到电机之外，无需采取任何其它措施。如果泵以这种方式能够运行三年以上，且没有因轴承、机械密封或联轴器故障而停机，那么完全是运气。而且，泵型（功率）可能较小，并且基本用于常规工况、每天工作时间较短。

基础已准备好、混凝土已浇注完成且已凝固，是时候给泵底座进行二次灌浆了。以下是灌浆过程中的一些重要提示。

本文将简要介绍离心泵底座灌浆过程中需要注意的关键点，并提出一些建议，供参考。

本文不涉及支柱型泵底座。

底座准备

几乎没有任何泵或底座制造商会为正确的灌浆而对底座进行适当处理并提出详细的建议或要求。他们将仅为防止运输和储存阶段的腐蚀而对表面进行处理。为了适应现场安装要求，在底座出厂前，泵或底座制造商应对其进行过喷砂或喷丸处理，并在底座与浆料接触表面仅涂上环氧树脂防锈底漆（环氧树脂漆附着力好，而且耐水、耐油）。对于涂装有其它油漆的底座，建议：

1）将泵与驱动机从底座上拆除。

2）对底座与浆料接触的表面的防锈漆进行手工铲除，或通过喷砂或喷丸清除，然后

3）在腐蚀发生之前立即安装底座（通常不超过8小时），或

4）在底座与浆料接触表面涂上环氧树脂防锈底漆，作为灌浆可以粘合的表面。

许多人没有正确地准备底座的接触面，或者他们涂了太多的环氧树脂漆。应与制造商核实油漆的厚度，但在大多数情况下，0.1 mm厚度（干）是比较合适的。如果油漆太厚，环氧树脂浆料会将油漆从金属上拉下来。

以前，许多装置都使用混凝土进行二次灌浆，但在过去20至30年中，大多数公司都选择使用环氧树脂灌浆。在大多数情况下，环氧树脂灌浆会产生出色的效果，而混凝土灌浆则更便宜。

如果采用混凝土进行二次灌浆，建议采用不收缩混凝土灌注，抗拉强度等级C 25/30，粒径≤8 mm。

基础准备

在灌浆过程中，应将设备（泵和驱动机）从底座上拆下。在拆卸设备之前，应确认设备在（共用）底座上可以对中且底座未出现变形扭曲。如果在完成灌浆以后才发现底座存在问题，在现场处理既困难又昂贵。

在安装底座和灌浆之前，混凝土基础必须充分固化。对于新的基础，这取决于环境条件和所使用的混凝土配比。

使用胶带在基础上固定一块0.15至0.25平方米的塑料片，隔夜测试水分。如果第二天塑料底部可见水分，则说明基础还未充分固化。

如果在新的混凝土基础上安装底座，请确保将浮浆刮除至少12.5 mm；在使用旧基础的情况下，直到达到稳定的混凝土或骨料。

浮浆是指混凝土顶面上硬化但水化程度弱的薄片状水泥和细砂层，通常是由于水过多或表面过度施工（例如，过度抹平工作）造成的。

去除浮浆时，不要使用手提钻，否则可能导致混凝土开裂。取而代之的是，使用带有尖头的小型轻型气动锤。

需要二次灌浆的基础面应采用适当的工具打毛并保持一定的平面度，灌浆之前应用清水润湿但不要积水。

留出固化时间

灌浆的固化时间，尤其是环氧树脂灌浆，取决于环境温度。如果场地太热或太冷，则必须采取措施改变或控制情况，例如临时隔热庇护所或遮阳棚。在此过程中切勿让雨水落在设备上。

请注意，在固化过程中，浆料可能会在收缩时改变底座的水平度。在固化过程中继续检查水平度。

固定地脚螺栓

大多数设计都要求在基础上安装地脚螺栓，地脚螺栓将向上穿过底座上的螺栓孔。这是一个强烈推荐的步骤。许多人认为这仅仅是为了将底座固定在基础上，其实际的作用是将基础、二次灌浆和底座拉在一起形成一个整体。灌浆时，相对于底座在地脚螺栓上施加一定的拉力，以防止底座浮动。

不要让浆料与地脚螺栓接触。可以使用具有一定间隙的保护套管，以允许其内孔与地脚螺栓之间具有一定的间隙、公差和易于处理。一个常见的技巧是用干沙填充套管，以防止浆液进入该区域。沙子可以用填缝剂或胶带封顶。

使用垫片或千斤顶螺钉调平

当我们开始从事这项工作时，会在灌浆之前使用金属垫片或斜垫铁来调平底座。经验告诉我们，在工序完成后需要谨慎的移除垫片，因为随着垫片的腐蚀或腐烂，会在基础与灌浆接缝处产生其它问题。如果使用垫片，请务必涂上某种涂层（例如轻质油脂）以方便拆卸。

在石化行业普遍使用调平千斤顶螺钉代替垫片，更精确、更方便。如果使用调平千斤顶螺钉，请在其上涂抹某种涂层（如润滑脂），以便于拆卸。此外，在千斤顶螺钉下方放置一块金属板以防止挖入混凝土基础，因为这会使找平过程变得非常繁琐。金属垫板最好为不锈钢材质。

拆除千斤顶螺钉后，用环氧树脂浆料填充出现的空隙。

泵沙龙注：实际工程应用中，通常不会移除金属垫片或斜垫铁。并在最终调整完成后，采用点焊的方式将斜垫铁或叠加在一起的垫片焊成一体。

选择灌注方法

在灌浆之前，决定是采用两次灌注还是一次灌注方法。如果采用一次灌注，由于模板（格栅）相对更加复杂，需要更多的准备时间。但是，如果操作正确，将会产生极好的效果。

不过请注意，在将浆料注入模板时，需要排出其中的空气，而横向底座构件和支架有时会妨碍正确的安装和排气。可以在底座面板的高点钻一些排气孔，以便于排气（API底座对此有明确规定）。典型的方法是从一侧灌注浆料，让空气从另一侧逸出。

灌浆

灌浆模板需要坚固且不漏液。相比之下，用于浇注马路的模板可能不够坚固，不适合此应用。应在模板上涂抹一些不会粘附在浆液上的东西。一种常见的做法是使用两到三层糊状蜡。不要使用油，因为它会与浆料基质发生反应。

如果只考虑到模板的体积，则预制的浆料可能会明显不足。建议浆料按照模板体积的110%配制，因为灌浆过程中会有溢出。

从位于高于底座标高的浆料容器中向底座内及下部灌浆，为灌浆流动提供静压头。

尽量避免将浆料推入到位，因为这会产生夹带空气和空隙。可以使用不同的专用设备将浆料泵送到位。除非浆料制造商有明确说明，否则不得使用振动设备。

灌浆通常要求在较短的时间内一次完成。

对于环氧树脂浆料，首先混合液体（树脂和催化剂），然后再将骨料添加到液体混合物中，而不是相反的操作。

标准对灌浆底座的要求

API 610第11版标准对灌浆底座有明确的要求：

条款7.3.8  底座的底部在两个结构件之间应该是畅通的。当底座安装在混凝土基础上时，在每个承受负荷构件之下都应有灌浆通道。底座的底面应该在同一个平面内，以便于采用单一水平面的基础。

条款7.3.9  在泵与驱动机支架正下方的焊合底座的底侧应该焊接加固横向筋板，加固筋板的形状应有利于牢固地固定在灌浆中。

条款7.3.10  在底座的每个分隔段内应该至少设一个灌浆孔，灌浆孔的净面积最小为125 cm²和尺寸不小于75 mm。这些孔的设置应该使得能灌满底座下面的整个空腔，而不致于形成空气囊。在实地应用时，灌浆孔应当便于为已经安装了泵和驱动机的底座灌浆。在集液盆区域内的灌浆孔应该有13 mm高的凸唇缘。如果灌浆孔设在液体能够溅落到暴露灌浆的地方，则应配置最小厚度为1.5 mm的金属盖。在底座的每个分隔段的最高点，应当设置最小直径为13 mm的排气孔。

条款7.3.12  除非另有规定，卖方应当按照ISO 8501 Sa2级或SSPC SP 6标准对底座所有的与灌浆接触表面做工业喷砂处理，并使用与环氧树脂砂浆相容的底漆涂覆这些接触表面。

参考文献

1）Jim Elsey, 7 Steps to Grouting a Pump Base, PUMPS&SYSTEMS

2）ANSI/API STANDAED 610 'Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries', ELEVENTH EDITION, SEPTEMBER 2010; ISO 13709: 2009 (Identical)

泵沙龙注：文中插图来源于EGP。