工業設備安裝中的高精度測量方法探析

孫保友

（青島安裝建設股份有限公司，山東 青島 266042）

在工業設備安裝過程中，能夠對安裝精度起到決定作用的主要是地腳螺栓，而在實際測量過程中能夠對地腳螺栓的測量結果產生影響的是測量放線的精度。因此，在工業設備安裝過程中有關人員需要具備一套相對完善的高精度測量技術，為地腳螺栓安裝精度的提高奠定基礎。

1 工業設備安裝中對高精度測量方法進行研究的必要性

前文提到，地腳螺栓安裝精度是工業設備安裝高精度測量的主要影響因素。在沒有做好高精度測量的相關措施或方法應用不合理的情況下對工業設備進行安裝可能會造成設備安裝結構的不合。除此以外，工業設備安裝后續工作的開展同樣需要高精度測量數據和測量放線作為基礎。由此看來，高精度安裝在工業設備安裝過程中所起到的作用是十分積極且極為重要的。這就要求有關工作人員必須具備較高的專業素養和嚴謹的工作態度，最大程度地對測量工作的開展提供便利條件。

2 測量工作開始前的準備工作及具體流程

2.1 準備工作

準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，同時發揮先進儀器的測量作用對設備安裝的中心線進行確定。然后在已經確定的中心線的垂直位置對輔助中心線進行設置，此過程需要利用中心線對控制點進行選擇[1]。這樣就形成了基準線的網格。

2.2 施工的具體流程

工業設備安裝測量工作開始地具體流程是有固定順序的。首先需要對基準版控制點進行選擇，之后在控制點的引導下對底層的中心線進行確定。為了提高工業設備安裝的準確程度，需要在底層縱向的輔助中心線的各段起始點進行標注。在此基礎上還需要對底層縱向輔助中心線各段控制點進行標注，最后對按照上述標準及有關要求對其他層面的基準線進行測量。

3 工業設備安裝中高精度測量對策

3.1 基準標板的制作和預埋

預埋鋼板是控制點選擇之前的工作，鋼板預埋結束以后，為了最大程度地減少工業設備安裝的工作量，可以對控制點進行保持。在實際安裝過程中，部分企業為了長時間保留控制點選擇了厚度為10 mm的不銹鋼鋼板投入生產，此后通過螺栓將標志板與蓋板連接在一起，從而對參考點起到更好的保護作用。在對基準線目標進行設定后，要特別注意混凝土澆筑的環節，必須在確定好定位目標的情況下對其進行埋設。為了提高基準標板的保護效率，有關工作人員需要定期對器進行檢查與維護，減少由于人為原因造成的誤差。與此同時也使基準標板的穩定性和牢固性得到了保障[2]。

3.2 投測底層橫中心線和縱中心線

定位軸是構成側面底面中心的主要組成部分，對定位軸線進行投測促進了底層縱橫中心的形成，此過程中對垂直高度的垂直相關性的精確程度具有極高的要求。在對縱向中線進行投測時，需要借助相關儀器且對使用儀器的參數進行設置，一般設置在x2與y2相交的位置。將此位置確定為縱橫點的交點z。將測量儀器與該交點垂直放置進行校準，在允許的范圍內對控制點的具體位置進行調整，直到工業設備安裝測量精度能夠達到相關測量要求位置。對底層橫中心和縱中心進行投測與上述表達極為相似。同樣需要對底層縱向中心線進行確定，并將其作為基準線投放的起點位置，具體投測環節的進行還需要根據當地有關部門或企業的相關要求[3]。

3.3 確定底層縱向輔助線

投測底層橫中心線和縱中心線結束以后如何對底層縱向輔助線進行確定就成了新一輪難題。經過一系列研究發現，在對底層縱向輔助線進行確定時主要注意2個方面的內容。一方面是反復確定DSTS與DETE。在底層縱向輔助線確定過程中出現數據誤差主要是由于儀器本身存在誤差或測量角度存在偏差2種原因造成的。因此，在對相關儀器進行使用時需要充分考慮兩點之間的距離。一般來說，兩點之間的距離大于50 mm為宜。筆者曾對底層縱向輔助先確定的有關資料進行查詢，發現多數學者將0.5 mm作為實踐標準對人工原因產生的誤差進行控制。結果大量的實踐結果顯示，2點之間距離的確定產生的誤差為0～0.2 mm，能夠滿足0.5 mm的誤差要求。其次，對縱向方向進行測量。在對縱向方向進行測量時所采用的方法一般為小角度測量法，即直接對小角度進行測量。此方法在工業設備安裝過程中的應用同樣能夠起到控制誤差的積極作用。

3.4 對平行豎直角上邊線進行設置

底層縱向輔助線的確定工作完成以后需要對平行直線在頂部的垂直角度進行設置，并對中間幀之間的距離進行推斷與設計。平行豎直角上邊線設置的基本原則是以第一標準腿為基準進行推移，每30 m作為一個退役單位，直到與導槽的末端的一個支柱的一個分支之前相重合完成設定[4]。

3.5 測定底層縱向輔助線距離控制點

在完成縱向輔助線上不同距離控制點的起點設置的工作以后，還要對每個距離之間的控制點進行確定。此過程中通常采用距離差取平均測距的方法，雖然能夠達到底層縱向輔助線距離控制點測定的目標，但是也會受到多種因素的限制。其中最主要的為加權常數導致的誤差和周期運轉產生的誤差。儀器設備的先進程度是導致誤差出現的關鍵因素，由于不同類型儀器的電路設置不同，儀器本身的精確度存有一定的差異。因此，測量結果可能會因為距離長短的不同而發生變化。從數學角度對此變化進行分析可以發現，此變化是呈周期分布的。為了減少上述問題對工業設備安裝精確度的影響，使用差取平均測距的方法進行測定。在測定過程中，將測距的波長視為主要載體，通過對加權常數誤差和周期對測量結果影響的考量，促進工業設備安裝精確度的提升，測量示意圖如圖1所示。

圖1 石油工業設備安裝各點測量示意圖

4 工業設備安裝中用高精度測量方法進行的質量控制

對工業設備安裝整體進行分析可以將工業設備安裝的特點概括為復雜、煩瑣。通過前文對測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量放線在工業設備安裝過程中的積極作用。因此，要想提高工業設備安裝的精確程度應對測量放線的準確性引起足夠的重視，同時選擇科學合理的方法和專業、嚴謹的工作態度對測量放線工作進行完成，最大程度地提高了工業設備安裝的有效性[5]。具體來說，要想實現上述建設目標需要多方面的努力。

4.1 注重有關工作人員測量技術水平的提升

測量人員的測量技術水平是確保工業設備安裝精確度的根本。因此，在實際運行過程中應格外注意對測量人員技術水平的培訓與專業素養的教育。一方面企業應該重視測量放線工作的開展，從而使有關工作人員對測量放線工作加以重視，并提高對測量放線工作的認知程度，有利于有關工作人員在工業設備安裝過程中與其他工作人員的配合。與此同時，在對工業設備進行安裝時注重工作人員的素質培養固然重要，但是并不能因此忽視施工現場測量成果保護工作的開展，否則同樣會對工業設備安裝精確度產生影響。另一方面，企業應該通過多種途徑促進員工的自我提升，如在工作過程中定期組織有關工作人員進行系統培訓并實行綜合考核制度。企業方面可以根據不同員工文化背景、工作年限和工作經驗等的不同對其進行分組，最大程度地確保測量技術培訓的有效性。最終通過對員工考核期間的出勤率及考核成績的總結得出總成績，考核總成績合格的員工可回到原工作崗位，對于考核不通過的員工需要再次進行系統學習。除此以外，企業可制定獎懲措施調動員工工作積極性，如每年舉辦優秀員工評比大賽，由每位員工對該季度或年度的工作狀況及所獲取的成果、新技能等進行分享，最終對于表現優異的員工給與物質獎勵。

例如上述提到的減小工作設備安裝誤差對方法多是從理論發展的角度進行分析的。在實際運行過程中，能夠對工業設備安裝精確度產生影響的還有其他因素。引用光學對點器時就可能產生的對中誤差或由于天氣變化等因素造成的誤差等。因此，在對劃線、做點進行處理時要格外注意劃線線條寬度與點直徑的設置。一般來說，劃線線條寬度在0～0.2 mm，點的直徑需要小于0.5 mm。這樣的方式在安裝實踐中的應用能夠對人為因素產生的誤差進行有效控制。這就要求相關工作人員思考問題的全面型及較高的判斷能力。

此外，不同工程建設對于設備運行、廠房布置等的要求存有一定差異，有必要在其他測量層中對基準線網格進行設立。這樣的設置方式在形式上將十分簡便。一般來說，測試過程中所使用的測設方法與測量的步驟、測量放線操作的步驟方法均保持高度一致，可以采用上述測量方式進行測量。這同樣需要有關工作人員的判斷能力與專業素養。

4.2 加大對先進儀器的資金投入

在科學技術快速發展的時代，先進的使用儀器是工業設備安裝的基礎。另一方面，在科學技術快速發展的背景下，只有對具有高技術型的精密儀器進行使用，才能夠達到提高工業設備安裝的目的。因此，在工業設備安裝過程中加大資金投入的力度是十分有必要的，一方面利用其對使用的儀器進行升級，另一方面，利用此資金對新型使用儀器進行創新研發，從而確保工業設備安裝的使用工具與時代發展保持高度一致。除此以外，精密儀器在工業設備安裝過程中的使用能夠從根本上提高測量工具的技術性，從而使工作效率大大提升，對于測量結果準確性與精密度的保障也提供了充足的條件。如果需要提高測量放線儀器的精度，需要對其設計研發提出更高的要求，與此同時，加強對工業設備安裝之前的測量放線一起使用的監督管理，在確保工業設備安裝前的準備工作已全部完成的條件下進行儀器使用。

前文提到，廠房各層需要建立獨立的基準網格線，在工業設備安裝后期，有關工作人員可以通過該基準線的具體情況對已經預埋成功的地腳螺栓、基礎版的劃線等進行判斷。此時再結合t2經緯儀等具有一定精確度的先進儀器及部分輔助工具如磁力表座等就能夠有效提高工業設備安裝的測量精度。

雖然工業安裝采取系列措施減少了誤差的產生，但是依然不能避免誤差的產生，而部分誤差產生的主要原因歸結于儀器本身。由于儀器本身在使用過程中其縱軸與橫軸的垂直度會有所偏差，會在一定程度上對最終測量結果的準確性產生影響。要想減少此誤差因素對工業設備安裝精確度的影響，需要對安裝儀器進行升級優化。這樣就能夠大大減少工業設備安裝過程中的誤差因素，為高精度測量方法的誕生提供條件。

4.3 建立健全工程質量監督管理體系

雖然儀器的升級與測量工作人員自身素養的提升是工業設備安裝精密度提升的主要手段，但是工業設備安裝之后的工作發展也是需要極為重視的地方。工業設備安裝工作完成之后需要對工程的進展進行監督，這是工業設備安裝后的主要內容也是整個工程實施過程中的主要內容。如果在此過程中，有關單位沒有對工業設備安裝的事后工作的重要性引起重視，很容易造成工業設備安裝質量的下降，同時也會對接下來工程開展過程中的質量控制與施工實踐產生影響[6]。除此以外，由于有關單位沒有對工業設備安裝事后工作的管理引起重視導致監督有效性降低，甚至存在各種安全隱患的印象也極為常見，不利于工業設備安裝質量的管控。基于此，有必要根據不同施工環境及施工的具體情況對工業設備安裝的監督管理系統進行完善。多次強調工業設備安裝事后工作的重要性，并在管理過程中落實責任管理制，即在后期工業設備安裝監督管理過程中有關領導需要對該部門員工進行明確分工，將其作為分工內容的總負責人起到實時管理與反饋的作用。一旦工業設備安裝過程中某一環節出現問題，能夠立即找到相應負責人并提出建議，不會出現事故發生而無人認領的情況。與此同時，加強對相關工作人員的績效管理，對于工作管理過程中工作認真，能夠反映工程存在實質性問題的員工應給與實質性獎勵。一系列監督管理措施的建立是工業設備安裝精確度提升的后盾，同樣能夠對高質量工程的保障起到作用[6]。

5 結語

綜上所述，近年來科學技術的發展的確為工業設備安裝工作的順利進行以及提高效率提供了機會，但是這并不能說明我國工業設備安裝不存在問題。通過對多項工程工業設備安裝情況的考察與相關資料的查詢，不難發現，我國在工業設備安裝的道路上還有很長一段距離，特別是在高精度測量工作的發展方面。因此，無論是有關企業還是員工個人都應該對工業設備安裝精確度的提升引起足夠的重視，并通過建立健全監督管理體系等多種措施對企業發展及個人發展進行優化，從而對工業設備安裝工作的進行起到促進作用。