Kreiselpumpensind Kerngeräte im industriellen und kommunalen Bereich und erzeugen im Betrieb starke Vibrationen. Das Gerätefundament, vorgeformte Ankerlöcher und Ankerbolzen sind wichtige verdeckte Arbeiten, die die Stabilität der Einheit gewährleisten. Viele Fehler vor Ort, wie z. B. Abweichungen vom Pumpenkörper, Resonanzen, Lagerüberhitzung und Schraubenbrüche, werden in der Regel durch eine nicht standardmäßige Konstruktion vorgeformter Löcher oder eine mangelhafte Schraubeninstallation verursacht. In diesem Dokument werden die wichtigsten Richtlinien für die Konstruktion vorgeformter Ankerlöcher und die Installation von Ankerbolzen für Kreiselpumpen erläutert.
Vorgeformte Ankerlöcher für Kreiselpumpen sind speziell für die Sekundärinjektion von Ankerbolzen konzipiert. Die Größe, Form, Vertikalität und Sauberkeit der vorgeformten Löcher bestimmen direkt die Verankerungsstärke der Bolzen, die Nivelliergenauigkeit der Ausrüstung und die Gesamtstabilität des Fundaments. Als Kernverfahren für den Bau von Pumpenfundamenten müssen die Arbeiten unter strikter Einhaltung der Industriestandards durchgeführt werden.
Die Abmessungen vorgeformter Löcher müssen ein Gleichgewicht zwischen ausreichender Vergussdichte und struktureller Festigkeit von Betonfundamenten herstellen. Zu kleine Löcher führen zu einer unvollständigen Verfugung, während zu große Löcher die Tragfähigkeit des Fundaments schwächen. Die allgemeinen genormten Bauparameter werden wie folgt spezifiziert:
Abstand zwischen Bolzen und Lochwand:Zwischen jedem Bolzen und der Wand des vorgeformten Lochs muss ein einseitiger Abstand von 30–50 mm eingehalten werden, um ausreichend Platz für nicht schrumpfendes Vergussmaterial zu schaffen und so eine vollständige Umhüllung und Verankerung der Bolzen sicherzustellen.
Tiefenstandard der vorgeformten Löcher:Die Gesamttiefe jedes vorgeformten Lochs muss 100–150 mm größer sein als die tatsächliche eingebettete Länge des Ankerbolzens, um eine Aushöhlung am Lochboden und eine unvollständige Verpressung vollständig zu verhindern und die Verankerungsfestigkeit am Boden sicherzustellen.
Abstandsbedarf zwischen Löchern:Der Mittenabstand zwischen zwei benachbarten vorgeformten Ankerlöchern darf nicht weniger als das Vierfache des Durchmessers des Ankerbolzens betragen, um Risse und teilweises Abplatzen des Fundaments nach dem Betonieren und Vergießen wirksam zu vermeiden.
Optimale Lochform:Im Bauwesen wird ein aufgeweitetes Loch mit einer schmalen Oberseite und einer breiten Unterseite bevorzugt. Im Vergleich zu geraden Löchern verbessert diese Struktur die Ausziehfestigkeit von Schrauben erheblich und verhindert, dass sich Schrauben aufgrund langfristiger Vibrationen der Ausrüstung lösen und verschieben.
Vor dem Gießen des Fundamentbetons müssen hochfeste PVC-Schalungsrohre, kundenspezifische Stahlformen oder Holzformen zur Formgebung befestigt werden, um genaue Lochpositionen und regelmäßige Lochformen sicherzustellen. Die Entformung muss unmittelbar nach dem ersten Aushärten des Betons erfolgen, um Schäden und Abplatzungen der Lochwände durch die Entformung nach vollständiger Erstarrung zu verhindern.
Vor dem Verfugen müssen sämtliche Ablagerungen, Schlamm, Staub und angesammeltes Wasser in den Löchern gründlich gereinigt werden. Für eine gründliche Spülung empfiehlt sich Hochdruckluft, um einen festen Verbund des Vergussmaterials mit dem ursprünglichen Betonuntergrund ohne Zwischenschichten oder Hohlräume zu gewährleisten.
Die Abweichung der Lochposition muss streng kontrolliert werden. Bei versetzten Löchern, zu kleinen Öffnungen oder verformten Lochformen ist manuelles Meißeln und Reiben zur Korrektur anzuwenden. Das Schneiden oder Kürzen von Ankerbolzen ist strengstens untersagt, da dies die Festigkeit der Bolzen beeinträchtigt und zu einer unzureichenden Verankerungslänge führt.
Die Vertikalität der vorgeformten Löcher muss gewährleistet sein, wobei die Neigungsabweichung der Lochwände nicht mehr als 1,5° beträgt. Eine geneigte Installation der Schrauben führt zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung, was zu Spannungskonzentrationen während des Betriebs führt und darüber hinaus zum Bruch des Schraubengewindes, zum Abrutschen des Gewindes und zum Reißen des Grundrahmens führt.
Als zentrale tragende Komponenten, die den Grundrahmen von Kreiselpumpen und Betonfundamenten verbinden, übernehmen Ankerbolzen die Funktionen der Gerätefixierung, Nivellierung, Vibrationsreduzierung und Verschiebungsfestigkeit. Für die Materialauswahl, den Festigkeitsgrad, die eingebettete Länge, den Installationsprozess, das Verfugen und Aushärten sowie den Lockerungs- und Korrosionsschutz der Ankerbolzen gelten klare Industriestandards. Als Ersatz dürfen niemals normale Schrauben verwendet werden.
Die Materialien müssen je nach Betriebsbedingungen, Fördermedium und Fördermenge der Kreiselpumpen unterschiedlich ausgewählt werden, um potenzielle Sicherheitsrisiken aufgrund einer falschen Auswahl auszuschließen:
Gewöhnliche Kreiselpumpen für sauberes Wasser (zivile Nutzung und konventionelle industrielle Wasserversorgung):Es sind Ankerbolzen aus Q235-Kohlenstoffstahl mit einer Festigkeitsklasse von mindestens Klasse 4,8 zu verwenden. Sie liefern eine stabile Leistung bei hohem Preis-Leistungs-Verhältnis und erfüllen die Anforderungen an herkömmliche Vibrationsreduzierung und -fixierung.
Kreiselpumpen für Abwasser, chemische und korrosive Medien:Für Medien, die Säure, Alkali, Verunreinigungen und korrosive Bestandteile enthalten, müssen Ankerbolzen aus Edelstahl 304 oder 316 verwendet werden, um Rost und Korrosion wirksam zu verhindern und Bolzenversagen wie Rostbruch und Abfall zu vermeiden.
Große Hochdruck- und Hochleistungs-Kreiselpumpen:Für Geräte mit hoher Belastung und hoher Vibrationsfrequenz sind hochfeste Ankerbolzen der Güteklasse 8.8 oder höher erforderlich. Sie zeichnen sich durch eine hervorragende Zugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Verformungsbeständigkeit aus und sind für den langfristigen Dauerbetrieb unter hoher Belastung geeignet.
Anforderungen an passendes Zubehör:Jeder Satz Ankerbolzen muss standardmäßig mit Unterlegscheiben, Federscheiben und Doppelmuttern ausgestattet sein. Die komplette Zubehörkombination sorgt für eine doppelte Antilockerungsleistung, um sich an die kontinuierlichen Vibrationen von Wasserpumpen anzupassen.
Die eingebettete Länge bestimmt direkt die Auszugstragfähigkeit von Schrauben und ist ein wichtiger Index, um ein Herausziehen und Lösen von Schrauben zu verhindern. Standardmäßige Einbaulängenverhältnisse für verschiedene Pumpentypen werden wie folgt spezifiziert:
Vertikale Kreiselpumpen für leichte Beanspruchung: Die eingebettete Länge darf nicht weniger als das 15-fache des Bolzendurchmessers betragen, um den leichten Befestigungsanforderungen kleiner Geräte gerecht zu werden.
Herkömmliche horizontale Industriekreiselpumpen: Die eingebettete Länge muss das 20- bis 25-fache des Bolzendurchmessers betragen, um sich an die Belastung im regulären Industriebetrieb anzupassen.
Hochleistungs-Kreiselpumpen mit hohem Durchfluss und hohem Druck: Die eingebettete Länge darf nicht weniger als das 30-fache des Bolzendurchmessers betragen, um die Tragfähigkeit der Verankerung zu erhöhen und starken Vibrationseinflüssen standzuhalten.
Eine unzureichende eingebettete Länge führt zu einer unzureichenden Zugtragfähigkeit und Schrauben neigen dazu, sich bei langfristigen Vibrationen zu lockern und herauszuziehen. Eine zu lange eingebettete Länge kann die Stahlstäbe des Fundaments beeinträchtigen, Bauschutt verursachen und die strukturelle Integrität des Fundaments beeinträchtigen.
Nach der Positionierung müssen die Ankerbolzen vertikal gehalten und vorübergehend mit speziellen Halterungen befestigt werden, um Neigung und Versatz zu vermeiden und eine gleichmäßige Spannungsverteilung im späteren Betrieb sicherzustellen. Gleichzeitig müssen die Einbaumaße der Ankerbolzen streng mit denen von Kreiselpumpen und horizontalen Pumpeneinheiten verglichen werden, um eine vollständige Übereinstimmung zwischen Lochpositionen, Bolzenabständen und Montagelöchern am Gerätegrundrahmen sicherzustellen. Die horizontale Abweichung der Fundamentoberfläche muss innerhalb von ±2 mm/m kontrolliert werden, um eine genaue Referenz für die Gerätenivellierung zu gewährleisten.
Für die Verfugung ist einheitlich ein spezielles, nicht schwindendes Vergussmaterial zu verwenden. Für mehrstufige Kreiselpumpen wird vorzugsweise Feinbeton mit hoher Festigkeit verwendet. Gewöhnlicher Zementmörtel ist strengstens verboten. Gewöhnlicher Mörtel neigt nach dem Erstarren dazu, zu schrumpfen und zu reißen, wodurch Lücken und Hohlräume entstehen, die die Gesamtbelastbarkeit zwischen Schrauben und Fundament nicht gewährleisten können. Der Festigkeitsgrad des Betons, der zum Vergießen mehrstufiger Pumpen verwendet wird, muss einen Grad höher sein als der des ursprünglichen Fundamentbetons, um die Verankerungsfestigkeit unter hoher Belastung zu verbessern.
Beim Verdichten von Beton und Vergussmaterial in vorgefertigten Löchern muss der Vorgang schonend und gleichmäßig erfolgen. Das Kippen von Ankerbolzen und das Verschieben von Pumpenkörpern und Pumpenaggregaten sind strengstens untersagt, um die Ungültigkeit vorheriger Positionierungs- und Nivellierungsarbeiten zu verhindern und die versteckte Gefahr einer exzentrischen Belastung der Bolzen auszuschließen.
Die Konstruktion muss strikt dem Grundsatz der Festigkeitskonformität folgen. Das Nivellieren, Ausrichten und Fixieren von Pumpenkörpern und Pumpenaggregaten kann erst durchgeführt werden, wenn die Festigkeit des Fundamentbetons mehr als 75 % der Auslegungsfestigkeit erreicht. Nach genauer Positionierung ist eine Sekundärinjektion durchzuführen. Die Höhe der sekundären Vergussschicht muss bei gleichmäßiger Dicke und flacher Gesamtoberfläche auf 30–70 mm begrenzt werden.
Vor dem sekundären Vergießen muss die Kontaktfläche des Fundaments gründlich behandelt werden: Oberflächenstaub und Schmutz mit klarem Wasser abspülen und die Grundfläche vollständig benetzen, um eine dichte Verbindung zwischen neuem und altem Beton sowie die Vergussschicht ohne Zwischenschichten sicherzustellen. Die Umgebungstemperatur der Konstruktion muss streng kontrolliert werden. Wenn die Umgebungstemperatur unter 0 °C liegt, müssen spezielle Frostschutzmaßnahmen ergriffen werden, um Frostschäden und Festigkeitsverluste der Fugenschicht zu verhindern.
Das Vergussmaterial muss durch schichtweise Vibration verdichtet werden, um die Innenluft abzusaugen. Die Aushärtung muss unmittelbar nach dem Verfugen erfolgen. Wenn die Umgebungstemperatur unter 5 °C liegt, müssen während des gesamten Aushärtungsprozesses Wärmedämmung und Frostschutz angebracht werden, um Rissbildung, Abrieb und minderwertige Festigkeit aufgrund von Frostschäden bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden. Unter normalen Arbeitsbedingungen muss die verfugte Struktur mindestens 72 Stunden lang ausgehärtet werden, bevor die Ausrüstung endgültig festgezogen wird.
Es gilt der Grundsatz „Erst nivellieren, später festziehen“. Die horizontale Abweichung des Pumpengrundrahmens muss innerhalb von 0,05 mm/m kontrolliert werden. Muttern müssen symmetrisch in diagonalen Richtungen in mehreren Durchgängen angezogen werden. Ein einmaliges vollständiges Anziehen und einseitiges gewaltsames Anziehen sind verboten, da dies zu einer Verformung des Pumpengrundrahmens, einer Abweichung der Nivellierungsgenauigkeit der Ausrüstung und zu Schäden an den Schrauben durch Überlastung führen kann.
Außenpumpenhäuser, feuchte Werkstätten und Arbeitsbedingungen für die Wasseraufbereitung: Nach der Abnahme der Bolzeninstallation muss Rostschutzfarbe gleichmäßig auf die Bolzen aufgetragen werden. Wasserdichtes und korrosionsbeständiges Klebeband kann um wichtige Teile gewickelt werden, um Feuchtigkeit zu isolieren und Korrosion zu verlangsamen.
Arbeitsbedingungen mit hochfrequenten Vibrationen und Dauerbetrieb: Es ist eine doppelte Antilockerungsstruktur mit Doppelmuttern und Federscheiben zu verwenden. Unter schwierigen Arbeitsbedingungen kann ein spezieller Gewindesicherungskleber aufgetragen werden, um ein Lösen der Mutter durch Vibrationen vollständig zu verhindern.
Regelmäßiger Inspektionsmechanismus: Die Überprüfung des erneuten Anziehens muss alle 3 Monate unter herkömmlichen trockenen Arbeitsbedingungen durchgeführt werden. Bei Arbeitsbedingungen mit hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit, starker Korrosion und starken Vibrationen ist eine spezielle monatliche Inspektion durchzuführen, um versteckte Gefahren von Lockerung und Korrosion rechtzeitig zu beseitigen.
Kleinere, nicht standardmäßige Konstruktionen von Ankersystemen für Kreiselpumpen werden sich in einem späteren Stadium zu Gerätefehlern entwickeln. Häufige Fehler vor Ort und entsprechende Gefahren werden im Folgenden aufgeführt:
Untergroße vorgeformte Löcher und unzureichender Abstand:Das Vergussmaterial kann die Schrauben nicht vollständig umschließen, so dass die spannungstragende Fläche für die Verankerung nicht ausreicht. Das Gerät wackelt, verschiebt sich und weicht während des Betriebs ab.
Minderwertige Einbettungstiefe der Ankerbolzen:Eine unzureichende Zugtragfähigkeit führt dazu, dass sich die Schrauben unter langfristigen Vibrationen lösen und anheben, die Koaxialität des Pumpenkörpers beeinträchtigt wird und der Verschleiß von Lagern und Laufrädern verstärkt wird.
Vereinfachte Zubehörkonfiguration mit nur einer Mutter und ohne Federscheibe:Eine solche Konfiguration kann ständigen Vibrationen nicht standhalten und Muttern neigen dazu, sich automatisch zu lösen, was eine Hauptursache für Geräteresonanzen und Geräteinstabilität ist.
Verfugung mit Normalmörtel und unzureichender Aushärtezeit:Der Mörtel schrumpft, reißt und bildet innere Hohlräume, wodurch die Gesamtintegrität des Fundaments beschädigt wird. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Ausrüstung während des Langzeitbetriebs vollständig verschiebt.
Schräger Schraubeneinbau und einseitiges Anziehen:An den Schrauben treten ungleichmäßige Spannungen und starke Spannungskonzentrationen auf, die nach längerem Betrieb zu Schraubenbrüchen, Rissen und Schäden am Pumpengrundrahmen führen.
Nach Abschluss des Ankerbaus und der sekundären Injektion erfolgt eine strenge Abnahme, und die Ausrüstung kann erst nach bestandener Abnahme in Betrieb genommen werden. Die Abnahme deckt mehrere Aspekte ab, darunter die Genauigkeit der Grundoberfläche, die Bautechnologie, Materialstandards, die Konstruktion bei niedrigen Temperaturen und den Testbetrieb der Ausrüstung.
Die Abnahme ist in drei Hauptkategorien unterteilt: Aussehensprüfung, Komponentenprüfung und Probebetriebsprüfung.
Akzeptanz der Grundflächengenauigkeit:Die horizontale Abweichung der Fundamentoberfläche der Geräteinstallation muss innerhalb von ±2 mm/m kontrolliert werden. Die Vergussmasse in vorgeformten Löchern muss dicht und voll sein, ohne Hohlräume, Risse oder Abplatzungen. Der Beton rund um die Lochöffnungen muss flach, intakt und frei von Beschädigungen und Mängeln sein.
Schraubenkomponentenabnahme:Die vertikale Abweichung der Schrauben darf nicht mehr als 2 mm/m betragen, ohne Neigung oder Verschiebung. Alle Zubehörteile müssen vollständig und intakt sein und die Schraubengewinde müssen frei von Rutschen, Korrosion und Verformung sein. Die Spezifikation und das Material der Schrauben müssen den Konstruktionsanforderungen entsprechen und mit dem Pumpentyp kompatibel sein.
Vergusstechnik und Materialakzeptanz:Zum Vergießen von mehrstufigen Kreiselpumpen ist Feinbeton mit einer Festigkeitsklasse einer höheren Festigkeitsklasse zu verwenden, und für gewöhnliche Pumpentypen ist ein spezielles, nicht schrumpfendes Vergussmaterial zu verwenden. Die sekundäre Vergussschicht muss eine gleichmäßige Dicke im Bereich von 30 mm bis 70 mm haben. Die Grundfläche muss vor dem Bau gründlich gespült und benetzt werden, und in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen müssen Frostschutz- und Wärmedämmmaßnahmen vollständig umgesetzt werden.
Probebetriebsabnahme:Nachdem das Gerät länger als 2 Stunden ununterbrochen unter Volllast betrieben wurde, darf es nicht zu einer Lockerung der Ankermuttern, einer Verschiebung des Grundrahmens, ungewöhnlichen Resonanzen oder ungewöhnlichen Vibrationen und Geräuschen des Geräts kommen und alle Betriebsparameter des Geräts müssen stabil bleiben.
Dokumentenannahme:Vollständige Aufzeichnungen, einschließlich Schraubenspezifikationen, Materialzertifikate, Festigkeitsgrade der Vergussmaterialien, Bautemperatur, Aushärtungsaufzeichnungen und Daten zum Anzugsprozess, müssen für spätere Wartungs-, Inspektions- und Renovierungsarbeiten aufbewahrt werden.
Die Herstellung vorgeformter Ankerlöcher und der Einbau von Ankerbolzen für Kreiselpumpen sind kritische verdeckte Arbeiten, die die Stabilität von Pumpenaggregaten bestimmen. Der gesamte Bauprozess, einschließlich der Maßkontrolle, des Verfugens und des Festziehens, muss unter strikter Einhaltung der einschlägigen Normen durchgeführt werden, um Konstruktionsfehler zu vermeiden.
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