设备维修管理的新技术

设备维修管理的新技术基于风险的检测中国石化股份茂名分公司顾望平教授级高级工程师设备维修技术的发展•为追求产量和规模效应，设备大型化；•为追求产品多品种和产品高质量，设备复杂化和高级化；•为提高运转效率和追求运转合理，计算机化和自动化；•为追求安全运转和延长维修周期，延长设备连续运转时间和提高设备可靠性；•传统设备维修方法经历了事后维修(BM)，定期维修(TBM)和状态维修（CBM）三个阶段；设备维修技术的发展年限维修期望值维修技术1940-1950故障时就修换(BM)故障时就修换1960-1980更高的设施可用度、更长的设备寿命、更低的成本(TBM)定期大修管理、用体积大.速度慢的计算机制定工作计划和控制系统1990-2000更高的设施可用度、可靠性、安全性、产品质量；更长的设备寿命、低成本和无环境危害（CBM）状态监测技术、可靠性和可维性设计、故障模式和危害分析技术、风险检验；先进维修管理技术•RCM（RrliabilityCenteredMaintenance）以可靠性为中心的维修•PDM（PredictiveMaintenance）预测维修技术•EAM（EnterpriseAssetManagement）企业资产维护管理系统•RBI（RiskBasedInspection）以风险为基础的检测•RII（RiskinformedInspection）风险矫正检测•CBM(prognosticatemeasureMaintenance)状态检测检修•AIM(AssetIntegrityManagement)资产完整性管理RCM以可靠性为中心的维修•RCM以可靠性和风险为依据，制定出设备或装置必要的维修程序;在保证安全前提下，以最低成本，维持最佳效益。•执行RCM需要成立审查小组，经RCM严格培训的专家指导下进行工作；•对选出的设备提七个方面问题：1.在现行的使用环境下，设备的功能及相关的性能标准是甚么？2.甚么情况下设备无法实现其功能？3.引起各功能故障的原因是甚么？4.各故障发生时，会出现甚么情况？5.甚么情况下各故障至关重要？6.做甚么工作才能预防各故障？7.找不到适当的预防性工作应怎么办？PDM预测维修技术•是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术•其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析,以决定设备（部件）是否需要立即退出运行和应及时采取的措施。EAM企业资产维护管理系统它是面向资产密集型企业的企业信息化解决方案的总称，其前身称作CMMS.在资产密集型企业中，围绕资产从设计采购、安装调试、运行管理到转让报废的全生命周期，运用现代信息技术（IT）提高资产的运行可靠性与使用价值，降低维护与维修成本，提升企业管理水平与人员素养，加强资产密集型企业核心竞争力的一套软件系统。AIM资产完整性管理•在工厂建设到投产及生产管理全过程，始终贯穿企业目标：利润、成本、发展、HSE和各种风险等；•有一套管理和组织为业主服务：可行性阶段提供咨询；设计阶段支持规范和标准解释、投资估算和设计审查；采购阶段评估供应商、估价；建设阶段担任监理；生产期间进行评估和咨询；维修阶段提供RBI服务、失效分析和维护策略等；•挖掘资产管理潜在的隐蔽损失，使资产全过程接近生命周期；劳动材料经常开支在管理部门之间缺乏协调和沟通在整个低效率过程浪费时间和资源低的工厂可靠性和效率看得见的成本隐藏损失容易的标准潜在的有限利润不一般的标准潜在的高利润资产生命周期成本AIM全过程协助解释文件/规范建立项目QHSE系统危险程度估价RAM可行性设计采购建设试车所有项目阶段投标评价-QHSE审计/设计估价过程风险估价复查和确认设计-计划任务书AIM供应者选择&认证装备认证/商店检查物质估价建设估价履行估价风险分析操作安全估价AIM功能•AIM功能包括四个主要部分1.资产履行－维护策略复查(MSR)装备可靠性和可维护性复查(EMR)可靠性和可维护性分析(RAM)2.维护－可靠性为中心的维护(RCM)失效分析(FMEA)结构复查3.操作的履行－条件监控(CM)策略运行条件监控(PD－CBM)后备支持分析维护管理系统4.风险和检查－过程系统完整性(PSI)基于风险的检查(RBI)风险工程学在维修方面应用－RBI技术•“风险管理”是一门跨学科的新兴科学•RBI（RiskBasedInspection）是设备维修管理技术的新发展•一套有组织及有系统的分析法,可以对每一个单元设备加以风险分级•是一套检验方法,检验10-20%的设备,识别80-90%的风险.•确定检验方法，降低检验费用,提高设备检验可靠性•延长生产周期,降低生产成本风险工程学风险（Risk）=损伤发生概率（Likelihood）×影响程度（Consequence）•风险≠危险•驾车是危险的，但驾车的风险通过减少可能性以避免严重后果：1.强制执行其他法律法规（限制年龄、车速、培训等）2.强化车辆检测和维护保养风险管理的功能监测风险降低措施失效预防措施风险控制失效的可能性/频率失效后果分析危险/风险的识别风险评价RBI工作流程管理系统设备评价检测程序PSM（工厂安全管理）评价生产过程（工艺）状态设备失效数据库设备数据文件风险排序生产过程安全管理优化检测程序优化失效后果减轻失效的可能性分析失效后果分析API750API510API570API653评估损坏的危险性和残余寿命新文件供研究参考文件API-BRDRP581RISKBASEDINSPECTION可使用文件MPCPITNESSFORSERVICERBI与FFS文件FFSRP579RBI581目前API文件之间的关系API风险管理文件•API581基于风险的检测--基础文件•API750石油炼制厂典型风险管理计划导则•API510压力容器检测规范•API570压力管道检测规范•API.653储罐检测规范•APIFFSRP579推荐用于合乎使用的实施方法研究和参考文件•API572压力容器检测•API574管线系统元件特殊检测•API575常压和压力储罐检测API581内容基础资料”的主要目录API581于2000年5月出版,文件由正文和附录组成,正文的主要内容介绍•RBI的基本概念,•风险分析,•重要度风险,•可靠性分析,•检测程序,•工厂基础标准数据表等.API581内容附录的主要内容:•附录ARBI定性分析工作手册•附录BRBI半定量分析工作手册•附录CRBI定量分析工作手册•附录D管理系统评价工作手册•附录EOSHA1910和EPA危险化学品表•附录FAPI和ASTM的RBI比较•附录G腐蚀减薄模式(其中包括HCL,高温硫和环烷酸,高温H2S/H2,H2SO4,HF,酸性水,胺,高温氧的各种腐蚀数据和判据)API581内容•附录H应力腐蚀裂纹模式(其中包括以下应力腐蚀裂纹的数据表和判据:碱,胺,硫化物,HIC/SOHIC-H2S,炭酸,连多硫酸,HSC-HF,HIC/SOHIC-HF•附录I高温氢腐蚀模式•附录J炉管模式•附录K材料疲劳(仅管线)模式•附录L脆断模式•附录M设备衬里模式•附录N外部损坏模式采用典型检验程序检验不出的风险检验活动RBI效果风险采用RBIAPI581应用•石油化工厂以过程设备和管线为主的在役设备•涉及所有设计、建设、生产、检验等资料•定性分析半定量分析定量分析•一个以腐蚀为主的失效机理专家数据库，并成立专家小组•采用统计概率理论，简化了失效后果模型•一个量化的分析程序，建立风险矩阵图•自动化地编制检查计划•风险管理的功能监测风险评估执行步骤工艺设备分类定性分析定量分析设备类型可靠度平面图PFD/P&ID火災爆炸危害失效可能性后果影响等級毒性外洩危害失效可能性健康影响等級火災爆炸模式扩散模式环境污染模式生產損失模式**:theworst-casescenario定性RBI分析风险的含义：Risk＝Frequency×Consequence(可能性)×(后果)可能性分析设备系数破坏系数检验系数条件系数工艺係數机械设计系数后果分析化学系数量值系数状态系数自燃系数压力系数保护系数定性RBI分析(1/4)•可能性因子设备系数机械设计系数工艺系数破坏系数检验系数条件系数定性RBI分析(2/4)•后果影响等级化学系数信任系数压力系数量值系数条件系数自燃系数定性RBI分析(3/4)•健康影响等级毒性量系数人口系数保護係數扩散系数失效可能性系数＝设备系数＋损坏系数＋检验系数＋条件系数＋工艺系数＋机械设计系数损坏影响系数＝化学系数＋量值系数＋状态系数＋自燃系数＋压力系数＋保护系数失效可能性係數失效可能性等級0~15116~25226~35336~50451~755損壞影響係數損壞影響等級0~19A20~34B35~49C50~70D70E失效等級损坏等級定性RBI分析-等級區分定性RBI分析(4/4)•危害风险矩陣ABCDE12345可能性等级后果等级定量RBI分析步骤1/6•定量分析流程工艺条件PHA結果保养/检验记录PSM系統评估結果设备资料档案后果严重性分析失效可能性分析危害风险评估检验计划变更其它之风险降低措施定量RBI分析2/6•定量分析-失效频率的計计算MEGFFFF管理因素修正因子个別设备修正因子平均失效频率MEGFFF定量RBI分析3/6•平均失效频率的资料来源–OREDA-92OffshoreReliabilityData–ENIReliabilityDatabook,ComponentReliabilityHandbook–API581Table8.1同类失效的頻率设备修正系数管理系統评估系数XX技術子因素損害比率检验有效性通用子因素工厂状况寒冷天气震动监视地震活动机械子因素设备复杂性建造规范寿命周期安全系数工艺子因素连续性穩定性泄压阀10110010050现场特定修正系数破孔大小1/4“1”4“破裂泵过滤器储罐管线管理因素修正因子個別設備修正因子平均失誤頻率MEGFFFMEGFFFF•以PSM现况考察•API581WorkbookAppendixIII•101questions,1000scores设备型式失效频率修正系数定量RBI分析5/6•失效頻率的管理修正因子–以PSM现场考察–API581WorkbookAppendixIII–101questions,1000scores管理系统评估项目主题问题总分1领导与管理6702工艺安全信息10803工艺危害性管理91004变更管理6805操作规程6806安全作业7857培训8100项目主题问题总计8机械完整性201209开工前安全审查56010应急措施66511事故调查97512承包商54513安全生产管理系统评估440总计1011000定量分析6/6－后果流程流体性质释放率设定总物质确定形式连续瞬时确定最终相确定最终相连续/气体连续/液体瞬时/气体瞬时/液体减缓可燃后果商业后果有毒后果环境后果定量RBI分析•定量分析-失效频率的計计算MEGFFFF管理因素修正因子个別设备修正因子平均失效频率MEGFFF增加后果增加可能性增加后果调整风险－检验计划改进风险矩阵（目前2002）风险矩阵（未来2010无检验）风险矩阵（未来2010检验后）异常情况处理流程开始审查作业结果在判定标准內不符合部分是否需评估评估建立報告记录异常制定修理计划分析作业数据立即更正异常根据临修程序決定策略-降荷、修理或更換报修申请完成异常报告分析异常处理分析報告交专业人員更新資料庫确认异常已排除更新设备維修保养計劃报告归档完成1.异常狀況分析报告2.作业报告3.相关资料提供維修与檢查人員技术性建议异常如需檢測則安排檢測时间评估异常开始追踨异常指定異常狀況評估人員指定专业人員评估异常將异常报告輸入MI管理系統个别设备保养结果维修作业记录是否是否是否是否执行人负责部门基层管异常情况评估小組厂内专家MI主管策略性过程和RBI与RCM组合•