基于FMEA的石化設備故障分析

新敏

(沈陽工業大學 遼寧 沈陽 110000)

一、引言

設備在使用過程中都會不可避免的出現故障，造成產品功能喪失，不僅影響企業正常的生產，而且由于石化企業生產工藝本身的特點，還易引發重大的安全事故[2]。因此，石化設備的運行可靠性便成為企業日常運營管理中的重點研究對象，如何保證化工設備的整體運行安全可靠費用最優化便成為企業追求的目標。

高溫、高壓、長周期連續運轉是石化行業設備運轉的特點,這些特點決定了設備的安全可靠性是企業安全管理工作的重中之重。從發生設備故障或非計劃停運的統計數據來看,大多數設備故障可以通過有計劃的日常維修保養、定期維修和狀態維修在事發前消除和得到控制。因此,設備的長周期安全、平穩運行的意義就顯得非常重大和深遠,而如何保障設備的安、平、穩、優是需要企業的設備管理人員不斷地探討和摸索[3]。

二、石化設備FMEA評估指標的確定

在設備FMEA失效模式分析中，故障發生頻率，嚴重度和可檢測性計算得出的RPN值，一般被認為是評估工作的基礎。評估依據即故障發生度，嚴重度和可檢測度。

根據裝置的設備維修保養記錄統計所屬的故障類型、故障發生頻率(O)。故障發生頻率(O)用數字來表示,用數字來表示頻率的高低。對于新設備,可由有經驗的人員來確定故障發生的頻率。

嚴重度(S)是用來考察每一種故障對設備的正常運行所造成的影響程度,用數字表示影響程度的高低,分值越低影響程度越低。

可檢測性(D)是指故障在發生前被檢測出的概率。可檢測性即可以針對故障發生的根本原因,又可針對故障模式。如果一個故障在發生前有較長的故障報警時間,則它被檢測出得概率就大。為了增加故障被檢測出得概率,可以在設備上安裝傳感器和報警器。同樣用數字表示故障被檢測出的概率大小。檢測方式主要包括:精密儀器診斷、離線試驗、在線試驗和由人的感官感知。

三、設備故障模式表

故障數據的真實性是其準確性的前提,因此對設備發生故障的時機、模式、原因及造成的影響要準確記錄。由于技術水平及其它條件的限制,失效記錄不等于準確記錄,還需進一步的分析與判斷。根據設備自身特點、使用情況及用戶的反饋記錄,整理出設備的故障模式，下面以某石化企業真空泵為例進行分析，見表1。

表1 設備故障模式表

四、危險等級的判定

通過設備FMEA分析設備的維修方式有三種:即預防性維修(包括定期維修和狀態維修)、改進維修和事后維修。對設備的每一種故障模式,考察其發生頻率O、嚴重度S、和可檢測性D,然后將所分析故障模式的三個影響因素的評分值按照RPN= O× S× D相乘便得到故障后果綜合評分值,將不同故障模式的綜合評分值按大小順序排列即得到危險優先數,從而確定故障等級,據此可作為制定設備維修和管理的依據。對于那些危險優先數高的故障模式應重點分析故障機理,尋找故障原因及故障的監控、診斷及預防措施。

下面以上文中提到的真空泵的故障模式表進行分析，見表2。

表2 故障模式及影響分析表

2526272829機械損壞機泵停用儀器檢測手摸識別25220狀態維修Ⅱ34224定期維修Ⅲ28116狀態維修Ⅱ28116狀態維修Ⅱ4218狀態維修Ⅱ

從故障模式及影響分析數據統計來看,潛在故障模式分為七類,故障產生的原因29項,其中采用預防維修25項，其中定期維修2項,狀態維修22項。事后維修3項,改進維修2項。故障等級判斷中，1至5分為事后維修，6至20分為狀態維修，21至25分為定期維修，26至40分為改進維修。通過以上數據分析可看出現行的設備管理模式:監測為先、預防為主,主動維護、及時檢修的預防性維修策略基本符合生產需求。

五、危險等級的改善

FMEA的實施過程是需要持續改進的,在對某一個故障類型采取相應的糾正預防措施以后,需要重新評價故障的發生頻率、嚴重性、可檢測性指標,計算新的危險優先數,看新的危險優先數是否在可接受的范圍類,并決定是否采取進一步的糾正預防措施,如此循環直到危險優先數在可接受的范圍內。

表3 改善后評價結果

22重新安裝2316狀態維修Ⅱ23調整壓力為比密封倉前壓力大0.05Pa2214事后維修Ⅰ24重新裝填2214事后維修Ⅰ25更換軸承,檢查軸的情況1326狀態維修Ⅱ26更換或重新校正軸線23212狀態維修Ⅱ27重新更換潤滑油1515事后維修Ⅰ28按規定添油或換油1313事后維修Ⅰ29檢查調整2214事后維修Ⅰ

結論

利用FMEA對真空泵狀況進行評價，增強了系統針對性和可操作性，降低了分析工作量，保證裝備在使用過程中的可靠性，降低裝備使用與維護工作量，提高裝備的利用率和管理水平，并能夠在短時間內取得顯著效益。該評價方法要求評價人員熟悉系統功能和故障類型，并了解這些故障類型如何影響系統或裝置的其他部分，在故障類型和原因分析過程中，如果考慮得不周到，將會給分析帶來很大影響。