石油化工企業設備運行可靠性維修策略

何鵲，董雙安，馬濤，王得蛟

(1.蘭州中石油潤滑油添加劑有限公司，甘肅 蘭州 730060；2.甘肅建投重工科技有限公司，甘肅 蘭州 730300)

0 引言

中國經濟快速發展，石油化工企業在社會發展過程中發揮重要作用，石油為原料的產品滲透到化工、輕工、建材、國防、燃料、機械制造等多個領域，石油化工企業具有連續化生產特點，需要多專業技術人員交叉合作，具備精湛的高溫、高壓、催化技術。石油化工生產介質具有易燃、易爆、易揮發且對設備腐蝕性強的特點，設備種類較多，生產工藝嚴格，如果不能采取正確流程維修，將會引發重大安全事故。石油化工企業對技術人員素質要求較高，由于投資巨大，如果不能保持設備可靠性運行，將會制約石油化工企業可持續發展。

1 可靠性維修

1.1 相關概念

設備可靠性概念是指設備系統或各部件運行過程中，確保在特定環境下和規定時間內完成既定的工作目標。特定環境包括設備所處的外部運行環境，例如空氣溫度、濕度以及使用和運維條件等。規定時間包括設備在一定時間內，如果超出既定時間，表明設備可靠性不足，產品質量指標包括設備運行在一定時間內的質量是否達到工作目標要求。設備的可靠性包括兩種，一種是固有可靠性，是設備設計、制造過程中形成的固有可靠性；另一種是使用可靠性，包括設備的使用環境、運輸和倉儲環境因素。設備的運行可靠性可以通過以下公式計算：

工作可靠度=固有可靠度×使用可靠度 (1)

1.2 RCM與傳統維修差異

石油化工企業一般以國有形式為主，隨著近年來國家對科技創新型企業重視，鼓勵企業不斷創新研發技術，借鑒國外先進管理經驗，探索先進科學技術，但國有企業固化的維修觀念難以快速概念。可靠性維修(reliability centered maintenance, RCM)迎合現代化石油化工企業設備概念需求，其原理更加科學、系統，具體如表1所示。

表1 RCM 與傳統維修觀念的差異

2 設備修理周期預測

損耗故障期是設備長時間使用，內部元件在運行過程中受到腐蝕、磨損等出現老化，故障發生頻率會逐漸增加，設備故障隨著時間推移，應適當采取預防性維修來控制故障發生頻率。設備修理周期也應根據設備當前是否剛投產運行還是即將淘汰，修理周期預測可以根據設備過去的保養記錄為依據，統計設備故障概率，維修部位，原件更換情況，具體如表2所示。

表2 預定修理周期

應全面分析維修記錄的故障發生頻次和修改具體部位，并結合設備運行現狀，設置維修方案。平均修理周期可設置為Tm，設備的預訂修理周期可視為2θ/3。

表2所示，采用平均修理周期，表明故障在Tm=θ/2條件下，可靠度R=60%，表明設備仍有40%的故障幾率，因此，石油化工企業關鍵部位或者重點設備應發揮物聯網作用，實行動態監測維修，根據運行情況及時修改，確保設備運行可靠性。通過設備故障分布服從指數可以求得設備平均故障間隔期：

式中：r為故障設備數量；n為設備總數量；ti為故障發生時間；ri為在ti時間內發生故障設備綜述；t0為實驗截止時間；T0為觀察時間總和。

通過上述修理周期計算公式，石油石化設備修理周期應根據設備運行環境、運行狀態靈活調整，如果在預測模型測試的時間內保持可靠性運行，設備運行參數穩定，通過檢測無不良狀況，可適當延長檢修實踐。此時，應密切監控設備運行狀態，一旦發生停運，應立即展開維修[1]。

3 維修方式的選擇

維修方式主要從節約維修成本方面考慮，全面衡量設備停運損失、維修所消耗資源、人工成本、維修效果，不同設備維修方式不同，即使相同類型設備，相同故障點，也會有不同維修方式，石油化工企業應根據自身運營特點和故障發生規律，選擇相適合的維修方式，確保維修成本投入低，維修效果好，設備運行穩定、高效。目前維修方式主要分為預防性維修、修復性維修、升級性維修和綜合性維修四種。設備根據運行情況和故障特點，也可融合幾種維修方式。石油化工企業設備故障包括磨損性和規律性，其中磨損性故障與設備投產運行年限有直接關系，由于設備長期運行，各零部件發生損耗，一旦某個部件喪失性能，直接導致設備停產。偶發性隨機故障與設備投產實踐沒有密切關聯，包括發展期和無限發展期兩種形式[2]。

規律性的故障使用者會通過設備運行異常情況判斷，維修人員通過查閱觀察記錄本確定狀態維修方式。如果故障屬于設備運行疲勞斷裂、電氣元件損壞等，應參考設備的使用壽命更換部件。如果不影響運行的零部件，一般可以待設備停止運行后維修。偶發性有發展期的故障主要指軸承，使用者或者檢修人員通過觀察設備就可以發現故障征兆，如果不參照設備運行狀態，而一味的按照規定檢測實踐更換，將會引發更大的設備損傷。軸承使用年限不同，在不同設備上的故障幾率也有所不同，其中，一年期內的損壞率可達10%左右，這種情況一般采取狀態維修。對于修理難度不大，對運行不太重要的零部件，可以選擇事后維修方式。偶發性無法展期故障，如果石油石化企業設備出現腐蝕，使用人員和維修人員難以通過經驗判斷故障發生，一般采取事后維修方式。對于停產對效益不會產生較大影響的設備，可在故障發生后采取緊急措施維修，如果關鍵設備，一旦停產造成較大損失，應設置備用機器，便于故障發生及時調換，做到及時排除故障的同時不影響生產效益[3]。

4 維修策略研究

石油石化企業設備可靠性對經濟效益提升具有直接影響，為了確保生產穩定運行，應通過維保的形式增強設備可靠性。確保設備維修成本控制在合理區間內，修理后的設備運行狀態可以恢復到預定狀態。

4.1 維修應突出設備利用率

隨著我國近年來設備制造領域不斷創新研發新工藝，設備性能不斷完善，國際維修體系也將設備利用率作為維修考核之一。傳統方式是按照一定周期對設備展開維修，借助生產間隙展開離線維修，維修人員會準備好備件，便于維修工作開展。如果故障會隨著時間的推移呈現變化，故障沒有時間規律，則不適合定期維修。狀態維修是技術檢修人員根據設備運行狀態和產生的故障特點采取的在線維修方式。事后維修需要做好備用零部件、工具的準備，這種維修方式成本較低，也是諸多維修方式中最后選擇的策略。機會維修是介于狀態維修和定期維修之間，設備按照狀態檢測結果，或者達到定期維修周期，結合生產實際靈活調整的維修方式。升級維修主要是針對設備頻繁發生故障，進行升級改造維修，從根源上規避故障的一種維修方式。如果故障已磨損為主，故障間隔期長，且維修較為困難一般首選定期維修，視生產實際還可以選擇事后維修、狀態維修，如果故障檢測較為容易，維修費用少，可以首選狀態維修，再考慮定期維修；如果故障發生間隔期長，應首選狀態維修；如果故障發生頻繁，應首選改進維修，再選擇狀態維修；如果故障會影響設備使用壽命，不應考慮故障間隔期，應立即展開維修。

4.2 全面計劃質量維修

石油石化企業設備全生命周期的可靠性維修技術。包括維修范圍、維修過程、維修技術三種，維修策略選擇上應提高設備利用率和可靠性。綜合維修管理是對設備的整體化管理，包括組織狀態、后勤保障、質量考核標準、工作控制、維修任務、技術文件、維修文件、人事等。維修實施過程中，應對維修效果和維修質量作出評價，包括計劃、實施、檢查、調整。

4.3 適應性維修

作為一種新的管理模式，根據石油石化企業設備運行情況及市場發展變化靈活掌控，確保設備維修效果的同時，降低綜合費用。不同設備，綜合費用也有所不同，在事后維修和狀態維修之間找準平衡點。例如，在綜合費用確定過程中應考慮設備故障造成的停產損失和發生的維修費用，確定設備維修后的產出效率。此外，在可靠性維修中，隨著設備更新迭代，石油石化企業設備維修費用占整體生產成本的13%左右，維修成本甚至超出了凈利潤率。因此，可靠性維修與主動維修和預防維修建立一種平衡關系，是維修策略一種，可靠性維修要詳細了解設備信息，控制設備故障發生幾率，最大化地控制維修成本，延長設備使用壽命，促進設備獲得最高可靠性。

5 結語

隨著市場化發展，石油石化企業生產運營過程中應準確把握市場需求，了解對標企業發展狀況，結合企業自身生產定位，探尋更加科學的維修策略。石油化工企業除了優化生產運行管理，還應做好設備維修管理，增強設備的可靠性能，維持企業生產的穩定性。文章針對石油化工企業設備維修展開分析，對設備維修管理做出了詳細介紹，為相關工作開展提供參考借鑒。