“浴盆理论”在设备管理中的应用

王艳丽，张颢新，张 德

（川庆钻探公司长庆钻井总公司，陕西西安 710018）

0 引言

设备是企业生产的物质技术基础，实现高效生产和优质产品都需要设备保证。生产中，原材料和油料等都通过设备或被设备所消耗，而设备的管理水平和工人的操作水平又决定了设备的使用寿命。对于改革与发展齐头并进的长庆钻井，管好、用好钻井设备尤其重要。掌握设备磨损规律、故障规律和设备寿命周期内不同时期的性能特点，采取相应的管理措施和手段，因地制宜、有的放矢，使设备长期处于良好状态，是保障钻井生产，提高效益的关键。

自钻井总公司整合重组以来，设备管理工作在严格执行《钻井工程总公司设备管理条例实施细则》的同时，学习借鉴国内外设备管理方面的知识和理论，坚持“一个目标、三条方针、五个结合”的设备一生全过程综合管理。即：争取良好的设备投资效益为目标；依靠技术进步、促进发展和预防为主的方针；正确使用与维修相结合，日常维护保养和计划检修相结合，修理、改造和更新相结合，专业管理和群众管理相结合，技术管理和经济管理相结合等。并运用到实际设备管理工作中，实施科学化、规范化、标准化管理，取得了较好的效果。

1 设备寿命、磨损及故障发展变化规律（浴盆理论）

1.1 设备寿命

每台设备从投产使用到报废的整个寿命周期内，不同阶段的磨损和故障发展变化不同。相同设备的使用寿命也因操作者、管理者的使用管理水平等因素影响而各不相同。设备的寿命一般可分为物质寿命、技术寿命和经济寿命。

（1）物质寿命。指设备投入使用后，由于物质磨损使设备老化、损坏、直至报废所经历的时间。

（2）技术寿命。由于科学技术的迅速发展，在设备使用过程中出现了技术上更先进、经济上更合理的新型设备，而使现有设备在物质寿命尚未结束前就被淘汰所经历的时间，也叫技术老化周期。

（3）经济寿命。指在物质寿命后期，由于设备的老化磨损，要依靠高昂的使用维修费用来维持设备寿命，是依据设备的使用费用的合理限额来决定的设备使用寿命，称为经济寿命，一般情况下，超过了经济寿命而勉强继续使用，在经济上往往是不合理的。

在设备一生管理过程中，要综合考虑设备的物质寿命、技术寿命和经济寿命，在进行设备更新时，必须以讲究经济效果为前提，做好经济分析，通过对设备寿命的分析和计算，确定设备的最佳更新周期。

1.2 设备磨损规律

（1）使用磨损。设备在运转过程中，由于零件的相对运动产生摩擦、变形、疲劳等造成的磨损。

（2）自然磨损。指设备在闲置过程中由于自然力的作用，如设备长期闲置不用而生锈，或缺乏必要的维护措施引起设备工作精度和工作能力的自然丧失。

（3）设备磨损规律。设备在其寿命周期内的磨损，大致分为初期磨损、正常磨损、剧烈磨损3 个阶段。磨损规律如图1 所示。

1.3 设备故障发展变化规律（浴盆理论）

设备使用过程中发生的故障，一般由磨损劣化和偶发等引起。在整个设备的寿命周期内，故障发展变化规律如图2 所示，分为3 个阶段，曲线形态似“浴盆”，故称浴盆曲线或浴盆理论。

图1 设备磨损规律

图2 中第I 阶段称为初期故障阶段，它与设备投产初期的初期磨损相对应，随着设备的磨损由初期磨损转为正常磨损，故障频率随之下降。第Ⅱ阶段为偶发故障阶段，与设备逐渐转入正常磨损阶段相对应，故障频率逐渐趋于平稳，并有下降趋势。第Ⅲ阶段为磨损故障阶段，主要是在设备使用寿命后期，由于设备的磨损、老化等引起故障频率逐渐增高。按“浴盆理论”揭示的规律，可以根据设备不同时期磨损和故障的特点，采取相应的对策避免、减少和解除，达到延长设备使用寿命的目的。

2 设备磨损和故障理论在钻井设备管理中的应用

2.1 初期故障阶段管理对策

图2 设备故障发展变化规律

（1）检查与磨合。新设备入厂，由于设计制造、包装、搬运和安装等环节，可能存在一些诸如制造缺陷、搬运损伤和安装不标准等问题，使设备前期使用时磨损剧烈、故障频次高、损坏严重等现象。对此，新设备入场，首先认真检查验收、正确安装，然后组织人员及时进行磨合保养。找出设备可靠性低的原因，将设计、制造中的缺陷及时反馈到厂家，进行调整和技术改进，减少非正常磨损，降低设备故障率。

（2）走合保养。新购及经过大修的设备，受零件表面加工精度、装配质量、安装质量、润滑油品质、运行条件和操作技能等因素影响，其走合期的特点是磨损速度加快，耗油量高，润滑油易变质，因此对走合期的使用应给予足够的重视和跟踪管理，走合期主要规定有：①明确走合期限。动力设备规定运转300 h 左右，车辆规定为1000～2500 km；②减载。走合期不允许超过额定载荷的70%；③限速。走合期保持中速运转，车辆不准拆除限速装置；④谨慎规范操作。预热、跑温、缓慢加速，避免紧急制动，注意选择工作环境，避免在风沙、雨雪天气运转设备；⑤走合后保养。机械设备在走合期满后，均要求按二级维护标准对设备进行全面的清洗、检查、紧固、调整、补给和润滑等走合后保养，方可按额定负荷投入生产。

几年来，公司对新购置的柴油机泵组、发电机组和车辆等新设备都跟踪了走合期管理与走合保养，在很大程度上减少和杜绝了设备投产初期加剧磨损和偶发故障的出现。

（3）预防性维修。指结合生产实际和为满足特殊需要，对重点设备及一般设备的重点部位进行的预防性维修，以期达到改善性能，满足生产特殊需要。多年来，对钻井供水泵组改造加装带传动系统安全防护罩，提高安全性能；根据70DB 钻机电机现场无法保养的特点，在施工超深井、特殊井前，采取回厂拆解维护保养的方法，保证设备的可靠性和施工的连续性。

2.2 偶发故障阶段管理措施

设备磨合期过后，将逐渐转入正常磨损阶段，故障发展变化转入偶发故障期。该时期应注意加强规范化操作，做好运转前、运转中及停车后的每日例行检查保养、一级保养和二级保养。

（1）规范操作。是保证设备正常运转的关键环节。多年来，制定了各类设备的操作规程和安全注意事项，下发到各设备操作岗位，要求设备操作人员认真学习，并严格按设备操作规程做好启动前的检查盘车、运转中的巡检维护、停机后的清洁、润滑、紧固、等保养工作。

（2）维修保养。维护保养是减少设备故障的重要措施，是以清洁、润滑、紧固、补给、调整、为主要内容的保养工作。按其维护保养内容的不同分为每日例行保养、一级保养、二级保养等。而每日例行保养是预防设备故障和事故发生最简单、最基础、最重要、最有效的手段。设备日常保养包括运转前、使用中、停机后等三个环节的检查维护。多年来，通过对设备的定期检查、随机抽查和推行的标准化泵站建设和红旗设备评比等活动来落实和促进，设备的日常维护工作已基本实现制度化，规范化。

（3）季节保养。根据季节气候特点，制定设备操作要领和注意事项。冬季及时换加冬季燃油、润滑油和防冻液，重视冬季设备启动预热、跑温、缓慢加速、逐渐加载，熄火前卸载怠速降温、停机放水挂牌等。夏季注意提前换加夏季燃油、润滑油和防冻液，要求操作人员勤检查冷却和润滑系统，要求必须使用防冻液，不得使用河沟水，定期检查节温器工作工况，做好设备防过热工作。每天检查调整风扇皮带张紧度，按规定检查机油、齿轮油，液压油、制动油，按质换油，及时补充润滑脂、冷却液等。另外，要求员工学习和掌握雨、雪、雾、风沙等不良气候条件下设备操作要领和防护工作，合理选择路况和作业环境，避免紧急制动，保持设备良好的工作状态。

（4）技术改造。技术改造就是根据生产需要应用现代科学技术手段改变现有设备的局部结构或增加新的结构，使局部或全部达到先进的、能满足生产需要的技术水平的过程。几年来，针对供水泵站一、二级供水动力机有效功率均没有得到充分发挥的现象（一级供水50 kW 的4135 发电机仅带一台15 kW 离心泵，二级供水使用的6135 型柴油机功率90 kW，泥浆泵取用功率60 kW），提出在柴油机输出端加装一套传动装置，驱动15 kW小型发电机带动离心泵，代替4135 发电机组作为驱动力的设计方案。在经过调查研究、讨论分析，进行可行性、实用性、经济性论证和严格的设计计算基础上，对钻井供水机组实施技术改造，提高设备综合效能。多年来共节约油料费、设备运输费约600 多万元，降低了生产成本，提高了设备投资回报率，产生了可观的经济效益。

2.3 设备使用后期管理措施

（1）监测与计划检修。根据在用设备使用寿命后期高昂的维修费用情况，和新设备新技术的出现，对设备接近物质寿命后期需要进行检查、监测、评估，做出选择性维修或计划报废工作。

若经过计算，经常要以大量的修理费用来维持设备的寿命，在经济上已很不划算，在技术上也属落后淘汰的设备要坚决予以停用。经专业人员检查监测，有修复价值的设备，根据使用磨损情况，编制合理的维修计划，进行技术性能恢复性维修。如2000 年以前投产的6130 型柴油机，面对机型淘汰，配件组织难等问题，经过调查分析，采取报废停用一部分，维修运转一部分，使停用的为再用的提供配件材料，使报废设备配件得到充分利用，避免所有该类型机停用造成设备短缺现象。

（2）改善维修。在设备使用过程中，由于某些主要设备虽然老化磨损严重，使用性能下降，但属生产必须设备，生产暂时离不开，应考虑对其进行改善维修，延长设备的技术寿命。2005年，针对历年陆续投产使用的6135AD 型发电机，由于生产厂家众多，机型各不相同，配件种类繁杂，互换性差，加之野外作业环境恶劣，发电机配件损坏或被盗，致使发电机无法正常工作等现状，及时联系设备供货厂家上门监测，进行改善维修。将部分投产时间长，技术落后，配件难组织的发电机电路进行改造改装，改善设备使用性能，延长设备技术寿命。累计改装发电机配电柜及电路装置8 台套，解决配件紧缺、维修难的问题，使接近报废的设备得以复生，延长了设备的使用寿命。