石油化工企业设备运行可靠性维修策略

何鹊，董双安，马涛，王得蛟

(1.兰州中石油润滑油添加剂有限公司，甘肃 兰州 730060；2.甘肃建投重工科技有限公司，甘肃 兰州 730300)

0 引言

中国经济快速发展，石油化工企业在社会发展过程中发挥重要作用，石油为原料的产品渗透到化工、轻工、建材、国防、燃料、机械制造等多个领域，石油化工企业具有连续化生产特点，需要多专业技术人员交叉合作，具备精湛的高温、高压、催化技术。石油化工生产介质具有易燃、易爆、易挥发且对设备腐蚀性强的特点，设备种类较多，生产工艺严格，如果不能采取正确流程维修，将会引发重大安全事故。石油化工企业对技术人员素质要求较高，由于投资巨大，如果不能保持设备可靠性运行，将会制约石油化工企业可持续发展。

1 可靠性维修

1.1 相关概念

设备可靠性概念是指设备系统或各部件运行过程中，确保在特定环境下和规定时间内完成既定的工作目标。特定环境包括设备所处的外部运行环境，例如空气温度、湿度以及使用和运维条件等。规定时间包括设备在一定时间内，如果超出既定时间，表明设备可靠性不足，产品质量指标包括设备运行在一定时间内的质量是否达到工作目标要求。设备的可靠性包括两种，一种是固有可靠性，是设备设计、制造过程中形成的固有可靠性；另一种是使用可靠性，包括设备的使用环境、运输和仓储环境因素。设备的运行可靠性可以通过以下公式计算：

工作可靠度=固有可靠度×使用可靠度 (1)

1.2 RCM与传统维修差异

石油化工企业一般以国有形式为主，随着近年来国家对科技创新型企业重视，鼓励企业不断创新研发技术，借鉴国外先进管理经验，探索先进科学技术，但国有企业固化的维修观念难以快速概念。可靠性维修(reliability centered maintenance, RCM)迎合现代化石油化工企业设备概念需求，其原理更加科学、系统，具体如表1所示。

表1 RCM 与传统维修观念的差异

2 设备修理周期预测

损耗故障期是设备长时间使用，内部元件在运行过程中受到腐蚀、磨损等出现老化，故障发生频率会逐渐增加，设备故障随着时间推移，应适当采取预防性维修来控制故障发生频率。设备修理周期也应根据设备当前是否刚投产运行还是即将淘汰，修理周期预测可以根据设备过去的保养记录为依据，统计设备故障概率，维修部位，原件更换情况，具体如表2所示。

表2 预定修理周期

应全面分析维修记录的故障发生频次和修改具体部位，并结合设备运行现状，设置维修方案。平均修理周期可设置为Tm，设备的预订修理周期可视为2θ/3。

表2所示，采用平均修理周期，表明故障在Tm=θ/2条件下，可靠度R=60%，表明设备仍有40%的故障几率，因此，石油化工企业关键部位或者重点设备应发挥物联网作用，实行动态监测维修，根据运行情况及时修改，确保设备运行可靠性。通过设备故障分布服从指数可以求得设备平均故障间隔期：

式中：r为故障设备数量；n为设备总数量；ti为故障发生时间；ri为在ti时间内发生故障设备综述；t0为实验截止时间；T0为观察时间总和。

通过上述修理周期计算公式，石油石化设备修理周期应根据设备运行环境、运行状态灵活调整，如果在预测模型测试的时间内保持可靠性运行，设备运行参数稳定，通过检测无不良状况，可适当延长检修实践。此时，应密切监控设备运行状态，一旦发生停运，应立即展开维修[1]。

3 维修方式的选择

维修方式主要从节约维修成本方面考虑，全面衡量设备停运损失、维修所消耗资源、人工成本、维修效果，不同设备维修方式不同，即使相同类型设备，相同故障点，也会有不同维修方式，石油化工企业应根据自身运营特点和故障发生规律，选择相适合的维修方式，确保维修成本投入低，维修效果好，设备运行稳定、高效。目前维修方式主要分为预防性维修、修复性维修、升级性维修和综合性维修四种。设备根据运行情况和故障特点，也可融合几种维修方式。石油化工企业设备故障包括磨损性和规律性，其中磨损性故障与设备投产运行年限有直接关系，由于设备长期运行，各零部件发生损耗，一旦某个部件丧失性能，直接导致设备停产。偶发性随机故障与设备投产实践没有密切关联，包括发展期和无限发展期两种形式[2]。

规律性的故障使用者会通过设备运行异常情况判断，维修人员通过查阅观察记录本确定状态维修方式。如果故障属于设备运行疲劳断裂、电气元件损坏等，应参考设备的使用寿命更换部件。如果不影响运行的零部件，一般可以待设备停止运行后维修。偶发性有发展期的故障主要指轴承，使用者或者检修人员通过观察设备就可以发现故障征兆，如果不参照设备运行状态，而一味的按照规定检测实践更换，将会引发更大的设备损伤。轴承使用年限不同，在不同设备上的故障几率也有所不同，其中，一年期内的损坏率可达10%左右，这种情况一般采取状态维修。对于修理难度不大，对运行不太重要的零部件，可以选择事后维修方式。偶发性无法展期故障，如果石油石化企业设备出现腐蚀，使用人员和维修人员难以通过经验判断故障发生，一般采取事后维修方式。对于停产对效益不会产生较大影响的设备，可在故障发生后采取紧急措施维修，如果关键设备，一旦停产造成较大损失，应设置备用机器，便于故障发生及时调换，做到及时排除故障的同时不影响生产效益[3]。

4 维修策略研究

石油石化企业设备可靠性对经济效益提升具有直接影响，为了确保生产稳定运行，应通过维保的形式增强设备可靠性。确保设备维修成本控制在合理区间内，修理后的设备运行状态可以恢复到预定状态。

4.1 维修应突出设备利用率

随着我国近年来设备制造领域不断创新研发新工艺，设备性能不断完善，国际维修体系也将设备利用率作为维修考核之一。传统方式是按照一定周期对设备展开维修，借助生产间隙展开离线维修，维修人员会准备好备件，便于维修工作开展。如果故障会随着时间的推移呈现变化，故障没有时间规律，则不适合定期维修。状态维修是技术检修人员根据设备运行状态和产生的故障特点采取的在线维修方式。事后维修需要做好备用零部件、工具的准备，这种维修方式成本较低，也是诸多维修方式中最后选择的策略。机会维修是介于状态维修和定期维修之间，设备按照状态检测结果，或者达到定期维修周期，结合生产实际灵活调整的维修方式。升级维修主要是针对设备频繁发生故障，进行升级改造维修，从根源上规避故障的一种维修方式。如果故障已磨损为主，故障间隔期长，且维修较为困难一般首选定期维修，视生产实际还可以选择事后维修、状态维修，如果故障检测较为容易，维修费用少，可以首选状态维修，再考虑定期维修；如果故障发生间隔期长，应首选状态维修；如果故障发生频繁，应首选改进维修，再选择状态维修；如果故障会影响设备使用寿命，不应考虑故障间隔期，应立即展开维修。

4.2 全面计划质量维修

石油石化企业设备全生命周期的可靠性维修技术。包括维修范围、维修过程、维修技术三种，维修策略选择上应提高设备利用率和可靠性。综合维修管理是对设备的整体化管理，包括组织状态、后勤保障、质量考核标准、工作控制、维修任务、技术文件、维修文件、人事等。维修实施过程中，应对维修效果和维修质量作出评价，包括计划、实施、检查、调整。

4.3 适应性维修

作为一种新的管理模式，根据石油石化企业设备运行情况及市场发展变化灵活掌控，确保设备维修效果的同时，降低综合费用。不同设备，综合费用也有所不同，在事后维修和状态维修之间找准平衡点。例如，在综合费用确定过程中应考虑设备故障造成的停产损失和发生的维修费用，确定设备维修后的产出效率。此外，在可靠性维修中，随着设备更新迭代，石油石化企业设备维修费用占整体生产成本的13%左右，维修成本甚至超出了净利润率。因此，可靠性维修与主动维修和预防维修建立一种平衡关系，是维修策略一种，可靠性维修要详细了解设备信息，控制设备故障发生几率，最大化地控制维修成本，延长设备使用寿命，促进设备获得最高可靠性。

5 结语

随着市场化发展，石油石化企业生产运营过程中应准确把握市场需求，了解对标企业发展状况，结合企业自身生产定位，探寻更加科学的维修策略。石油化工企业除了优化生产运行管理，还应做好设备维修管理，增强设备的可靠性能，维持企业生产的稳定性。文章针对石油化工企业设备维修展开分析，对设备维修管理做出了详细介绍，为相关工作开展提供参考借鉴。