化工設備關鍵性分析

文/趙建拓

工廠/裝置工程

化工設備關鍵性分析

文/趙建拓

定量區分設備關鍵程度的分析方法——針對化工行業特點，應用定量的方法，辨識設備的關鍵性；針對關鍵設備制定相應的可靠性管理級別；從而提升設備的可靠性以及管理能力。

化學工業設備通常具有以下特點：

● 生產具有較強的系統性和連續性；

● 高溫、高壓且操作條件復雜；

● 相當多的化工產品具有強烈的腐蝕性；

● 化工產品生產效果對設備性能依賴程度越來越大；

● 能源耗用量大。

因而如何科學的管理設備，使設備能夠在生產工藝允許的周期內可靠運行是設備管理人員面對的非常大的挑戰。

本文介紹了杜邦公司定量區分設備關鍵程度的分析方法。通過這種方法，可以科學量化設備的重要性，進而可以有針對性且有步驟地提升日常檢修活動或設備可靠活動以及停車大修等，讓生產經營風險可控，設備可靠運行并逐漸達到精益生產的要求。

杜邦可持續性發展業務部門，主要業務為結合杜邦的經驗，系統性提升企業的安全，生產運營以及研發能力。

筆者在實際咨詢服務過程中，發現我國多數的大型石化企業均進行了設備分類，通常分為A、B、C三類， 或者司控設備和非司控設備兩類。辨識方法主要是定性的方法，即通過有經驗的員工，以及設備對生產影響的大小進行定性的判斷。通常分出一定數量的可能造成生產中斷的，無在線冗余的設備作為最關鍵的設備進行管理。這種方法簡單，易操作，但在實際管理中，這種分類方法存在很多不足，主要包括以下幾個方面：

● 未考慮安全環保的對企業的壓力，包含尾氣吸收等環保裝置的損壞，造成環境污染或周邊社區的投訴影響。在當前推行安全及環保作為企業運營的“許可證”狀況下，上述方法辨識出的關鍵設備的指導作用開始降低。

● 未考慮維修難度，有些設備損壞盡管由于備機的存在，生產不會中斷，但由于零部件價格非常高或檢修難度非常大，用上述方法無法辨識出。

● 可靠性因素，上述定性的方法很難將一些可靠性不高，占用了大量精力的一般重要設備辨識出來。 還有就是一些“獨生子”設備，設備失效即造成生產中斷，但如果設備結構簡單，可靠性非常高，它的關鍵性仍需討論。

綜上，定性的方法簡單，但容易出現片面或者不準確，使關鍵設備的分析失去指導意義。

杜邦的八因子分析方法

為解決上述遇到的實際問題，杜邦公司從設備可靠性，EHS的影響，生產的影響以及維修的難易程度，四個方面八個因子，將設備的關鍵性程度定量化。通過對設備關鍵性的量化結果的排序完成對設備關鍵性的辨識，具體方法如下：

潛在影響（K）= D + （E + F + G）/3 + （H + I + J）/3

設備關鍵性程度（L） =K x C

其中，A-設備名稱；B-失效模式；C-失效的可能性；D-潛在的EHS影響；E-生產損失時間；F-生產損失的價值；G-產品的庫存狀況；H-所需維修資源的復雜性；I-備機或備件情況；J-維修費用。

對關鍵設備的維護策略

由于人力資源或維護費用的限制以及工藝安全風險的不同，大型石化企業通常選擇其中的5%～10%作為關鍵設備，進行特殊的維護策略的制定；選擇總量的10%進行僅次于關鍵設備的重要設備進行維護策略的設計。不同的公司對關鍵設備的維護策略也并不相同。但多數企業制定維護策略時，會從以下方面進行思考和設計。

● 質量保障策略：對關鍵設備制定詳盡的質量保障策略，從設計到監造，到安裝調試等標準高于其他等級的設備。

● 操作及維修程序：對關鍵設備建立詳盡的操作及維修程序，盡力避免出現超負荷運轉或誤操作日常維護以及可靠性工程。對關鍵設備進行故障失效模式分析，并根據結果進行最高等級的預防預知性維護。可能的選項包括：高等級的巡檢；自動潤滑系統；實時振動監測系統；在線腐蝕監測系統；定期的油品分析等。

● 零部件管理策略：從零部件數量到零部件質量均制定詳細的管理計劃。

● 文檔管理策略：關鍵設備的檔案圖紙、操作及檢修培訓、以及備品備件等均予以重點關注。

杜邦八因子分析方法的難點

杜邦八因子分析方法可以對每個設備的重要程度進行評分，評分考慮非常全面，尤其是可靠性因子的引入，更是對實際的生產和維護有非常大的意義，容易感知。但這種方法的操作也有難點：

● 需要企業的有經驗人員組成小組共同操作完成，小組成員需要由生產、技術、設備管理及安全四個方面的專家角色參加。缺少任何角色，都可能造成分析結果的不合理。

● 對小組成員的經驗要求較高，如小組成員的經驗不足，易造成打分結果的失真。

● 評價周期較長，對于上萬乃至數十萬數量的設備進行評價，的確是需要一定量時間周期。

實際應用案例

在某化工廠進行關鍵設備辨識中，發現一個被工廠工程師原認為一個并不非常關鍵的設備，分數非常高。即原來的“非關鍵設備”成為了“關鍵設備”。經過確認，發現該設備的平均失效時間約3個月，而且失效后，內部危險介質有過傷人歷史。該公司設備部當即有針對性地組織技術力量，從設備選型、驗收、狀態監測和預防性維修等多個維度重新設計了新的設備的可靠性提升方案。另外，該公司也組織人力，對可能出現的泄漏點進行了隔離，使發生人員受傷的可能性大為降低。該種方法實際指導得以發揮。

總結

本文介紹的八因子辨識關鍵設備的量化方法，能夠有效辨識對工廠有影響的關鍵設備。并且通過對每個維度的獨立分析，有針對性地設定提升和解決方案，提升公司的設備管理能力。

作者供職于杜邦可持續性發展事業部。