維修模板在RCM 分析中的應用

張 濤，李國猛，青 晨

（蘇州熱工研究院有限公司，廣東深圳 518028）

0 引言

RCM（Reliability-centered Maintenance，以設備可靠性為中心的維修），作為一種可靠性分析技術，在世界范圍內的工業企業維修領域發揮著非常重要的作用，該技術以可靠性維修理論為基礎，以保持運行系統應具有的功能為目標，通過對系統進行功能與故障分析，明確系統內各故障的后果；用規范化的邏輯決斷方法，確定各故障后果的分類，并對組成系統各設備的維修需求進行分析和決策，從而確定和優化維修策略，確保設備實現其用戶需求功能。通過RCM 分析與成果應用，可以提高設備可靠性和可用率，降低運行和維修成本。國內核能領域自1998 年開始逐步引進RCM 技術，目前已得到廣泛應用。

功能分析及設備特性分析是RCM 分析的2 個主要內容。在RCM 分析中，需要進行設備的故障模式分析，并結合故障后果進行維修策略決斷。考慮到在每次的RCM 分析中，會對相同設備類的設備進行多次故障模式分析以及維修策略決斷，這些相同設備類在故障模式以及維修策略方面具有一定相似性或可參考性，基于此，可通過將相同設備類的故障模式以及維修策略等設備類相關信息按一定規則進行歸納整合形成模板，用以在RCM 分析中進行設備特性分析時提供參考輸入。

1 主要規則

RCM 分析中需要的設備類信息主要包括故障模式、預防性維修任務和維修周期。相同設備類的故障模式以及維修策略等設備類信息需要按一定規則進行歸納整合形成模板，即統一格式后才能在RCM 分析時有效應用。結合RCM 分析應用實踐，以及EPRI PMBasis Database、EDF 維修模板的調研，維修模板需要考慮的主要規則包括設備重要性、運行頻度、運行工況。

1.1 設備重要度

設備的維修任務和周期與設備的重要性密切相關，重要設備需采取較為保守的維修管理措施。EPRI PMBasis 中從設備重要性方面分為3 類，即Critical、Minor、RTF，由于RTF 采取糾正性維修，故在模板中只需對Critical、Minor 給出維修模板信息。

本模板也將設備重要度分為3 類，C 類、M 類、RTM 類。設備重要性主要從兩方面進行判定，見圖1。功能是否重要：若功能重要，則與該功能相關的設備即為C 類設備。是否可RTM：對于功能不重要的設備，需考慮設備失效后是否會導致其他方面的經濟性損失，若不能糾正性維修則為M 類設備。

圖1 設備重要性判定步驟

1.2 運行頻度

設備是否經常投運是影響故障模式發生頻率的重要因素。針對同一類設備，對于那些與時間相關的故障模式，頻繁投運會加大此類故障模式的發生頻率，需要不同的預防性維修管理措施。

一般可將運行頻度分為高頻和低頻兩類，具體衡量標準，根據設備類型不同而有所區別，如閥門、電動頭等，主要從開關次數進行衡量；泵、電機、換熱器等，主要從是否在運或備用衡量。

1.3 運行工況

設備的運行環境也是影響故障模式發生頻率的主要因素。如高溫、腐蝕性環境將導致設備故障概率增加。運行工況一般可分為兩類，嚴酷或一般。嚴酷工況包括腐蝕性、高溫或低溫、振動、高濕度等因素。

2 RCM 分析應用

經典RCM 分析主要步驟：功能分析、功能故障分析、設備故障模式分析、故障影響分析、故障后果分析、維修策略決斷。維修模板在RCM 分析過程中可為設備的故障模式分析、維修任務選擇及周期制定提供輸入，以提高分析效率。

在傳統RCM 分析過程中，需要對各設備進行逐一的故障模式分析及任務決斷，但對于同類設備，故障模式基本統一，管理手段也具有通用性，因此可借助維修模板快捷地完成故障模式分析與維修任務決斷。并且維修模板中積累的數據具有一定行業通用管理經驗，準確性較強。具體流程如圖2 所示。

2.1 故障模式分析

在經典RCM 分析中，完成功能故障分析后將確定與功能故障相關的設備并進行故障模式分析，在故障模式分析中，需分析在相同或相似的設備上已發生過的故障模式或在相同或相似的設備上未發生但有可能發生的故障模式。引入維修模板后，可根據設備類型從維修模板中調用相同或相似的設備的故障模式，提高故障模式分析的效率，在維修模板數據庫完善的前提下保證了分析的完整性。

圖2 借助維修模板的RCM 分析流程

2.2 故障影響分析

在經典RCM 分析中，完成故障模式分析后將進行故障影響分析，故障影響描述了故障模式發生后發生的一系列事件，包括對設備本身以及系統和電廠的影響。針對同一種設備類，由于故障模式發生后對設備本身的影響具有一定通用性，引入維修模板后，可為RCM 分析故障影響時直接提供與故障模式相對應的設備級故障影響內容。

2.3 維修任務決斷

在經典RCM 分析中，對某條故障模式分析完故障影響及故障后果后，將根據故障后果類型按照RCM 決斷邏輯進行維修任務決斷。引入維修模板后，將對某一故障模式推薦一個或一組維修任務及維修間隔周期，間隔周期取決于設備重要度（來自故障后果分析）、設備工作頻度、設備運行工況的綜合分析結果。

3 應用注意事項

由于維修模板內的數據一般是基于通用設備類，針對維修模板提供的數據在分析時也需充分考慮電廠設備本身的差異，具體需考慮因素包括電廠故障模式特性化以及維修任務可實施性。

（1）故障模式特性化。電廠設備本身差異（如改造）可能造成通用設備類故障模式的增加或減少，此時需要對維修模板提供的通用設備類故障模式進行修改。如對于某通用類型閥門，存在閥板銷軸鎖緊墊片松脫的故障模式，但在某電廠中，在每次安裝時對鎖緊墊片進行了點焊，此故障模式已不存在。因此在利用維修模板在進行該電廠的分析中，需將維修模板提供的此條故障模式刪除。

（2）維修任務可實施性。在維修模板中，對每個故障模式提供的維修任務可能包括多種，此時除了需分析人員按照經典RCM 分析過程依據決斷邏輯選擇維修任務外，還需考慮因系統配置對維修任務可實施性造成的影響。如對于某通用類型閥門的密封面損傷的故障模式，維修模板提供的維修任務中包括大修前紅外查漏，若該閥門前后無明顯溫差或正常時處于常開狀態，該維修任務就不具備可實施性，因此不能采取該任務。

4 結束語

RCM 作為核電領域內制定及優化維修策略的科學方法，為核電廠提供了合適的維修策略，對核電廠的安全可靠運營提供了一定保障。維修模板通過一定規則提供各種通用設備類的故障模式、設備級故障影響、維修任務，支持RCM 分析，提高了分析效率。另外，維修模板的完整準確性是確保RCM 分析結果正確的關鍵，建立各通用類設備的維修模板時，應充分考慮行業內外各種經驗反饋，并在應用中不斷完善、持續改進。