往復式壓縮機檢維修的質量管理與控制

黃賢飛 秦洪哲

摘 要：往復式壓縮機檢維修的質量直接決定了設備運行的可靠性，因此要對檢維修的質量控制點進行合理的管理與控制，從而有效延長設備的運行周期。本文通過FMEA失效模型與影響分析評價質量控制點，根據風險順序數對質量控制點進行分級質量管理，結合ALARP原則，將質量控制點嚴格控制在參考控制標準范圍內，經生產裝置（甲方）、監理單位和施工單位三方逐級確認，使重大高風險和一般中風險等級降低到廣泛可接受的輕微低風險區域。最終確保往復式壓縮機處于良好的狀態，提高設備運行的可靠性，延長設備的運行周期，降低檢維修成本和原料損失，提高企業的經濟效益。

關鍵詞：往復式壓縮機;質量控制點;FMEA失效模型;ALARP原則

中圖分類號：TH45文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）05-0063-05

Abstract： The quality of the reciprocating compressor inspection and maintenance directly determines the reliability of the equipment operation. Therefore， the quality control points of the inspection and maintenance must be reasonably and practicably managed and controlled， thereby effectively extending the equipment operation cycle. This paper used FMEA failure model and impact analysis to evaluate quality control points， classified quality control points based on risk sequence numbers， and combined ALARP principles to strictly control quality control points within the scope of reference control standards， the production unit （Party A）， the supervision unit and the construction unit had been confirmed step by step to reduce the major high-risk and general medium-risk levels to a generally acceptable slightly low-risk area. Finally， ensure that the reciprocating compressor is in good condition， improve the reliability of equipment operation， extend the equipment operation cycle， reduce inspection and maintenance costs and loss of raw materials， and improve economic efficiency of the enterprise.

Keywords： reciprocating compressor;the quality control points;FMEA failure model;ALARP principle

中韓（武漢）石油化工有限公司聚烯烴一部JPP裝置循環尾氣回收壓縮機（1820-K-301）是由瑞士的布克哈德公司制造的三級往復式壓縮機，型號為4D250B-4H_X。由于自身外形尺寸、重量較大，工況復雜，氣流有脈動和易損件較多等特點，人們需要合理制定檢維修計劃，提高機組運行的可靠性，保障生產裝置長周期穩定運行。然而，往復式壓縮機檢維修的質量直接決定了設備運行的可靠性，是影響企業經濟效益的關鍵因素。

1 檢維修計劃

往復式壓縮機嚴格按照生產運行周期（年操作8 000 h）進行小修、中修、大修、預防性維修和事后維修（見表1）。人們要通過檢查來確定和評估設備的實際狀態，通過維修來保證設備處于良好狀態，更換無法修復的設備或部件，從而消除設備隱患，使設備的性能恢復到良好水平，提高設備運行可靠性，確保生產裝置安全、穩定、長周期運行。

檢修周期與時間根據往復式壓縮機大小、結構復雜程度和運行情況而定。檢維修計劃每3個月小修1天，每18個月中修7～10天，每36個月大修15～20天。預防性維修和事后維修是根據機組的運行狀況、事故原因和故障程度，制定合理的檢維修方案，對機組進行小修、中修和大修。

小修的主要工作內容是消除油、水、氣的“跑冒滴漏”，清理過濾器、冷卻器和分離器，檢查螺栓、聯軸器、飛輪和電儀控制系統;中修的主要工作內容包括小修的全部內容，其他包括更換過濾器、氣閥、活塞、活塞桿、填料密封、刮油環、導向軸瓦和曲軸密封等零部件，清洗油箱和冷卻器，安全儀表和閥門效驗，主電機按《電機檢修規程》檢修;大修的工作內容包括小修和中修的全部內容，其他包括檢查修復曲軸、十字頭、滑履和氣缸，更換主軸瓦、十字頭銷軸和連桿等零部件。

2 檢維修質量管理

2.1 FMEA失效模型與影響分析

FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）是一種嚴密的產品可靠性分析方法和預防措施管理工具，其原理主要是明確潛在的失效模式，并對失效所產生的后果進行評分;客觀評估各種原因出現的可能性，并評估當某種原因出現時企業能檢測出該原因發生的可能性;對各種潛在的產品和流程失效進行排序;針對失效后果和影響，提前采取預防措施，消除潛在的產品故障，達到提高產品可靠性的目的[1]。

往復式壓縮機失效后果分為輕微、較輕、局部、較大和重大影響5個級別，人們可以分別從嚴重度（S）、頻度（O）和探測度（D）三個維度進行FMEA分析評價[2]（見表2）。從失效嚴重度看，隨著往復壓縮機停機時間增加，原料回收量呈線性減少趨勢，直接影響企業的經濟效益;對于失效頻度，選擇年操作8 000 h作為故障頻率的統計周期，評價失效模式發生的頻率;失效探測度是指在采用現行的控制方法實施控制時潛在問題可被查出的難易程度。

2.2 質量控制點分級

風險順序數（RPN）等于嚴重度、頻度、探測度三者的得分乘積，如式（1）所示，數值在1～125之間變化。RPN數值愈大，潛在問題愈嚴重，愈應采取更高等級的控制辦法。

每項檢維修質量控制點按最高風險等級的故障模式，分別進行FMEA評估分級，將評估等級分為A、B、C三個控制等級（見表3）。A級風險順序數為20

3 檢維修質量控制

ALARP（As Low As Reasonably Practicable）原則是指在當前的技術條件和合理的費用下，對風險的控制要做到在合理可行的原則下“盡可能低”[3]（見圖1）。通過ALARP原則對往復式壓縮機進行檢維修的質量管理與控制，將A級、B級和C級的質量控制點嚴格控制在參考控制標準范圍內，使重大高風險和一般中風險等級降低到廣泛可接受的輕微低風險區域，保障往復式機實現安全、可靠的長周期運行。

A級質量控制點為往復式壓縮機重大高風險質量控制點，一旦發生故障會直接造成往復式壓縮機停機，需要7～15天進行中修或大修，原裝進口零部件和檢維修成本10～100萬元。若備件不齊全，需要1～3個月緊急從原廠獨家采購定制。這會嚴重影響生產裝置原料回收，直接造成2萬元/h經濟損失。因此，A級質量控制點需要嚴格控制在參考控制標準范圍內，經生產裝置（甲方）、監理單位和施工單位三方共同確認（見表4）。

B級質量控制點為往復式壓縮機一般中風險質量控制點，一旦發生故障會直接或間接造成往復式壓縮機停機，需要1～10天進行小修或中修，零部件和檢維修成本為1～50萬元。若備件不齊全，需要1～4周緊急采購國產零部件替換。因此，B級質量控制點需要嚴格控制在參考控制標準范圍內，經監理單位和施工單位雙方共同確認（見表5）。

C級質量控制點為往復式壓縮機輕微低風險質量控制點，一旦發生故障會間接或不會造成往復式壓縮機停機，需要1天進行小修，零部件和檢維修成本不超過1萬元。若備件不齊全，需要至少1周緊急采購國產零部件替換。因此，C級質量控制點需要嚴格控制在參考控制標準范圍內，由施工單位自身組織進行施工質量檢查（見表6）。

往復式壓縮機檢維修質量控制，嚴格按照ISO9000質量管理體系進行施工全過程的質量管理，認真貫徹質量責任制[4]。將A、B、C三個控制等級的質量控制點實行三級質量檢查，三級質量檢查使施工過程規范化，施工工序標準化，防止不合格的質量控制點進入下道工序，高標準、高要求、高質量地推進檢維修順利完成。

4 實施成效

通過線上儀表狀態監測數據，結合線下實際測量數據，實時監測往復式壓縮機的運行狀態[5]。對不可靠的質量控制點進行預防性維修，避免質量控制點失效事后維修。利用每年生產裝置計劃檢修機會，對質量控制點進行全面的評估分析，制定預知性的檢維修計劃，保證質量控制點在可靠的控制標準范圍內。

從2017年3月生產裝置計劃檢修后，往復式壓縮機實施檢維修的質量管理與控制（見圖2），無事后維修發生，小修周期最長8個月，中修周期最長32個月。計劃2020年4月第二次全廠計劃大檢修期間，對往復式壓縮機進行首次大修工作，大修周期為81個月。往復式壓縮機實際檢維修周期，遠長于小修、中修和大修的計劃檢修周期。

檢維修的質量管理與控制在保證生產裝置長周期可靠運行的同時，最大效益地保障了企業的經濟效益。實施檢維修的質量管理與控制后，小修減少5次，中修減少1次，大修減少1次，維修成本降低155萬元;按照2萬元/h原料損失計算，至少減少直接經濟損失1 296萬元，相對檢維修計劃減少維修成本和原料損失1 451萬元。

參考文獻：

[1]張公緒.新編質量管理學[M].北京：高等教育出版社，1998.

[2]金惠.MFMEA在設備管理中的應用[C]//上海市現代設計法研究會.2011.

[3]王世芳.安全完整性等級評估（SIL定級）分析及其應用[J].煤化工，2018（1）：81-84.

[4]鄭梅.建設工程項目管理[M].北京：中國計劃出版社，2004.

[5]王鵬飛.往復式壓縮機動態監測系統的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2016（22）：101-102.