楊朋昊

(中國石油化工股份有限公司揚子石油化工分公司，江蘇 南京 210048)

設備安穩(wěn)長滿優(yōu)運行，是安全生產(chǎn)的基礎，是發(fā)展的前提。石化企業(yè)具有高溫高壓易燃易爆等特點，一旦出現(xiàn)設備故障，極易引發(fā)生產(chǎn)事故，造成人身傷害以及很大的經(jīng)濟損失。液體碼頭作業(yè)區(qū)是揚子石化36種液體原輔料以及產(chǎn)成品水路進出樞紐，承擔著12種液體原輔料及產(chǎn)成品的接收、儲存和輸轉(zhuǎn)任務，是揚子石化重要的裝置之一。作業(yè)區(qū)大部分設備設施已使用多年，尤其部分儲罐、機泵、管道使用超過三十年，存在設備老化、管線局部腐蝕、罐底板、邊緣板腐蝕等問題，一旦重要設備失效、故障將引起嚴重的安全事故，導致重大的人身傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染，對社會產(chǎn)生很大的負面影響。

傳統(tǒng)設備管理存在一些問題，如設備管理標準化和共享工作開展不夠，預防為主的思想還沒被廣泛接收，預防性工作沒有全面展開，科學的KPI指標體系尚未全面建立等。如表1所示，相較國外先進企業(yè)，雖有一系列制度，但是未體系化，不能有效覆蓋設備管理全過程，與國外先進設備管理企業(yè)還存在不小差距[1]。

因此，基于以上現(xiàn)狀，我們要建立設備完整性系統(tǒng)，完善設備完整性平臺，將預防性維修和重大風險管理等工作有序展開，達到設備可靠性提高、故障率降低等目的，讓設備管理水平有了較大幅度的提高[2]。

表1 揚子石化與世界先進企業(yè)設備管理差距分析Table 1 Analysis of equipment management gap between Yangzi Petrochemical and advanced enterprises in the world

1 開展設備完整性的必要性

通過風險和全生命周期的設備完整性管理體系[3]，運用缺陷管理結(jié)合泵群監(jiān)測、渦流掃測、在線陰極保護是防護措施等預防性監(jiān)測手段，可以及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將設備故障消滅在萌芽狀態(tài)，同時規(guī)范了現(xiàn)場設備管理、提升設備管理水平和管理效能，保障設備安全、高效、長周期運行，使之在以下方面得到提升：

(1)開展設備完整性可以提高整個系統(tǒng)的可靠性。憑借基于風險的檢驗技術(shù)(RBI)、可靠性為中心的維修技術(shù)(RCM)、安全水平分析技術(shù)(SIL)等技術(shù)作支撐，對設備的風險進行識別與評估，掌握其失效機理，確定有效的檢測方法和頻率，不僅可延長設備運轉(zhuǎn)周期，亦能降低人力工時及維修設備費用，達到延長壽命、提高生產(chǎn)力、降低設備故障等目的。

(2)能改善現(xiàn)行的設備管理體制。加強專業(yè)管理，提高業(yè)務處理能力，扭轉(zhuǎn)我們基層設備管理人員日常工作中被動應付的工作局面，在設備生命周期中的每一個階段，強化程序化、標準化的實施過程，促進設備管理水平提升。

(3)設備完整性管理制度除一般檢查保養(yǎng)工作外，還使用先進的設備檢查診斷儀器，例如泵群監(jiān)測、渦流掃測、外加電流陰極保護在線記錄等，獲取并記錄設備運轉(zhuǎn)狀況數(shù)據(jù)，配合專業(yè)的診斷分析發(fā)現(xiàn)、預知設備狀態(tài)及潛在異常，了解何時需要維修，制定最佳保養(yǎng)周期，達到設備零故障的目標。

2 應用情況

2.1 建立組織架構(gòu)

針對液體碼頭作業(yè)區(qū)的工作現(xiàn)狀，首先要建立設備完整性組織架構(gòu)，如圖1所示，主要由管理、技術(shù)、人員組成。

圖1 設備完整性組織架構(gòu)Fig.1 Organizational structure of equipment integrity

其中，領導班子降格成業(yè)務管理，根據(jù)總部及揚子石化設備完整性指導意見對作業(yè)區(qū)設備管理進行梳理，形成由管理制度、流程、工作表單構(gòu)成的標準化流程。

技術(shù)組由設備員組成，開展缺陷管理、故障樹分析(FTA)、故障根原因分析(RCA)、危險與可操作性分析(HAZOP)、故障模式與影響分析(FMEA)、儀表安全完整性等級(SCL)、以可靠性為中心的維修(RCM)、基于風險的檢驗(RBI)和基于損傷模式的設備壽命預測等工作。

人員組，主要以四個運行班和動靜維保班組成，配合現(xiàn)場設備檢維修各項業(yè)務順利實施，通過日常巡檢、動設備點檢、泵群監(jiān)測等手段[4]，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場設備設施存在的缺陷隱患。

2.2 缺陷平臺的應用

缺陷管理是對缺陷識別、傳達、消除、分析、管控等環(huán)節(jié)進行管理，是設備完整性重要組成內(nèi)容，如圖2所示，缺陷管理的內(nèi)容包括建立缺陷識別與評價標準，在設備全生命周期各階段識別、評估設備缺陷，按其對設備完整性影響程度進行分類管理，全面推廣缺陷管理系統(tǒng)。如圖3所示，以班組為主體力量進識別與提報，以專業(yè)管理人員為主體推進確認、處置和閉環(huán)工作，缺陷處理后告知班組處理結(jié)果，最后再由領導進行驗證閉環(huán)。將作業(yè)區(qū)的缺陷由設備管理人員、技術(shù)、管理三維融合，實現(xiàn)設備管理標準化、標準程序化、程序表單化、表單信息化。

圖2 缺陷管理系統(tǒng)Fig.2 Defect management system

圖3 缺陷分級處置閉環(huán)流程圖Fig.3 The closed-loop flowchart of defect classification and disposal

2.3 基礎數(shù)據(jù)建立

設備基礎數(shù)據(jù)庫的建設是設備完整性管理的基礎，設備數(shù)據(jù)主要包含設備技術(shù)檔案、設備維護記錄、基礎設備臺賬、設備合格證、設備說明書等資料。作業(yè)區(qū)對每臺設備的檢修，通過運用EM系統(tǒng)的通知單標準模板，記錄專業(yè)類別、缺陷現(xiàn)象、缺陷等級、維修類型、配件、配件數(shù)量、配件部位、更換原因等內(nèi)容。以上作為設備缺陷統(tǒng)計的重要憑證，通過增加字段，實現(xiàn)對故障的深入分析。及時上傳檢修方案、檢修質(zhì)量驗收等詳盡的設備數(shù)據(jù)，為日后生產(chǎn)中設備故障的判斷和維修、設備的更新?lián)Q代提供重要依據(jù)。

2.4 設備分級管理

設備分級管理是設備完整性管理的進一步提升，根據(jù)設備在工藝中的重要程度以及設備的復雜性，通過量化具體每個設備的風險，將具有相似的失效頻率和失效后果的設備分類管理，通過設置不同的權(quán)重比，對各類設備進行打分，分類維護和檢測，并制定相應的檢修計劃和維護計劃，這樣以來就減少了設備停用時間、同時也減少了延誤生產(chǎn)的時間，提升設備完好率。

2.5 承接執(zhí)行設備績效指標

過去，以“完好率”、“故障率”、“泄漏率”來評價設備運行狀況。 “三率”的取數(shù)基數(shù)為數(shù)以萬計的設備，數(shù)據(jù)準確性難以核查驗證，無法評價設備整體的管理水平。現(xiàn)在，作業(yè)區(qū)根據(jù)公司發(fā)布的KPI控制指標，結(jié)合作業(yè)區(qū)現(xiàn)場實際，將生產(chǎn)、能源、材料損耗等數(shù)據(jù)作為評價設備關鍵性績效指標，制定“緊急搶修工時率”、“軸承平均壽命”等指標，確定車間級KPI指標13個，其中動設備指標8個，靜設備指標5個。作業(yè)區(qū)每月按照公司KPI月報統(tǒng)計作業(yè)區(qū)指標，對未完成指標明確原因，對照改進，進一步提升作業(yè)區(qū)設備管理水平。

2.6 開展預防性維修

基于風險的檢驗和基于可靠性的維護是設備完整性管理的目的。常見設備的故障和損壞都是從他的易壞部件或者不可替換部件開始的，那么對于設備的狀態(tài)監(jiān)測和對于易損部件或特殊部件的專有維護方法便成為延長設備整體壽命，提高設備整體可靠性的關鍵。作業(yè)區(qū)通過各項新技術(shù)的應用，更為科學的開展預防性維修。目前，作業(yè)區(qū)安裝油霧潤滑系統(tǒng)，通過現(xiàn)場測溫、測振檢查發(fā)現(xiàn)較傳統(tǒng)油浴，軸承箱平均溫度降低2 ℃，振動值也有下降，機泵運行狀態(tài)更加平穩(wěn)。

去年，物料泵安裝泵群監(jiān)測系統(tǒng)，如圖4所示，并通過系統(tǒng)組態(tài)在運行工況較復雜的原油泵出口增加壓力斜率報警，在RCM技術(shù)理論基礎上，收集近十年機泵歷史缺陷數(shù)據(jù)、故障檢修數(shù)據(jù)，建立故障案例庫。通過比較設備實體靜態(tài)特性數(shù)據(jù)與近期動態(tài)運行數(shù)據(jù)，加入設備運行環(huán)境工藝參數(shù)等約束條件，系統(tǒng)內(nèi)設置參數(shù)報警值，并推送分析診斷。

設備管理人員可以根據(jù)泵出口異常斜率報警，調(diào)取近段運行時間機泵振動、溫度趨勢，結(jié)合系統(tǒng)推送的分析診斷進行實時評估，明確異常原因，選擇合適的維修策略。系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)區(qū)35臺機泵，近一個季度來年推送故障預警6項次，實際執(zhí)行預防性維修計劃率達50%以上。

圖4 泵群監(jiān)測系統(tǒng)Fig.4 Pump group monitoring system

2.7 強化重大風險管理

作業(yè)區(qū)的主要風險是運行風險，伴隨在工藝管理、設備管理，操作、作業(yè)等過程中，因此，風險識別、評價與管控是全員全方位的一項工作。設備風險管理是對設備管理過程中的風險因素及其影響、后果進行識別和分析，確定風險發(fā)生概率和嚴重程度。經(jīng)過評估，作業(yè)區(qū)躉船防漂移，軟管破裂造成物料進江是重大環(huán)保風險。因此作業(yè)區(qū)在各個浮碼頭、棧橋增加漂移警戒線。同時加強金屬軟管保護，金屬軟管下方鋪設整片黑色橡膠墊，膠皮外增加橡膠卡箍保護定。軟管懸巡檢銘牌，可掃碼上傳巡檢記錄，查看軟管設計文件、打壓報告、更換記錄等。

2.8 強化變更管理

歷史上有太多的重大事故可以追溯到是設備或工藝變更沒有得到有效管理而引起的。需要特別指出的是，通常設備的變更對完整性的影響比較容易識別，而工藝變更對設備完整性潛在的影響較難識別。有效的MOC管理[5]對于設備完整性管理至關重要，液體碼頭作業(yè)區(qū)變更管理主要做法：

(1)變更申請前，由變更申請人組織工藝、設備、安全環(huán)保、電儀、質(zhì)檢(若涉及)對變更進行風險評估，明確風險等級，制定相應措施，提報車間分管領導進行審核。

(2)變更申請由申請人上傳至技術(shù)管理平臺，報送廠相關科室評審。

(3)變更效果驗證由變更申請人在1個月內(nèi)上傳至技術(shù)管理平臺。

2.9 重視過程質(zhì)量管理

過程質(zhì)量管理包括前期管理、使用維護、設備修理、更新改造、設備處置。作業(yè)區(qū)設備人員按照片區(qū)分工全程參與新建項目、技改項目的設備管理工作，在每年規(guī)定時間內(nèi)將設備年度更新計劃上報設備管理室，并詳細說明更新理由、更新內(nèi)容、申報材料、備件計劃，在得到批準后盡快做好變更、詢價文件、技術(shù)協(xié)議等工作，制作關鍵設備手指口述操作卡片，規(guī)范操作，避免誤操作。

3 設備完整性開展成果

設備完整性在液體碼頭作業(yè)區(qū)的開展和實施有了明顯成效，提升了設備管理水平，完善了設備管理流程，提高了裝置的可靠性，具體成果如下：

(1)設備可靠性提高。2021年度作業(yè)區(qū)可靠性指數(shù)為97.3%，特別說明的是，2021年為連續(xù)生產(chǎn)的第4年，全作業(yè)區(qū)設備故障情況較2020年仍下降21.6%，較2019年降低9.7%，全作業(yè)區(qū)設備保持了良好工作狀態(tài)。

(2)設備故障率下降。通過預防性維修工作，作業(yè)區(qū)設備故障率明顯下降。以動設備專業(yè)為例機泵設備故障檢修率從2018年的15.3%降至2021年的4.6%，平均無故障間隔時間(MTBF)從13個月上升至34個月。

(3)承包商績效提高。承包商的加班搶修次數(shù)降低，績效顯著提高。設備突發(fā)故障搶修月均加班人次由2019年的90人/月降低至2021年的11人/月。

(4)設備完整性管理體系初步建成。通過科學的組織架構(gòu)，進行管理標準化、標準程序化、程序表單化，表單信息化，開創(chuàng)了變更管理受控，隱患排查深入、風險識別科學、管控程序規(guī)范的風險管控局面。

(5)提升本質(zhì)安全，確保安全平穩(wěn)生產(chǎn)。通過加強對風險的“根源控制”和“提前預防”，建立標準化培訓制度，提高人員素質(zhì)，減少人的不安全行為。通過開展預防性工作提高設備的可靠性，消除物的不安全狀態(tài)；建立科學標的管理體系，確保制度、規(guī)范得以落實，減少管理缺陷和漏洞；通過設計本質(zhì)安全，加強人機互補，提高環(huán)境安全因素，從而以規(guī)范制度、科學管理來提升整個系統(tǒng)安全可靠性，實現(xiàn)本質(zhì)安全的基本理念。

4 結(jié) 論

目前，設備完整性在基層作業(yè)區(qū)是開展的初期，本文對設備完整性在基層的應用有了一定的學習研究。但還是存在很多不足之處，可以從以下幾個方面開展下一步的研究工作：

(1)設備完整性平臺要持續(xù)優(yōu)化。設備完整性在技術(shù)上還需要加強，在一年多的使用中出現(xiàn)過兩次登不上去的情況。

(2)提升工作人員的能力，技能基礎要主動提升，生產(chǎn)操作人員是設備維護的第一道關卡。

(3)要加強對與機械、電氣、儀表專業(yè)人員的評估關鍵設備操作規(guī)程并深入對員工的輔導培訓。