化工设备故障发生规律及预防研究


 

摘要：化工企业多数建立了流程生产体系，一台化工设备出现故障就可能影响整个生产体系，为企业带来经济损失，严重时可能引发人身伤害或污染事故。

化工设备故障是不可避免的，对企业的生产效率产生重大影响，是化工企业安全生产及可持续发展面临的一大障碍。因此，研究探讨化工设备故障发生规律，加强预防措施，对保障化工设备正常高效运行具有十分重要的意义。

本文对化工设备在早期、中期、后期常发生故障和规律进行了研究，阐述了化工设备故障诊断可靠性分析方法，提出了故障预防及维修控制措施。

化工产品生产过程中一系列化工过程的实现离不开化工设备的应用，化工设备的综合使用形成化工企业的生产能力，是企业进行生产活动的技术基础。加强企业设备的现代化管理，对企业创造安全稳定的生产环境，提高企业生产效益，实现企业经济利益，促进企业可持续发展具有十分重要的意义。

设备管理是一门科学，以设备资产综合效益的最大化为目标。设备的使用期管理大体可分为设备早期管理、设备中期管理以及设备后期管理，根据设备运行情况，这三个阶段故障发生和预防各有其不同和特点，并体现出一定的规律性。

以企业经营管理目标为依据，以效益为中心，对设备的全过程进行科学管理，最大限度地预防故障发生、及时排除设备故障，为企业的生产发展、技术进步、经济效益提高服务。
　　
一、化工设备故障发生规律分析
　　
1.早期故障的产生
　　
早期也就是设备安装调试运行阶段，早期故障程度不一，时间长短不尽相同，造成早期故障的原因主要有：

①设备质量原因。如设备在设计、制造上存在一定的缺陷，设备的性能不佳，零部件加工、材质选用上出现问题；由于工艺不合理，导致设备磨损加快而形成故障。

②设备安装原因。设备在包装、运输过程中造成损伤，安装人员素质和实践经验不足，致使安装不到位。

③操作人员原因。操作人员没有熟练掌握设备性能，操作不习惯或出现操作失误甚至违章操作，也是导致设备投产初期易出现故障的原因之一。
　　
一般来而言，设备的早期故障发生率一开始会比较高，对新设备效能的正常发挥影响较大，在一定时间的运转磨合之后，故障率会逐渐降低并渐趋稳定。对于已经进入批量生产的设备或由熟练人员操作的设备，设备早期故障期相对较短。
　　
2.中期的故障因素
　　
这一时期又称故障偶发期，这是因为经过第一阶段的调试运行后，零部件有了较好的磨合，操作人员的水平逐步提高，基本掌握了设备的性能、原理，在此期间设备故障处于稳定状态。这是设备的最佳状态期或正常工作期。

但是设备在运行时还会出现新的问题，比如：易损件没有及时更换，因为有的零部件在运行中期已接近其使用寿命和周期；更换的零部件不配套或是尚处于磨合期，有的出现装配错误，极易导致设备故障；

日常维护保养工作不到位，设备使用与维护不当，甚至出现异物掉进设备内，缩短设备检修周期；设备超负荷运转，长期处于高温、高压、腐蚀状态下工作，得不到应有的休息和及时的检修，往往导致设备故障甚至酿成事故；

设备在设计时就存在缺陷，在安装和试运行初期不易发现，而经过一段时间后运行的中期，会逐渐暴露出来，诸如非易损件、材料磨损、先天性缺陷的故障等。
　　
3.后期故障分析
　　
化工生产设备在运转后期因各零部件磨损、疲惫、老化、腐蚀逐步加剧，进入故障多发期。一方面设备在年长月久的运行以及多次检修，更换了较多的配件，在检修水平不高及检测手段缺乏的情形下，设备达不到当初设计时的出力水平；另一方面，各部位间隙逐渐加大和零部件损耗严重，即使是不常维修的部件也因老化降低运行效率，加上许多其它不确定因素，设备故障处于多发状态，维修频率、耗材成本不断增加，如不大修或报废，可能造成设备事故。
　　
二、故障预防及维修控制措施分析
　　
1.故障预防及维修的技术基础
　　
在机器设备运行时，对各部件状态进行实时监测，了解设备运行情况，记录相关数据，并根据需要制定完善检修维护计划。机器故障诊断包括机械状态量的监测、机械状态参数变化、机器振动及损伤、机械零部件可靠性、故障的防治等，做好设备状态监测与机械故障诊断，是有效预防及维护的技术基础。

近来，随着高新科学技术在理论和实践上的不断丰富的发展，现代设备技术诊断学日益提高和完善，尤其是传感、信号处理、计算机等现代技术快速发展，为设备诊断的科学有效打下了坚实的技术基础。设备诊断技术可细分为很多分支，包括诸如振动诊断技术、铁谱诊断技术、热温诊断技术等等。
　　
2.故障预防及维修技术的提高
　　
故障预防及维修是一项综合性的学科，设备管理人员要加强各相关学科的学习，不但要掌握其基本的理论知识，更要在实践操作上获得丰富的经验，通过长期的探索积累逐步成为掌握现代检测诊断技术的高技能应用性和管理复合型人才。

一方面化工企业要加强对技术人员机械技术理论和技术的培训，更要以通过建立科技攻关小组和技术革新小组或者开展技术会诊等多种形式，积累更多的经验；

另一方面，在机械设备应用上各企业的特点不尽相同，必须结合企业实际和个人工作实践，逐步加以摸索、总结和提高。
　　
3.根据实际区分级别分步做好实施
　　
化工设备的监测检测应贯穿于企业生产的全过程，至于采取何种监测方式、确定多长时间的监测周期以及要对哪些部位进行检测，这要依据企业生产特点、设备的重要性、易损的可能性以及监测成本来综合考虑。

要区分不同的设备，进行等级划分，以此制定相应的预防措施。通常而言，应综合考虑设备对维修计划、维修费用特别是对生产数量和质量、产品成本、安全生产的影响程度，影响程度大的作为监测维修的重点，依据重点划分不同的管理等级，从而制定维修标准。

另外，检测维修管理以经济效益为第一原则，应以效益为中心综合确定其管理方法，当然在实际工作还要依据各种情形灵活加以处理。落实故障预防及维修制度，离不开各种作业标准的严格执行，如应确定检测维修的工艺顺序、维修标准、费用标准、试验检查标准等。
　　
4.故障预防及维修技术实施控制
　　
化工设备的故障预防及维修技术实施是一项综合技术，与各类机电设备的原理、性能、结构以及运行条件相关涉，综合使用到各类测试技术、监测诊断技术、信号处理技术以及计算机软硬件技术、信息技术等，共同组成一个复杂的动态系统。

因此，在技术实施上要对各种信息综合考虑，进行总体平衡，真正实现从规划、实施、监测、信息反馈、分析到总结归档的全过程管理。这一技术实施必须要有技术全面的人才支撑，有执行有力的组织机构，因为大型化工企业生产工艺复杂、程序繁多、机械设备成百上千，没有统一的组织领导和全面的技术人才，就不可能实现维修科学化、效率最优化、费用经济化。

另外，设备诊断技术要服务于设备寿命周期的全过程，而不局限于某一处或某一时间的故障或异常状况，只有从设备的全过程进行诊断才能得出全面科学的技术结论，使故障预防及维修技术实施取得最佳的效果。
　　
三、结语
　　
总之，化工设备故障在企业生产的各个阶段呈现出不同的规律和特点，其造成的原因各不相同，应采取相应的方法加以预防。

故障的预防及维修是一项综合性的技术，化工企业要不断完善技术实施控制制度，大力采取最新的设备诊断技术，加强技术人员业务的培训提高，切实做好设备故障预防及诊断维修，优化生产工艺流程，保障企业安全生产，提高企业产品质量与生产效率。
　　
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