前言:
养在笼中的老虎,一旦失去了笼子的束缚,随时都可能成为祸患,严重危害人的生命安全,所以我们需要管好笼子。老虎好比是危险的能量,笼子好比是承载危险能量的设备设施。工业设施的能量意外释放是造成事故的重要原因,想确保能量不意外释放,保障设备设施的完好是必然选择。
一、什么设备要做设备完整性(完好性)管理?
在EHS管理中,提高设备可靠性我们可以从四个方面着手:采购制造/安装/质量控制、关键设备、检验检测/测试预防性维护以及关键任务。那哪些可以被看作关键设备呢?小编罗列了一下,包括但不限于以下设备:
1. 危险物质的储罐、容器等;
2. 压力容器;
3. 管道系统和管道元件,含阀门、软管、膨胀管、接头等;
4. 泄压装置:如安全阀、爆破片等;
5. 控制系统:控制、联锁、报警、仪表仪器和探测器;
6. 通讯系统:警报、应急通讯系统;
7. 应急系统:紧急停车系统、截断/隔离系统等;
8. 消防系统;
9. 防静电、防雷系统:电气接地、跨接等;
10. 关键的动设备:如压缩机、发电机、泵、通风机、其他重要设备等。
二、事故案例
·印度博帕尔市碳化物公司农药厂毒气泄漏事故
1984年12月3日,位于印度博帕尔市的美国联合碳化物公司农药厂发生毒气泄漏事故。据国际聚氨酯协会异氰酸酯分会提供的数据,事故共造成6495人死亡、12.5万人中毒、5万人终身受害、20多万人永久残疾。这起人类历史上最严重的工业事故虽然已经过去40年,但那团致命的毒雾永远笼罩着博帕尔,也笼罩在每个化工从业者的心中。
这起事故暴露出企业在安全管理方面的种种错误:清洗作业的作业方案错误,未采用盲板隔离清洗管路与MIC储罐;停用制冷系统,改变储罐操作温度、温度报警值; 洗涤系统在事故状态下无法启动,火炬关闭检修; MIC储罐安全阀出口直排大气;应急反应体系未有效运转......
而导致这起事故更深层的原因是,当主要负责人变更为缺少化工背景的财务能手时,当经济下行,企业为了压缩成本,解聘熟练从业人员而再聘低报酬的人员时,当这些新入职人员培训又跟不上时,都已为这起灾难性事故埋下了祸根。
·河北张家口中国化工集团盛华化工“11·28”重大爆燃事故
2018年11月28日,位于河北张家口望山循环经济示范园区的中国化工集团河北盛华化工有限公司氯乙烯泄漏扩散至厂外区域,遇火源发生爆燃,造成24人死亡(其中1人后期医治无效死亡)、21人受伤(4名轻伤人员康复出院),38辆大货车和12辆小型车损毁,截止2018年12月24日直接经济损失4148.8606万元,其他损失尚需最终核定。
事故直接原因:
盛华化工公司违反《气柜维护检修规程》(SHS01036-2004)和《盛华化工公司低压湿式气柜维护检修规程》的规定, 聚氯乙烯车间的1#氯乙烯气柜长期未按规定检修,事发前氯乙烯气柜卡顿、倾斜,开始泄漏, 压缩机入口压力降低,操作人员没有及时发现气柜卡顿,仍然按照常规操作方式调大压缩机回流,进入气柜的气量加大,加之调大过快,氯乙烯冲破环形水封泄漏,向厂区外扩散,遇火源发生爆燃。
事故间接原因:
设备设施管理缺失 ,违反《气柜维护检修规程》(SHS01036-2004)第2.1条和《盛华化工公司低压湿式气柜维护检修规程》的规定,气柜应1-2年中修,5-6年大修,至事故发生, 投用6年未检修; 违反《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(原安全监管总局令第40号)第十三条第(一)项的规定, 安全仪表管理不规范, 中控室经常关闭可燃、有毒气体报警声音,对各项报警习以为常无法及时应对。
·设备缺陷事故案例
近些年来由于设备设施缺陷导致的事故不胜枚举,而设备缺陷多因管理不当。
有相当一部分企业仍然采取“ 坏了再修、不坏也不维护”的策略,这使得设备完整性失效的风险处在相当高的水平。同时不能充分发挥设备的使用寿命,短期看似乎降低了检维修费用,但长期的结果是造成很大浪费。这道理就如同只顾开车却从来不做保养一样,最终的结果是汽车很快报废。试想,如果大修周期从每年一次延长至每5年一次可以为企业节约多少运营费用,可以减少多少作业风险!前车之鉴,后事之师,设备完好性管理时不我待。
三、设备完整(完好)性的定义和作用
1.定义:
设备完整(完好)性(Mechanical Integrity,简称MI):
是指设备在物理上和功能上是完好的(完整的),处于安全可靠的受控状态,设备在运行过程中能够正常、可靠地执行其预期功能。
设备完整(完好)性管理体系:
一种管理方法,确保组织的设备在其整个生命周期内保持完好性(完整性)。防止设备受到破坏、损坏或未经授权的更改,以保持其安全性、稳定性和可用性。
设备完好性管理,贯穿了设备(装置)从设计安装,直至停止服务和拆除的整个寿命期,同时也是过程安全管理(PSM)的一个重要环节。
2.设备完好性管理的法规、标准发展
国外:
● 1972年美国空军军用标准《飞机结构完整性大纲(ASIP)》
● 20世纪90年代机械完整性开始应用于石化行业
● 1992年美国劳工部职业安全与健康管理局(OSHA)颁布《高度危险性化学品过程安全管理》法规(PSM)
● 2006年 美国化学工程师协会化工过程安全中心(CCPS)出版了《机械完整性体系指南》
● 2016年 美国化工过程安全中心出版了《资产完整性管理指南》
国内:
● 2008《石油化工企业安全管理体系实施导则》(AQ/T 3012-2008)
● 2010《化工企业工艺安全管理实施导则》(AQ/T 3034-2010)
● 2010《关于危险化学品企业贯彻落实国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知>的实施意见》
● 2013年 《关于加强化工过程安全管理的指导意见》
● 2019年 《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》
● 2022年 《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034-2022)
● 2023年 《危险化学品企业安全生产标准化评审标准(修订征求意见稿)》
3、为什么要关注设备完好性?
在第20届EHS峰会上,GSD资深顾问廖老师分享道:“为什么要关注设备完好性?我们管安全的人关注最多的可能是“不安全行为”,“不安全状态”,甚至会深挖一下为什么会出现这些“不安全行为”和“不安全状态”,就是我们常常说的管理问题,或者叫管理缺陷。那我们能不能挖得深一点呢?就是这个设备设计的时候,它的预期功能是什么样子的,这部分我们可能关注的就会比较少。其实风险管控不仅要前移,这些控制措施也应该前移,不能等到发生事故之后才去思考怎样才能做得更好,我们要去想在设备出现事故前怎么保证不出现非预期的事件。这些就是设备完好性会关注的问题点。
3.1企业设备管理现状
各企业对设备管理标准和模式不统一,归口部门较多,大部分中小型企业,以传统的经验式管理为主,“碎片化”、“点状管理”和“被动救火”管理现象严重。典型的设备管理缺陷包括:
■ 设备管理活动脱节,未基于全生命周期理念进行管理
■ 设备管理无分级管控理念,眉毛胡子一把抓
■ 设备管理职责不清晰、遗漏、交叉
■ 故障维修为主,缺乏有效的预防性维修
■ 设备安全隐患屡查屡有,违规现象普遍
■ 设备先天缺陷,投入不足
3.2现代设备带来的新问题
■ 现代设备具有大型化、高速化、自动化、智能化的特点。设备的大型化使生产高度集中,因此设备故障造成的损失远高于小型的设备,而且大型化设备费用昂贵,对产品成本也会造成很大的影响;
■ 设备的高速化给企业生产带来了一些技术经济方面的问题,如驱动装置的能耗相应增大,对设备的材质及自动化程度要求较高;
■ 自动化、智能化使得设备的复杂程度提高,出现故障的环节和概率增多,给设备维修工作带来困难。
此外,现代设备从研究、开发到报废的全过程已超出企业及行业的界限,社会化程度越来越高,可以说现代设备快速发展的同时也带来了很多新问题:
四、如何做好设备完整(完好)性管理?
设备完整性管理包含关键设备的识别和分类、检验试验与预防性维修、设备异常管理、品质保证、作业程序文件化以及培训等6个要素。它不仅仅是企业设备管理部门的责任,而是涉及每一部门,并且涉及的部门和个人职责分工明确。
企业应建立一套程序以持续地保持工艺设备的完整性,予以文件化并确保执行,同时,企业对每一个参与维护设备完整性的工作人员要实施教育培训,令其明了工艺系统的运作、可能造成的危害以及工作上所需具备的技术、步骤,以确保员工安全地执行工作。
4.1相关人员应具备什么能力?
设备完整(完好)性管理主要是针对设备管理、维护保养和安全管理能力,所以通常需要设备部门和安全部门一起合作完成。
设备工程部门
深厚的专业技术背景:掌握机械与电气知识,掌握基础的机械原理和电气知识,熟悉设备的结构和工作原理。能够独立解决和处理各种设备问题,包括机械设备的维修、电气设备的调试等。
高效的设备管理能力:设备工程部门应具备全面的设备管理能力,包括设备的采购、安装、调试、运行、维护和报废等全生命周期管理。制定并执行设备管理制度和流程,确保设备正常运行和高效利用。
细致的设备档案管理能力:设备管理系统建立设备档案,包括设备的基本信息、维修记录、保养计划等。编写设备维修与保养手册,为设备的管理和维护提供指导。在设备管理系统中建立设备备件库存,进行备件库存的管理和使用。确保设备备件的供应充足,及时补充和替换设备备件。
卓越的问题分析与解决能力:当设备出现故障或问题时,设备工程部门能迅速进行故障分析,找出问题所在,并制定相应的解决方案。具备预防故障和进行设备改造的能力,以提高设备可靠性和稳定性。
良好的团队协作与沟通能力:设备工程部门应与其他部门(如生产、研发等)保持良好的沟通与协作,共同解决设备相关问题。
EHS部门
设备完整性管理方针和目标的制定与实施:理解并能够制定与企业设备和业务性质、规模相适宜的设备完整性管理方针。建立和保持与设备完整性管理方针相一致的、可测量的目标。
组织机构职责和资源的明确:明确EHS部门在设备完整性管理体系中的职责和权限,并确保提供必要的人力、物力和财力资源。
法律法规和其他要求的遵守:识别和获取适用于本企业设备完整性管理的法律法规和其他要求,并确保体系遵循这些要求。
培训和能力评估:系统开展设备完整性管理的能力和意识评估,识别培训需求、落实培训计划及评价培训有效性。
风险评估和风险管理:在设备全生命周期内,开展设备风险识别、风险评价、风险控制及风险监测的管理活动。
过程质量管理:在设备全生命周期中采取一系列有计划、有组织的管理活动,以确保过程和结果满足质量要求。
设备运行环境管理:对设备操作条件、运行工况、性能状态进行监控和管理,保障设备处于安全可靠的运行环境。
设备缺陷管理:开展设备缺陷识别、评价、响应、传达、消除管理活动,实现设备缺陷的闭环管理。
设备变更管理:管理设备或工艺变更,确保变更不会对设备的完整性造成负面影响。
全生命周期管理:理解设备从设计、制造、安装、维护到最终淘汰的全生命周期管理的重要性。
设备完整性标准和法规:熟悉适用的行业规范、标准、推荐做法和法规的所有必要信息。
记录存档和数据管理:建立和维护设备全生命周期的数据档案,确保信息和数据的准确性。
4.2 设备完整性(完好性)管理的制度和文件
包括但不限于:
√ 设备完好性管理程序
√ 设备质量保证管理程序
√ 变更管理程序
√ 设备/项目安全验收表
√ 关键设备清单
√ 关键备件清单
√ 关键任务清单
√ 维修指导书
√ 维护保养计划
√ 等......
国外设备完整性管理经验
国外一些大型石油化工企业经过几年的推广运行,逐渐总结出一些行之有效的设备完整性管理经验。供读者作参考:
1、设备完整性强调整体设备管理系统的成效,其目的是确保一个工厂或一套装置的设备整体完整性。
2、设备完整性管理需涵盖整个设备生命周期的每一阶段,应根据不同的生命阶段制定有针对性的维护保养方案。
3、设备完整性所要求的设备管理是“预防”重于“治疗”。所以,工厂内的关键工艺设备都需要具备预防性的保养计划。
4、设备的健康情况是动态的,必须建立持续改善的机制。
5、工艺和设备异常状态往往是设备重大故障的先期征兆,企业必须做好异常状态的管理。
Marvin老师您好!很高兴这期人物专访访问您。在GSD举办的第20届EHS峰会上,您分享的《设备完好性管理》内容,引起了不少现场和直播观看朋友的关注,大家对这个话题很感兴趣,所以带着大家的热情和疑问,有几个问题想继续跟您探讨:
EHS.CN小编:
问题一、提高设备可靠性有四个方面:采购制造/安装/质量控制、关键设备、检验检测/测试预防性维护以及关键任务,请问它们之间的关系是怎样的?以及企业在日常工作中应如何从这四个方面开展?
廖敏坚老师:
它们都是设备完好性的管理要素,是相互承接、环环相扣且相辅相成的关系。采购制造/安装/质量控制为设备提供了可靠的起点,关键设备是特别关注的对象,检验检测/测试预防性维护是确保设备长期可靠性的手段,而关键任务是这些活动最终服务的目标。这四个方面相互依赖,共同作用于提高设备的整体可靠性。
日常工作中,需要按照管理要素的各自要求,用管理系统的思维模式,持续改善,避免事故发生。如:制定严格的供应商评估标准,选择信誉良好的供应商。在设备制造和安装过程中,实施质量管理体系,确保每个环节都有专人负责并进行质量检查;针对关键设备制定专门的管理和维护计划,确保其正常运行;实施预防性维护策略,根据设备运行数据分析,提前排查和处理潜在风险;定期培训员工,增强其对设备管理和维护的意识和技能;进行定期的审查和评估,确保关键任务的执行符合预定标准等。
EHS.CN小编:
问题二:您能分享一些有助于做好设备完好性的工具和方法吗?
可以参考精益生产的PM管理体系,对设备完好性管理非常有帮助。
PM全面设备管理(Preventive Maintenance Comprehensive Equipment Management)是一种系统化的方法,用于确保设备的高效运行和延长设备的使用寿命。该管理模式不仅关注设备的日常维护,还涵盖了设备的监控、故障预防、数据分析等多个方面。通过实施PM全面设备管理,企业能够降低设备故障率,提高生产效率,从而节约成本。
EHS.CN小编:
问题三:老师您有没有国内外设备完好性的优秀实践,可以推荐给EHS朋友的参考学习呢?
廖敏坚老师:
杜邦公司在这方面的管理和实践,就非常优秀。实际上,他们也是最早提出设备完好性概念的公司。
杜邦孟菲斯工厂的控制系统升级案例:
杜邦在田纳西州孟菲斯的化工厂拥有世界上最大的固体氰化物工艺。该公司希望更新其设施,用下一代分布式控制系统(DCS)替换其遗留的Fisher Provox控制系统。该项目的总体目标是确保杜邦工艺单元的DCS具有高可靠性和可用性。通过与霍尼韦尔全球工程服务团队合作,并选择霍尼韦尔Experion过程知识系统(PKS)与C300控制器和安全管理系统,杜邦成功地最小化了新DCS的切换和调试的停机时间,提高了可靠性和可用性。
安徽石油“管修”一体化案例:
安徽石油构建设备“管修”一体化机制,全方位夯实设备管理基础,持续提升设备全生命周期的质量、效率与效益,设备综合完好率达99%。他们强化资源整合与协调,在油品销售板块率先成立设备管理部,配备专业技术人员,健全设备管理组织体系,组建首批10人专家队伍,成立油库设备攻坚小组,强化专业学历学习激励措施。