设备维修管理的新技术
基于风险的检测
中国石化股份茂名分公司
顾望平教授级高级工程师
设备维修技术的发展
• 为追求产量和规模效应，设备大型化；
• 为追求产品多品种和产品高质量，设备复杂化
和高级化；
• 为提高运转效率和追求运转合理，计算机化和
自动化；
• 为追求安全运转和延长维修周期，延长设备连
续运转时间和提高设备可靠性；
• 传统设备维修方法经历了事后维修(BM)， 定
期维修(TBM)和状态维修（CBM）三个阶段；
设备维修技术的发展
年限 维修期望值 维修技术
1940-
1950
故障时就修换 (BM)故障时就修换
1960-
1980
更高的设施可用度、
更长的设备寿命 、更
低的成本
(TBM)定期大修管理、用体
积大 .速度慢的计算机制定
工作计划和控制系统
1990-
2000
更高的设施可用度、
可靠性、安全性、产
品质量；更长的设备
寿命、低成本和无环
境危害
（CBM）状态监测技术、
可靠性和可维性设计、故障
模式和危害分析技术、风险
检验；
先进维修管理技术
• RCM（Rrliability Centered Maintenance）以可靠
性为中心的维修
• PDM（Predictive Maintenance）预测维修技术
• EAM（Enterprise Asset Management）企业资产
维护管理系统
• RBI（Risk Based Inspection）以风险为基础的检
测
• RII（Risk informed Inspection）风险矫正检测
• CBM (prognosticate measure Maintenance)状态检
测检修
• AIM (Asset Integrity Management)资产完整性管
理
RCM以可靠性为中心的维修
• RCM以可靠性和风险为依据，制定出设备或装置必要的
维修程序;在保证安全前提下，以最低成本，维持最佳
效益。
•执行RCM需要成立审查小组，经RCM严格培训的专家
指导下进行工作；
•对选出的设备提七个方面问题：
1.在现行的使用环境下，设备的功能及相关的性能标准
是甚么？
2.甚么情况下设备无法实现其功能？
3.引起各功能故障的原因是甚么？
4.各故障发生时，会出现甚么情况？
5.甚么情况下各故障至关重要？
6.做甚么工作才能预防各故障？
7.找不到适当的预防性工作应怎么办？
PDM预测维修技术
• 是根据对潜伏故障进行在线或离线测量
的结果和其他信息来安排维修的技术
• 其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜
伏故障进行分类和严重性分析,以决定设
备（部件）是否需要立即退出运行和应
及时采取的措施。
EAM企业资产维护管理系统
它是面向资产密集型企业的企业信
息化解决方案的总称，其前身称作
CMMS.在资产密集型企业中，围绕资产
从设计采购、安装调试、运行管理到转
让报废的全生命周期，运用现代信息技
术（IT）提高资产的运行可靠性与使用
价值，降低维护与维修成本，提升企业
管理水平与人员素养，加强资产密集型
企业核心竞争力的一套软件系统。
AIM资产完整性管理
• 在工厂建设到投产及生产管理全过程，始终贯
穿企业目标：利润、成本、发展、HSE和各种
风险等；
• 有一套管理和组织为业主服务：可行性阶段提
供咨询；设计阶段支持规范和标准解释、投资
估算和设计审查；采购阶段评估供应商、估价；
建设阶段担任监理；生产期间进行评估和咨询；
维修阶段提供RBI服务、失效分析和维护策略
等；
• 挖掘资产管理潜在的隐蔽损失，使资产全过程
接近生命周期；
劳动
材料
经常开支
在管理部门之间
缺乏协调和沟通
在整个低效率过程
浪费时间和资源
低的工厂可靠性
和效率
看得见的成本
隐藏损失
容易的标准
潜在的 有限利润
不一般的标准
潜在的高利润
资产生命周期成本
AIM 全过程
· 协助解释文件/规范
· 建立项目QHSE系统
· 危险程度估价
· RAM
可行性
设计
采购
建设
试车
所有项目阶段
· 投标评价- QHSE审计/设计估价
· 过程风险估价
· 复查和确认设计-计划任务书
· AIM
· 供应者选择& 认证
· 装备认证/商店检查
· 物质估价
· 建设估价
· 履行估价
· 风险分析
· 操作安全
· 估价
咨
询
设
计
审
查
派
出
服
务
履
行
服
务
AIM 功能
•AIM功能包括四个主要部分
1.资产履行－维护策略复查(MSR)
装备可靠性和可维护性复查(EMR)
可靠性和可维护性分析(RAM)
2.维护－ 可靠性为中心的维护(RCM)
失效分析(FMEA)
结构复查
3.操作的履行－条件监控(CM) 策略
运行条件监控(PD－CBM)
后备支持分析
维护管理系统
4.风险和检查－过程系统完整性(PSI)
基于风险的检查(RBI)
风险工程学在维修方面应用－
RBI技术
• “风险管理”是一门跨学科的新兴科学
• RBI（Risk Based Inspection）是设备维修管理技术
的新发展
• 一套有组织及有系统的分析法,可以对每一个单元设备
加以风险分级
• 是一套检验方法, 检验10-20%的设备,识别80-90%的风
险.
• 确定检验方法，降低检验费用,提高设备检验可靠性
• 延长生产周期,降低生产成本
风险工程学
风险（Risk）=损伤发生概率（Likelihood）×
影响程度（Consequence）
• 风险≠危险
• 驾车是危险的，但驾车的风险通过减少可能
性以避免严重后果 ：
1. 强制执行其他法律法规 （限制年龄、车速、
培训等）
2. 强化车辆检测和维护保养
风险管理的功能监测
风险降低措施失效预防措施
风险控制
失效的可能性/频率 失效后果分析
危险/风险的识别
风险评价
RBI 工作流程
管理
系统
设备
评价
检测
程序
PSM（工厂安
全管理）评价
生产过程
（工艺）状态
设备失效
数据库 设备数据文件
风险排序
生产过程安全管理优化检测程序优化失效后果减轻
失效的可能性
分析
失效后果分析
API750
API510
API570
API653 评估损坏的危险
性和残余寿命
新文件供研究参考文件
API-BRD RP 581
RISK BASED
INSPECTION
可使用文件
MPC
PITNESS FOR
SERVICE
RBI与FFS文件
FFS
RP
579
RBI581
目前
API文件之间的关系
API 风险管理文件
• API 581基于风险的检测--基础文件
• API 750石油炼制厂典型风险管理计划导则
• API 510压力容器检测规范
• API 570压力管道检测规范
• 储罐检测规范
• API FFS RP 579推荐用于合乎使用的实施方法
研究和参考文件
• API 572 压力容器检测
• API 574管线系统元件特殊检测
• API 575 常压和压力储罐检测
API 581内容
基础资料”的主要目录
API 581 于2000年5月出版,文件由正文和附录组
成,
正文的主要内容介绍
• RBI的基本概念,
• 风险分析,
• 重要度风险,
• 可靠性分析,
• 检测程序,
• 工厂基础标准数据表等.
API 581内容
附录的主要内容:
• 附录A RBI定性分析工作手册
• 附录B RBI半定量分析工作手册
• 附录C RBI定量分析工作手册
• 附录D 管理系统评价工作手册
• 附录E OSHA1910和EPA危险化学品表
• 附录F API和ASTM的RBI比较
• 附录G 腐蚀减薄模式(其中包括HCL,高温硫和
环烷酸,高温H2S/H2,H2SO4,HF,酸性水,胺,高温氧
的各种腐蚀数据和判据)
API 581内容
• 附录H 应力腐蚀裂纹模式(其中包括以下应力
腐蚀裂纹的数据表和判据 :碱 ,胺 ,硫化物
,HIC/SOHIC-H2S,炭 酸 ,连 多 硫 酸 ,HSC-
HF,HIC/SOHIC-HF
• 附录I 高温氢腐蚀模式
• 附录J 炉管模式
• 附录K 材料疲劳(仅管线) 模式
• 附录L 脆断模式
• 附录M 设备衬里模式
• 附录N 外部损坏模式
采用典型检验程序
检验不出的风险
检验活动
RBI效果
风险
采用RBI
API581应用
• 石油化工厂以过程设备和管线为主的在役设备
• 涉及所有设计、建设、生产、检验等资料
• 定性分析>半定量分析>定量分析
• 一个以腐蚀为主的失效机理专家数据库，并成
立专家小组
• 采用统计概率理论，简化了失效后果模型
• 一个量化的分析程序 ，建立风险矩阵图
• 自动化地编制检查计划
• 风险管理的功能监测
风险评估执行步骤
工艺设备分
类
定性分析
定量分析
设备类型
可靠度
平面图
PFD/P&ID
火災爆炸危害
失效可能性
后果影响等級
毒性外洩危害
失效可能性
健康影响等級
火災爆炸模式
扩散模式
环境污染模式
生產損失模式
*
*:the worst-case
scenario
定性RBI分析
风险的含义：
Risk ＝Frequency × Consequence
(可能性) × (后果)
可能性分析
设备系数
破坏系数
检验系数
条件系数
工艺係數
机械设计系数
后果分析
化学系数
量值系数
状态系数
自燃系数
压力系数
保护系数
定性RBI分析(1/4)
• 可能性因子
设备系
数
机械设计
系数
工艺系
数
破坏系
数
检验系
数
条件系
数
定性RBI分析(2/4)
• 后果影响等级
化学系数
信任系数压力系
数
量值系数 条件系
数
自燃系
数
定性RBI分析(3/4)
• 健康影响等级
毒性量系
数
人口系数保護係
數
扩散系数
失效可能性系数 ＝ 设备系数＋损坏系数 ＋ 检验系数 ＋
条件系数 ＋ 工艺系数 ＋ 机械设计系数
损坏影响系数 ＝ 化学系数＋量值系数＋状态系数＋
自燃系数 ＋ 压力系数 ＋ 保护系数
失效等級 损坏等級
定性RBI分析-等級區分
定性RBI分析(4/4)
• 危害风险矩陣
A B C D E
1
2
3
4
5
可
能
性
等
级
后果等级
定量RBI分析步骤1/6
• 定量分析流程
工艺条件PHA結果 保养/检验记录
PSM系統
评估結果
设备资料档案
后果严重性分析失效可能性分析
危害风险评估
检验计划变更
其它之风险
降低措施
定量RBI分析2/6
• 定量分析-失效频率的計计算
定量RBI分析3/6
• 平均失效频率的资料来源
– OREDA-92 Offshore Reliability Data
– ENI Reliability Data book, Component Reliability
Handbook
– API 581 Table
同类失效的頻率
设备修正系数
管理系統
评估系数
X X
技術子因素
損害比率
检验有效性
通用子因素
工厂状况
寒冷天气
震动监视
地震活动
机械子因素
设备复杂性
建造规范
寿命周期
安全系数
工艺子因素
连续性
穩定性
泄压阀
10
1
100
10050
现场特定修正系数
破孔大小
1/4“ 1” 4“ 破裂
泵
过滤器
储罐
管线
•以PSM现况考察
•API 581 Workbook
Appendix III
•101 questions, 1000 scores
设备
型式
失效频率修正系数
定量RBI分析5/6
• 失效頻率的管理修正因子
– 以PSM现场考察
– API 581 Workbook Appendix III
– 101 questions, 1000 scores
管理系统评估
项
目
主题 问
题
总
分
1 领导与管理 6 70
2 工艺安全信息 10 80
3 工艺危害性管理 9 100
4 变更管理 6 80
5 操作规程 6 80
6 安全作业 7 85
7 培训 8 100
项
目
主题 问
题
总计
8 机械完整性 20 120
9 开工前安全审查 5 60
10 应急措施 6 65
11 事故调查 9 75
12 承包商 5 45
13 安全生产管理系统评
估
4 40
总计 101 1000
定量分析6/6 －后果流程
流体
性质
释放
率
设定
总
物质
确定
形式
连续
瞬时
确定
最终相
确定
最终相
连续/气体
连续/液体
瞬时/气体
瞬时/液体
减
缓
可燃后果
商业后果
有毒后果
环境后果
定量RBI分析
• 定量分析-失效频率的計计算
增加后果
增
加
可
能
性
增加后果
调整风险－检验计划改进
风险矩阵（目前2002）
风险矩阵（未来2010无检验）
风险矩阵（未来2010 检验后）
异常情况处理流程
开始
审查作业结果
在判定标准內
不符合部分是否需评估
评估
建立報告记录异常
制定修理计划 分析作业数据
立即更正异常
根据临修程序
決定策略-降荷、修理或更換
报修申请
完成异常报告分析
异常处理分析報告
交专业人員更新資料庫
确认异常已排除
更新设备維修
保养計劃
报告归档
完成
1.异常狀況分析报告
2.作业报告
3.相关资料
提供維修与檢查人員
技术性建议
异常
如需檢測
則安排檢測时间
评估异常
开始追踨异常
指定異常狀況
評估人員
指定专业人員
评估异常
將异常报告
輸入MI管理系統
个别设备保养结果
维修作业记录
是
否
是
否
是
否
是
否
执行人 负责部门基层管 异常情况评估小組 厂内专家 M I 主管
策略性过程和RBI与RCM组合
• 策略性过程
1. 增加收益
2. 优化成本
3. 降低风险
• 组合方法
1. 资产行为
2. 风险系数（可能性、后果）
3. 检验策略
4. 维护策略
5. 操作策略
6. 共享机械完整性数据库
RBI RCM
设备数据库
资产管理
RBM基于风险的管理
设备数据库 综合 经验
风险水平
低风险
失效评估
高风险 有关政策
保护措施
RBI
SIL估价
RCM
RBM
SIL：本质安全水平
Y
Y
N
N
执行RBI体会
• 是一个咨询报告，有助于科学决策
• 建立健全车间基础资料
• 提高管理人员风险意识和清楚失效机理
和部位
• 降低修理费，延长装置寿命
• 是现代化管理技术的基础
• 大力推行RBI，并发展国产化的软件
谢 谢
