大亞灣核電運(yùn)營管理有限責(zé)任公司 彭步虎 陳杰 馬凌云

引言

核安全是核電行業(yè)發(fā)展的命脈，設(shè)備的可靠運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)核安全的基礎(chǔ)。同時(shí)在電力行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，運(yùn)營成本也是企業(yè)發(fā)展考慮的重要因素。從而，如何制定和優(yōu)化設(shè)備的維修策略顯得尤為重要。在保證設(shè)備可靠性的前提下，降低維修成本是制定和優(yōu)化維修策略的目的之一。

目前，行業(yè)內(nèi)制定和優(yōu)化維修策略的方法主要有RCM（以可靠性維修中心的維修）、FMECA（故障模式及影響分析）、故障模板等，結(jié)合各方法的特長制定和優(yōu)化維修策略是設(shè)備可靠性管理發(fā)展的方向。

1 維修優(yōu)化方法

1.1 維修策略

維修策略是指為了維持該設(shè)備的可靠性而采取的措施，包括預(yù)防性維修項(xiàng)目、定期試驗(yàn)、定期切換等。維修策略確定了需要執(zhí)行的內(nèi)容和周期，也是維修策略的核心內(nèi)容和難點(diǎn)。

在維修內(nèi)容描述需要關(guān)注兩點(diǎn)：一是應(yīng)用行業(yè)通用的約定俗成的語言如年檢、解體檢查、密封性試驗(yàn)等，目的是避免理解偏差；二是包括描述包含該策略管理的主要的故障模式如更換密封件、檢查密封面等等內(nèi)容，目的是后續(xù)優(yōu)化維修策略時(shí)方向明確，同時(shí)保存好過程分析文件。

維修策略的對(duì)象是設(shè)備，在維修策略中設(shè)備是唯一的，避免執(zhí)行維修時(shí)出現(xiàn)走錯(cuò)間隔；維修策略中的設(shè)備清單應(yīng)包括本次檢修活動(dòng)包含的所有設(shè)備的總和。

舉例：

設(shè)備 內(nèi)容 周期001-PO(001-RR；001-MO；001-FI；003-AF；011-PO)泵組年度檢查:1)靠背輪的年度換油；聯(lián)軸器狀態(tài)和對(duì)中的年度檢查；高速和低速聯(lián)軸檢查：目視檢查低速聯(lián)軸器齒輪可達(dá)表面脂；2)空氣冷油器的年度檢查清潔；3)電機(jī)年度清理集油盒,檢查底部呼吸孔沒有堵塞,檢查電動(dòng)機(jī)地腳螺栓防松墊片是否異常,檢查校驗(yàn)電機(jī)地腳力矩；4)目視檢查齒輪箱的齒輪咬合情況；5)電動(dòng)予潤滑泵的年度檢查和潤滑；6)化驗(yàn)潤滑油箱內(nèi)的潤滑油油質(zhì)；7)檢查清理過濾器濾芯。1 年

如上表格中的維修策略，是針對(duì)一泵組的年檢項(xiàng)目，內(nèi)容包括了泵、電機(jī)、聯(lián)軸器、過濾器、冷油器等相關(guān)設(shè)備的檢查，在設(shè)備清單中備注頁包括這些設(shè)備的管理。

1.2 維修策略優(yōu)化方法分析

RCM是通過回答七個(gè)問題的方式經(jīng)過嚴(yán)格的邏輯判斷制定出設(shè)備的維修策略：在現(xiàn)行使用環(huán)境下，設(shè)備的功能及相關(guān)性能指標(biāo)是什么？什么情況下設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)其功能？引起各種功能故障的原因是什么？各種故障發(fā)生時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況？什么情況下的故障至關(guān)重要？做些什么工作才能預(yù)防各種故障？找不到適當(dāng)?shù)念A(yù)防性工作應(yīng)怎么辦？

由上可知，RCM分析從系統(tǒng)功能出發(fā)，分析影響功能實(shí)現(xiàn)的故障模式，并根據(jù)故障影響應(yīng)用RCM決斷邏輯進(jìn)行維修策略的選取。

在故障影響的類別上有安全、環(huán)境、生產(chǎn)和非生產(chǎn)四類。在決斷邏輯中有先后順序，即狀態(tài)監(jiān)測(cè)、定期維護(hù)、定期更換、綜合維修、定期試驗(yàn)、糾正性維修和定期試驗(yàn)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)優(yōu)先選擇，因其及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，采取行動(dòng)，避免設(shè)備二次損壞；發(fā)現(xiàn)缺陷，進(jìn)行處理，避免故障；維修的針對(duì)性更強(qiáng)；不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行破壞性解體檢查，人因故障率低；成本低，降低維修放射性劑量。改造放在最后一位，當(dāng)故障影響不可接受、故障發(fā)生的概率不可接受且沒有合理的預(yù)防性維修手段時(shí)采用改造來管理該故障模式。

FMECA是通過分析系統(tǒng)或設(shè)備中每一個(gè)可能發(fā)生的故障模式，確定其對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備（運(yùn)行、功能或狀態(tài)）所產(chǎn)生的影響，并提出補(bǔ)償或減輕故障后果的措施的可靠性分析方法（可參考GJB 1391-2006），其與RCM分析的核心理念是相通的，都是通過故障后果和故障模式來確定維修策略。

不同點(diǎn)是FMECA從設(shè)備出發(fā)分析故障模式和后果，特點(diǎn)是方便快捷，缺點(diǎn)是容易遺漏設(shè)備在系統(tǒng)中的某項(xiàng)功能。FMECA通過對(duì)故障的嚴(yán)酷度和故障概率通過矩陣的方式標(biāo)示，如下示意圖，嚴(yán)酷度I類最嚴(yán)重，故障概率A級(jí)發(fā)生概率最高，可以根據(jù)落在不同區(qū)域進(jìn)行分類管理。

故障概率嚴(yán)酷度 A級(jí) B級(jí) C級(jí)I類II類III類

分級(jí)與故障模板同樣是通過設(shè)備可靠性分析判定設(shè)備的級(jí)別，業(yè)界有三分法和四分法兩種。故障模板是同一類設(shè)備預(yù)防性維修項(xiàng)目的集合，根據(jù)設(shè)備等級(jí)、運(yùn)行頻率和運(yùn)行環(huán)境來進(jìn)行選擇合適的策略。如右表所示。

設(shè)備分級(jí)+故障模板就可以快速的制定一個(gè)設(shè)備的維修策略。該方法方便快捷，尤其適合新建電廠維修策略的制定，但前提是已經(jīng)完成設(shè)備分級(jí)和故障模板的制定，其次是故障模板維修策略相對(duì)保守，最后，不是所有的設(shè)備都有故障模板。

1 2 3 4 5 6 7 8設(shè)備級(jí)別 關(guān)鍵C 非關(guān)鍵N使用頻率 高H 低L 高H 低L 高H 低L 高H 低L運(yùn)行環(huán)境 惡劣S 正常M 惡劣S 正常M CHS CLS CHM CLM NHS NLS NHM NLM預(yù)測(cè)維修預(yù)防維修預(yù)防更換定期試驗(yàn)

結(jié)合三種方法可知，維修策略的制定的核心思想是需要通過故障后果和故障模式來最終確定，在方法和判斷邏輯上有細(xì)微差別。如下表所示：

分析方法 故障影響 故障模式RCM問題4和5；分為安全、環(huán)境、生產(chǎn)和非生產(chǎn)四類問題3 FMECA EC：故障影響；通過嚴(yán)酷度和故障概率進(jìn)行分級(jí)FM：故障模式分級(jí)+維修模板 設(shè)備級(jí)別的判別標(biāo)準(zhǔn)維修模板的制定過程需要進(jìn)行故障模式分析

2 維修策略優(yōu)化邏輯分析

結(jié)合上章節(jié)總結(jié)和分析可知維修策略制定的邏輯思路如下：

故障后果判斷：設(shè)備故障后對(duì)安全生產(chǎn)的影響決定了該設(shè)備是否值得管理。從上各分析方法來看都包含該內(nèi)容。

故障后果分析：通過顯性和隱形的判斷確定是否需要執(zhí)行定期試驗(yàn)，顯性和隱形的判斷是設(shè)備的用戶（一般為運(yùn)行部門）是否能知道該設(shè)備已故障，如通過報(bào)警、參數(shù)的變化、連鎖反應(yīng)等判斷；通過是否有關(guān)鍵參數(shù)判斷是否進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)的周期取決于設(shè)備故障模式發(fā)展的速率，即發(fā)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)異常到設(shè)備故障的時(shí)間，可根據(jù)公司的管理要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

分析需要管理的故障模式：設(shè)備的故障模式是設(shè)備故障的原因，分析的目的是對(duì)癥下藥，是維修策略周期的決定因素，可以通過老化分析的結(jié)果來制定。通過是否有老化部件判斷是否進(jìn)行定期更換；定期更換的周期取決于老化的速率，可根據(jù)業(yè)界的經(jīng)驗(yàn)制定后續(xù)根據(jù)設(shè)備檢查的情況進(jìn)行反饋優(yōu)化。

根據(jù)此邏輯制定的策略作為基礎(chǔ)，后續(xù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。

3 應(yīng)用案例分析

應(yīng)用案例1 給水泵汽輪機(jī)排汽隔離閥

3.1 故障模式分析

分析：通過故障影響可知該后果影響隔離檢修并及生產(chǎn)，需要管理；該設(shè)備的外漏會(huì)影響重要參數(shù)真空，需要進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)該參數(shù)；通過故障模式可知存在橡膠老化的部件及汽蝕，需要定期檢查。故可指定兩項(xiàng)維修策略來管理該設(shè)備。

應(yīng)用案例2 疏水箱

分析：該疏水箱正常運(yùn)行為常壓，且漏汽后果不嚴(yán)重，不值得管理，所以執(zhí)行糾正性維修的策略。

應(yīng)用案例3 運(yùn)行泵跳閘備用泵自動(dòng)啟動(dòng)回路

分析：從故障后果可知對(duì)電廠機(jī)組的運(yùn)行存在較大影響需要管理，正常運(yùn)行時(shí)無法發(fā)現(xiàn)該故障，屬于隱蔽性故障，通過制定定期試驗(yàn)來管理。由于把整個(gè)回路當(dāng)作一個(gè)設(shè)備來進(jìn)行分析，在儀表控制回路沒有明顯的、需要定期更換的設(shè)備如電解電容等時(shí)，可以只通過定期試驗(yàn)來管理。

4 結(jié)論

維修策略的制定和優(yōu)化，取決于該設(shè)備的重要度及可能存在的故障模式。從故障影響來判斷是否值得管理，從故障后主要參數(shù)的影響來制定合理的狀態(tài)監(jiān)測(cè)任務(wù)，通過是否隱蔽性故障來制定定期試驗(yàn)任務(wù)，通過是否存在影響功能的老化故障模式來制定定期預(yù)防性維修。