蔡 佩

(江西省贛華安全科技有限公司，江西 南昌 330000)

機(jī)械完整性(MI)，是過(guò)程安全管理核心要素之一，是本質(zhì)安全理念的集中表現(xiàn)，也是風(fēng)險(xiǎn)管理、培訓(xùn)、操作規(guī)程、啟動(dòng)前安全審查(PSSR)等要素的重點(diǎn)服務(wù)對(duì)象。美國(guó)職業(yè)安全與健康監(jiān)察局(OSHA)對(duì)機(jī)械完整性的定義為：采取技術(shù)改進(jìn)措施和規(guī)范設(shè)備管理相結(jié)合的方式，來(lái)保證整個(gè)裝置中關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的完好性。

有史以來(lái)，國(guó)內(nèi)外各類(lèi)石油化工企業(yè)采用了各種安全生產(chǎn)技術(shù)，但是重大危險(xiǎn)化學(xué)品事故仍然不斷發(fā)生，表明單純應(yīng)用工程技術(shù)，無(wú)法有效杜絕危險(xiǎn)化學(xué)品事故的發(fā)生。美國(guó)職業(yè)安全健康管理局于1992年頒布的《高度危險(xiǎn)性化工過(guò)程安全管理辦法》中提出了基于設(shè)備安全管理的方法-機(jī)械完整性。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展與推廣，該方法經(jīng)已經(jīng)被世界各大石油、石化和危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)廣泛的應(yīng)用，取得了良好的可測(cè)量的安全績(jī)效，并得到一致認(rèn)可。但是國(guó)內(nèi)中小型石化企業(yè)以及危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)在安全生產(chǎn)管理上存在各種問(wèn)題，不能透徹理解機(jī)械完整性的意義和做法。如何做好機(jī)械完整性管理，有效杜絕重大事故的發(fā)生，本文將在下文進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 國(guó)內(nèi)化工行業(yè)現(xiàn)狀

重視設(shè)備管理是化工行業(yè)的優(yōu)良傳統(tǒng)。因?yàn)橐郧盎ゎ?lèi)的設(shè)備很貴，大部分靠進(jìn)口，所以每個(gè)企業(yè)看設(shè)備都跟寶貝一樣，要求現(xiàn)場(chǎng)“軸見(jiàn)光、絲見(jiàn)亮、設(shè)備見(jiàn)本色”，要求員工“四懂三會(huì)”。有經(jīng)驗(yàn)的員工，僅靠耳朵聽(tīng)就能判斷設(shè)備工況。原化工部針對(duì)設(shè)備管理出臺(tái)了很多指導(dǎo)性的文件、規(guī)程，對(duì)國(guó)內(nèi)化工行業(yè)設(shè)備管理發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是隨著化工行業(yè)發(fā)展速度越來(lái)越快，設(shè)備購(gòu)置成本越來(lái)越低，穩(wěn)定性也在不斷加強(qiáng)，在一些規(guī)模比較小、設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單的企業(yè)，設(shè)備管理力度逐步減弱。如缺乏專業(yè)的設(shè)備管理人員，缺乏基本的管理流程，頻繁陷入設(shè)備缺陷—維修—缺陷—維修的輪回中，甚至是帶病運(yùn)行，造成作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和過(guò)程安全事故風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。

2 機(jī)械完整性管理推行不暢的三大原因

2.1 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系并不完善

原化工部制定的關(guān)于設(shè)備管理的指導(dǎo)性、規(guī)范性做法在部分央企和國(guó)企得到了傳承和發(fā)展。如中國(guó)石化2013年完成的《中國(guó)石化煉油企業(yè)設(shè)備完整性管理體系規(guī)范》和相應(yīng)的實(shí)施指南，在中石化內(nèi)部推行。而中小企業(yè)從建設(shè)初期，受到規(guī)范性的引導(dǎo)比較少。企業(yè)對(duì)設(shè)備管理的概念、流程、方法都不清楚，也缺少相應(yīng)的人才。中國(guó)化學(xué)品安全協(xié)會(huì)2019年發(fā)布了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)設(shè)備完整性管理導(dǎo)則》(T/CCSAS004-2019)，其受眾范圍也比較小。

《化工企業(yè)工藝安全管理實(shí)施導(dǎo)則》(AQ/T3034-2010)中缺少了質(zhì)量保證(QA)要素，機(jī)械完整性要素里只關(guān)注了新設(shè)備的安裝、調(diào)試、預(yù)防性檢維修、設(shè)備報(bào)廢和拆除、相關(guān)過(guò)程的培訓(xùn)4個(gè)部分，不能覆蓋設(shè)備的全生命周期管理?！秶?guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工過(guò)程安全管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》(安監(jiān)總管三〔2013〕88號(hào))關(guān)注了設(shè)備全過(guò)程管理制度建設(shè)、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程，但只提出了要求，具體怎么做并沒(méi)有寫(xiě)太清楚。而在原版的PSM體系中，質(zhì)量保證(QA)主要控制關(guān)鍵設(shè)備的規(guī)劃調(diào)研、設(shè)計(jì)選型、制造驗(yàn)收、安裝調(diào)試；機(jī)械完整性(MI)主要控制關(guān)鍵設(shè)備的使用、維修、改造、更新、報(bào)廢等過(guò)程管理。中間投用時(shí)再增加一個(gè)PSSR，這樣就把設(shè)備的全生命周期全覆蓋了。

企業(yè)指定的設(shè)備管理部門(mén)把精力集中放在了設(shè)備安裝之后的使用以及維護(hù)保養(yǎng)的管理上，忽略了設(shè)備在生產(chǎn)以及基建建設(shè)的安全管理過(guò)程，亦或是一味依賴相關(guān)方，以至于在試生產(chǎn)或者調(diào)試階段，出現(xiàn)設(shè)備性能狀況不佳、不能達(dá)到預(yù)計(jì)使用效果的普遍現(xiàn)象，這就是忽視了設(shè)備管理中的全過(guò)程管理。

2.2 機(jī)械完整性管理相對(duì)復(fù)雜，中小企業(yè)很難具備推行條件

機(jī)械完整性管理的推行，涉及到企業(yè)各個(gè)部門(mén)、專業(yè)和層級(jí)，貫穿于設(shè)備的全生命周期，需要過(guò)程安全管理多個(gè)要素配合，需要大量的文件和數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，工藝技術(shù)人員和設(shè)備操作人員需要掌握多項(xiàng)設(shè)備使用操作技能的培訓(xùn)，還涉及多種風(fēng)險(xiǎn)分析工具的使用，相當(dāng)于建立一個(gè)體系。在這種情況下，很多企業(yè)知難而退。

機(jī)械完整性的核心特征是以整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，加以評(píng)估和分析，進(jìn)行決策實(shí)施。數(shù)據(jù)涉及設(shè)備固有數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等，收集整理難度很大；評(píng)估過(guò)程涉及基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)(RBI)、以可靠性為中心的維修技術(shù)(RCM)、安全完整性水平分析技術(shù)(SIL)等系列工具的使用，一般企業(yè)不掌握。

此外，企業(yè)購(gòu)置設(shè)備后，專業(yè)的維修可以委托給設(shè)備廠家或?qū)ｉT(mén)的第三方進(jìn)行，企業(yè)技術(shù)人員只需掌握操作方法和一些簡(jiǎn)單的保養(yǎng)手段就可以保持工廠的正常運(yùn)作；較大工程量的維修也可以通過(guò)遠(yuǎn)程診斷、返廠維修等手段進(jìn)行。因此，企業(yè)的設(shè)備技術(shù)人員缺少做好機(jī)械完整性管理的內(nèi)在動(dòng)力。

2.3 企業(yè)不了解機(jī)械完整性管理可以帶來(lái)的收益

過(guò)程安全管理經(jīng)驗(yàn)表明，有效的機(jī)械完整性管理至少可以帶來(lái)以下收益：

1)可以明顯縮短設(shè)備檢查維修時(shí)間、延長(zhǎng)檢修和維保周期、優(yōu)化檢修項(xiàng)目，從而降低成本。

2)根據(jù)預(yù)防性、預(yù)測(cè)性檢維修的結(jié)果，配合分析診斷，可以預(yù)知設(shè)備的故障周期，確定最佳檢修、保養(yǎng)周期，減少非計(jì)劃停車(chē)、搶修等帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3)通過(guò)程序化運(yùn)作和技術(shù)工具的使用，可以推進(jìn)企業(yè)設(shè)備專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。

3 中小企業(yè)做好機(jī)械完整性管理的“十步法”

機(jī)械完整性管理包括關(guān)鍵設(shè)備的識(shí)別和分類(lèi)、檢測(cè)試驗(yàn)與預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備異常管理、質(zhì)量保證、作業(yè)程序文件化、培訓(xùn)等要素。很多央企國(guó)企在長(zhǎng)期開(kāi)展設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，發(fā)展出契合自身實(shí)際情況的機(jī)械完整性管理程序或規(guī)程。對(duì)于廣大中小企業(yè)，建議可從以下幾個(gè)方面著手。

1)成立機(jī)械完整性管理推進(jìn)小組

集中學(xué)習(xí)機(jī)械完整性相關(guān)知識(shí)，建立職責(zé)分工，制定工作目標(biāo)。推進(jìn)小組可由分管設(shè)備副總兼任組長(zhǎng)，日常工作由設(shè)備部門(mén)負(fù)責(zé)開(kāi)展，成員由設(shè)備、工藝、安全、質(zhì)量、采購(gòu)、維修等部門(mén)組成。

2)確認(rèn)企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備，建立臺(tái)賬

關(guān)鍵設(shè)備的選擇是機(jī)械完整性要素運(yùn)行的基礎(chǔ)工作，可以和風(fēng)險(xiǎn)管理中的工藝安全風(fēng)險(xiǎn)信息收集同步進(jìn)行。關(guān)鍵設(shè)備選擇通常考慮4個(gè)方面：

(1)工藝危險(xiǎn)分析(PHA)明確要求列入的在役設(shè)備。

(2)含有危險(xiǎn)有害物質(zhì)(易燃、易爆物、有毒物質(zhì)和腐蝕性介質(zhì))的加壓設(shè)備。

(3)防護(hù)和減災(zāi)系統(tǒng)——火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和消防滅火系統(tǒng)，可燃/有毒氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(GDS系統(tǒng))，照明及通風(fēng)系統(tǒng)等。

(4)安全及關(guān)鍵儀器儀表和所設(shè)計(jì)的安全儀表系統(tǒng)(SIS)中的部分儀器、儀表。

至少應(yīng)該包括：壓力容器和儲(chǔ)罐、管道系統(tǒng)(包括管道附件和閥門(mén))、泄放和排放裝置(火炬、安全閥、水封、呼吸閥等)、緊急切斷系統(tǒng)(緊急切斷閥、SIS等)、自動(dòng)控制系統(tǒng)(包括監(jiān)視和測(cè)量裝置和傳感器、報(bào)警和聯(lián)鎖裝置)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備(包括機(jī)泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī))、消防控制系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)、靜電接地系統(tǒng)等。

3)收集設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立設(shè)備檔案或數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至少包括以下幾個(gè)方面：

(1)設(shè)備制造商提供的設(shè)備廠家、型號(hào)、設(shè)計(jì)壓力、溫度、材料、壁厚、容積等參數(shù)。

(2)工藝設(shè)計(jì)文件和流程圖中調(diào)取的物料組分、操作溫度、操作壓力等數(shù)據(jù)。

(3)安全保護(hù)裝置的設(shè)置、維護(hù)信息、壓力容器和壓力管道歷次的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(4)關(guān)鍵設(shè)備的歷次改造信息，并與原設(shè)計(jì)比對(duì)，記錄改造過(guò)程。

(5)關(guān)鍵設(shè)備的失效和故障情況。

4)確定每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的檢驗(yàn)、測(cè)試和預(yù)防性維修方法和頻次

這是機(jī)械完整性的關(guān)鍵步驟之一。根據(jù)每個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的不同情況，應(yīng)制定不同的檢驗(yàn)、測(cè)試和預(yù)防性維修方法和頻次。如：

A.聯(lián)鎖回路測(cè)試頻次。

B.爆破片外觀檢查和整體更換的頻次。

C.在線儀表的校驗(yàn)頻次。

D.特種設(shè)備法定檢驗(yàn)外的自檢頻次。

E.防雷接地的測(cè)量頻次等。

每種測(cè)試均應(yīng)該明確測(cè)試方法、測(cè)試人員的能力要求、合格標(biāo)準(zhǔn)等。企業(yè)不具備檢驗(yàn)測(cè)試能力的項(xiàng)目，可由第三方機(jī)構(gòu)協(xié)助完成。如基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)(RBI)、以可靠性為中心的維修技術(shù)(RCM)、安全完整性水平分析技術(shù)(SIL)等。

5)實(shí)施測(cè)試項(xiàng)目，記錄測(cè)試結(jié)果

建立單臺(tái)設(shè)備檢查測(cè)試記錄表，記錄測(cè)試的結(jié)果，納入設(shè)備技術(shù)檔案。對(duì)于首次實(shí)施機(jī)械完整性管理的企業(yè)，此步驟是初始步驟；已經(jīng)長(zhǎng)期堅(jiān)持進(jìn)行測(cè)試的企業(yè)，可以將最近一次的數(shù)據(jù)直接錄入。

6)分析測(cè)試結(jié)果，確定預(yù)防性維修策略

此步驟是機(jī)械完整性管理的重要步驟，用以確定設(shè)備可靠性。主要過(guò)程為：將測(cè)試的數(shù)據(jù)與實(shí)際操作數(shù)據(jù)、設(shè)備歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備供應(yīng)商數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，找出需要糾正的潛在問(wèn)題，制定糾正措施。

腐蝕速率加快、設(shè)備故障頻繁等問(wèn)題可以通過(guò)制定預(yù)防措施來(lái)糾正；有些專業(yè)方法如故障模式與影響分析(FEMA)、故障樹(shù)分析(FTA)等，可以委托第三方，或逐步培養(yǎng)企業(yè)自身的技術(shù)力量；對(duì)故障后果嚴(yán)重、產(chǎn)生故障的可能性最大、實(shí)際故障率最高的設(shè)備，則要進(jìn)行更高頻次的測(cè)試與分析。

7)實(shí)施并記錄預(yù)防性維修策略，并將其文件化

通過(guò)建立、落實(shí)預(yù)防性維修制度，對(duì)關(guān)鍵的工藝設(shè)備進(jìn)行有計(jì)劃的檢驗(yàn)和測(cè)試，可以盡早識(shí)別工藝設(shè)備存在的缺陷，并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和替換，以防止小缺陷或小故障的忽視，導(dǎo)致災(zāi)難性事故。如：

A.基于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)振動(dòng)等評(píng)價(jià)進(jìn)行檢修。

B.檢測(cè)壓力容器和儲(chǔ)罐、校驗(yàn)安全閥等相關(guān)附件、清理阻火器、更換爆破片。

C.測(cè)試消防給排水系統(tǒng)、測(cè)試緊急切斷閥功能。

D.根據(jù)泵密封件的平均壽命，提前進(jìn)行更換。

8)故障設(shè)備的管理

針對(duì)在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)隱患的設(shè)備，要根據(jù)不同的狀況，制定停用、修復(fù)、采取措施后監(jiān)控運(yùn)行等控制措施進(jìn)行管理。

如發(fā)生泄漏后無(wú)法停車(chē)，可采取的措施有：

A.夾具或其他封閉泄漏的方式。

B.新管道系統(tǒng)旁路。

C.使用臨時(shí)設(shè)備。

D.部分維修。

9)質(zhì)量保證

質(zhì)量保證指的是確保工藝設(shè)備的制造、安裝等滿足工藝的要求。在設(shè)備制造生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)需要確認(rèn)制造商有生產(chǎn)資質(zhì)和質(zhì)量保證系統(tǒng)，并且應(yīng)派人參與監(jiān)督設(shè)備的關(guān)鍵制造步驟和環(huán)節(jié)。任何針對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)格的改變，都需要經(jīng)過(guò)審查，并且有可能需要遵守變更管理程序。

確保按照設(shè)計(jì)規(guī)格和制造商提供的指南正確安裝設(shè)備。安裝過(guò)程中需要檢查工程安裝承包商是否安排合格的安裝人員，特別是焊接人員是否按照正確的程序完成安裝，是否誤用其他規(guī)格的材料，如法蘭、彎頭、閥門(mén)、墊片、螺栓、潤(rùn)滑油和焊條等。

項(xiàng)目完成后，企業(yè)需要檢查接收設(shè)備的竣工圖、壓力容器的相關(guān)證書(shū)、施工材質(zhì)的檢驗(yàn)證書(shū)等，并將它們歸檔保存。

企業(yè)還應(yīng)確保使用的維修材料、備品、備件以及設(shè)備符合工藝要求，要管控工藝設(shè)備的備品備件的采購(gòu)、驗(yàn)收、倉(cāng)庫(kù)保管和使用，防止錯(cuò)誤使用。

10)培訓(xùn)、變更、啟動(dòng)前安全審查

良好的機(jī)械完整性表現(xiàn)近乎一個(gè)完整的體系運(yùn)行，涉及到的培訓(xùn)、變更、啟動(dòng)前安全審查，也應(yīng)該按照過(guò)程安全管理的相關(guān)要素要求執(zhí)行。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)中小型化工企業(yè)必須通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和加強(qiáng)安全技術(shù)管理相結(jié)合的措施來(lái)進(jìn)行設(shè)備完整性管理，二者相輔相成，缺一不可，這是人們對(duì)設(shè)備完整性管理的共識(shí)。面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化的競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)實(shí)施機(jī)械完整性管理，保證設(shè)備全過(guò)程有效管理，使整套生產(chǎn)裝置中的所有設(shè)備都處于良好的、可預(yù)測(cè)的、長(zhǎng)周期的運(yùn)行狀況，從而達(dá)到降低和杜絕重大事故發(fā)生概率，取得良好的安全生產(chǎn)效益。