海上平臺吊機上RCM風險分析技術的應用

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摘要：吊機作為海上平臺的關鍵設備，是重點管控的設備之一。吊機在運行過程中具有潛在的安全隱患，為滿足海上平臺起重機的管理要求，建立一套基于RCM理論的海上起重機可靠性維修策略在現場應用，對提高設備的可靠性，減少安全事故的發生，節省維修費用，提高設備管理水平及工作效率都具有重要意義。文章介紹了RCM風險分析的技術方法，以海洋石油162平臺15噸吊機為例，根據RCM分析步驟對影響吊機安全運行的風險因素進行研究，對吊機進行設備樹及其功能劃分，以主起升絞車為例列出常見故障原因及影響模式，并給出其風險等級，并提出功能部件的維修策略制定方法。

關鍵詞：風險管理；RCM；分析技術；海上平臺吊機；應用

1RCM風險分析介紹

吊機是海上平臺載人載物的重要設備，從吊機每年發生的故障模式上可以看出，吊機原有的維保模式已經不能滿足設備資產完整性管理的要求。RCM分析技術是實現資產完整性管理的關鍵風險方法，為持續提高設備設施管理水平，確保設備設施安全可靠、經濟運行，對海上平臺200多臺吊機的管理引入RCM理論并應用，進行資產完整性管理，是很有必要的。

2RCM風險分析技術

2.1RCM的概念及分析方法。RCM是一種新的維修理念，從小的方面來說，RCM是一種方法或過程，用來確定必須完成哪些作業才能確保某種有形資產或系統能夠繼續完成使用者所需的各種功能。其分析方法是從數據收集開始，對設備的每一個部件進行風險識別，采用半定性、半定量的分析方法對設備進行風險分析，即故障模式及影響分析（FMEA）。2.2RCM分析的技術路線。（1）選取典型設備，以RCM分析工具為依托進行系統功能劃分；（2）通過RCM分析工具建立設備故障模式及影響分析表（FEMA）表；（3）建立設備風險評價準則；（4）制定一套設備的維修策略及維修任務；（5）與維修管理相結合，形成PDCA動態循環。

3RCM分析技術在吊機上的應用

海洋石油162平臺15噸吊機型號為YQHG2240-10t-15m(5t-33m)，制造時間為2012年，以該吊機為例，rcm的分析步驟包括對吊機進行設備功能劃分，識別高中低風險部件，根據風險矩陣進行故障模式及影響分析，依據邏輯決算圖，有針對性的制定該吊機的維修策略。3.1吊機RCM的分析過程。進行RCM分析前應定義設備邊界，收集數據、建立設備樹，建立好設備樹之后進行RCM的分析，其過程主要包括設備邊界、設備單元劃分、FMEA分析、邏輯決斷分析、維修策略制定、編制報告等，分析后進行現場實施應用。3.1.1數據搜集。依據《石油天然氣工業設備可靠性和維修數據的采集與交換》GB/T20172-2006/ISO14224對吊機進行邊界劃分，對吊機的邊界定義為基座以上部分。依據RCM分析要求，進行邊界范圍內的數據收集，收集的數據包括但不限于以下信息：（1）吊機概況。如吊機的構成、設備樹層次、功能（包含隱蔽功能）等；（2）吊機的失效信息。如吊機的失效模式，失效原因，失效率、失效影響（安全影響、環境影響、經濟影響、維修成本等），P-F間隔期（潛在失效發展到功能失效的時間），失效的監測方法等；（3）吊機的維修保障信息。如維修設備、工具、備件、工種、工時等；（4）費用信息。如維修費用；（5）類似吊機的上述信息。3.1.2設備樹劃分。根據邊界劃分建立設備樹，把吊機劃分為結構系統、起升系統、變幅系統、回轉系統、液壓系統、電儀控制系統、動力系統。并劃分到可維修部件，然后對可維修件進行失效模式與失效原因分析。以HYSY162平臺10噸桁架式吊機為例劃分設備樹的原則如下：（1）按照設備的功能和結構進行劃分；（2）設備樹上設備節點是工程師平時工單中的維護對象；（3）失效統計分析出的失效原因需要能在設備樹節點上制出定相應的維護策略來避免；（4）一個部件有不同的功能或者從不同的方面考慮屬于不同的子系統時，按其主要功能進行劃分。3.1.3失效模式及其影響分析。(FMEA)吊機的FMEA分析，即失效模式及其影響分析，是定性化和定量化相結合的程序化工作。對部件的每一種故障模式進行風險分析，確定其風險的大小。總風險（R）或重要級別由兩個因數的的計算來得到：R=CSxEL其中，R是總風險；CS是后果嚴重性；EL是事件的可能性。評價故障模式的風險之前，首先需要制定風險矩陣。對于不同的設備或系統，根據不同的目的，風險矩陣可能是不同的。風險矩陣應根據用戶的有關管理規定或行業慣例制定，通常采用3X3或5X5的方式。對海洋石油162平臺10噸桁架式吊機主起升絞車的FMEA分析示例如表1所示。分析HYSY162平臺10噸吊機所有可維修件的失效模式影響，結果統計高故障失效模式占16.81%，中故障影響模式占24.93%，低故障風險模式占58.26%。3.1.4失效原因分析。失效原因是導致設備或裝備功能失效的任何事件。在FMECA分析中，列出產品的具體功能、功能失效、失效模式后，就應分析并記錄導致每一功能失效的具體原因。對吊機的主起升減速器失效原因分析如表2所示。3.1.5邏輯決算分析及維修策略制定。維修策略制定采用邏輯決算圖的分析方法，在HYSY162平臺吊機的RCM分析中，對維修任務進行了具體的分類，比如：當失效模式為電機的振動過大，其維修策略應為狀態監測，對應的失效原因是軸承磨損，其任務類型應為大修時檢查處理。根據機械部件的每一種失效原因的所對應的維修策略，制定維修任務，還需要確定相應的維修工作內容、維修工種和維修間隔期。對HYSY162平臺10噸吊機維修任務整理后各工種作業數的統計，機械工種維修任務數為217個，電氣工種維修任務數為29個，安全與控制工種維修任務數為198個。

4結語

通過RCM分析提供的檢修維護策略應與現場良好的結合，具有動態性、實時性的特點。吊機RCM風險分析技術的應用，有針對性的制定運行期間的檢驗維修策略，不僅可以實現對吊機設備的分級管控，降低風險，降低成本，同時有利于數據的存儲，更有利于設備設施資產完整性的應用及推行。

參考文獻:

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[4]《以可靠性為中心的維修應用指南》IEC60300.3.11-2011.

作者:孟慶鵬 高連燁 時均蓮 單位:1.中海油能源發展采油服務分公司2.中海油能源發展裝備技術有限公司