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可靠性维修性安全性(RMS)管理在南钢

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  • 发布日期:2012-10-01 23:25
  • 有效期至:长期有效
  • 案例区域:广东湛江市
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详细说明

1前言
       1.1 立项背景
       南京钢铁联合有限公司是集焦化、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等工序的综合性钢铁联合企业,由于历史原因工序不完全匹配,铁的产量不能满足炼钢的需求,炼铁生产水平好坏直接制约着整个冶炼铁片的生产水平发挥。中板厂为轧钢生产的主要单位。为充分挖掘炼铁厂和中板厂的设备生产效能,以提高设备的综合经营水平面,使联合公司生产效益达到最大化,决定在炼铁厂、中板厂推行以设备可靠性为中心的可靠性维修性安全性(RMS)管理模式。
       炼铁生产工艺流程包括:烧结矿、球团矿、熔剂和燃料,分批按比例加入高炉中,通过鼓风机向高炉内连续送入高温空气,最终得到铁水铁口定期排出。
       中板厂生产工艺流程包括:钢坯经加热炉加热后进入三辊轧机、四辊轧机轧制,再送入矫直机进行矫直,然后通过冷床进行冷却后,用冷剪机将轧制后的钢板的边角、头尾切去。品种有船板、锅炉板、容器板、桥梁板、和低合金结构钢;规格:厚度从4.5mm到40mm,宽度从1500mm到2200mm,长度从4000mm到12000mm。
随着生产量的增长,设备系统时有故障发生,严重影响安全高效地生产。因此迫切需要对其各系统可靠性进行分析研究,提出改进建议,加强设备系统的可靠性维修性安全性管理,提高设备利用率,保证炼铁和轧钢生产的正常进行。
       1.2项目要求和预期目标
       ⑴ 建立RMS管理制度,确定RMS评价指标和信息统计方法,并使其贯彻执行。
       ⑵ 建立故障报告、分析和纠正措施系统,使其正常运行。
       ⑶ 在收集故障信息和维修信息的基础上进行系统故障模式、影响及危害度分析。
       ⑷ 实行以可靠性为中心的维修,加强失效分析,实行关键设备状态监测,减少非计划停机,提高系统可靠性,减少废品率。
       ⑸ 探索建立在可靠性和可用性管理基础上的LCS安全管理的方法和途径。
       2生产系统的工艺流程和可靠性模型
       南京钢铁联合有限公司生产流程图如图1所示。

图1 南京钢铁联合有限公司生产流程图

       2.1. 炼铁生产工艺流程
       炼铁工艺流程为:烧结矿、球团矿、熔剂和燃料,分批按比例加入高炉中,通过鼓风机和热风炉连续向炉内送入高温空气,最终形成铁水从铁口定期排出。
       2.2. 高炉装置系统的可靠性模型
       高炉生产的目的在于用最低的原料消耗,获得产量最高、质量最好的生铁。高炉系统功能结构如图2所示。高炉系统的可靠性框图如图3所示。
 

                                                图2 高炉系统功能结构图
  
       2.3 中板厂生产工艺流程
       中板厂生产工艺流程为:钢坯经加热炉加热后进入三辊轧机、四辊轧机轧制,再送入矫直机进行矫直,然后通过冷床进行冷却后,用冷剪机将轧制后的钢板的边角、头尾切去。品种有船板、锅炉板、容器板、桥梁板、和低合金结构钢;规格:厚度从4.5mm到40mm,宽度从1500mm到2200mm,长度从4000mm到12000mm。
       2.4. 中板厂装置系统的可靠性模型
       中板厂轧板装置系统功能结构如图4所示。高炉系统的可靠性框图如图5所示。
 

图4 南钢轧板系统功能结构图

       3系统和装置的可靠性维修性指标及其评价分析
       对冶金企业生产系统管理现状进行调查,结合钢铁企业连续运行设备系统的特点与现状,讨论分析大型复杂制造系统的可靠性研究的必要性和可能性。在对南京钢铁集团有限公司的冶金生产系统管理现状和连续运行设备系统的特点与现状进行调查分析的基础上,确定南京钢铁集团有限公司的炼铁和中板生产设备装置系统为LCS试点系统。
       3.1 炼铁装置系统可靠性指标分析
       对企业总体生产系统和炼铁系统进行现场摸底调查,获得了第一手资料和数据,初步确定炼铁系统和装置的可靠性维修性指标和含义。
       ⑴ 计划休风率:计划检修时间/日历工作时间;
       ⑵ 非计划休风率:(总休风时间-计划休风时间)/日历工作时间;
       ⑶ 主要设备可用率:高炉运行时间/日历工作时间;
       ⑷ 月平均非计划休风次数;
       ⑸ 月平均非计划休风时间;
       ⑹ 计划休风次数;
       ⑺ 铁水合格率:(含Si≤0.85、S≤0.07铁水产量)/总铁水产量;
       ⑻ 高炉利用系数:每昼夜每立方米高炉的产量。
       炼铁厂在运用RSM管理后2003年度的可靠性指标评定值如表1所示。
       3.2 中板装置系统可靠性指标分析
       对企业总体生产系统和中板系统进行现场摸底调查,获得了第一手资料和数据,初步确定中板系统和装置的可靠性维修性指标和含义。
       ⑴ 有效作业率:生产时间/(日历时间-计划检修时间);
       ⑵ 主要生产设备事故停机率:事故及故障时间/日历时间;
       ⑶ 主要设备利用率:生产时间/日历时间;
       ⑷ 月平均非计划检修时间;
       ⑸ 大中修次数;
       ⑹ 产品合格率:合格产量/(合格产量+轧制废品);
        ⑺ 年产量。
       中板厂在运用RSM管理后2003年度的可靠性指标评定值如表2所示。
       4装置系统故障模式、影响及危害度分析(FMECA)
       在对企业总体生产系统的炼铁和中板生产情况数据收集数据的基础上,进行系统故障模式、影响及危害性分析(FMECA),特别是过程FMEA的研究,从而找出系统潜在的故障模式和薄弱环节,寻求预防或改进措施。通过可靠性增长分析,可以发现一些在设计中没发现的潜在故障问题,进一步完善和修正过程FMECA的内容以及改正风险顺序数的准确性,提高系统运行的可靠性和产品质量。应用P-FMEA方法来分析系统可靠性增长中出现的问题。提出相应的改进措施,并加以实施。
       4.1. 炼铁装置系统故障模式、影响及危害度分析(FMECA)
       炼铁装置系统生产过程故障模式、影响及危害度分析(FMECA)如表3所示




   

    4.2. 中板系统故障模式、影响及危害度分析(FMECA)
       中板装置系统生产过程故障模式、影响及危害度分析(FMECA)如表4所示
 

5健全设备管理制度,实施可靠性管理改进措施
       5.1. 建立故障报表、故障分析和纠正措施报告
       南京钢铁集团有限公司对现有设备管理和生产系统管理的方法和制度与可靠性维修性安全性管理方法进行分析和比较,寻找共同点、结合点和渗透方式。以大型复杂系统可靠性维修性安全性管理方法为指导,结合公司现有生产系统和设备管理的有效方法和制度,针对现有系统的薄弱环节,改进现有管理方法和制度,寻求提高冶金系统可靠性维修性安全性的有效途径。现已初步建立故障报表、故障分析和纠正措施报告,并正常运行。
       5.2. 改进和健全设备管理方式
       中板厂的设备管理强调“以人为本”操作人员是设备第一责任人,优化维修人员配置,把维修人员划到生产作业区管理,这样可以及时发现设备隐患,避免设备事故的发生。严加考核,只要不是外部原因引起的非计划停机,都作为故障停机时间考核,而故障停机时间直接和生产作业区及相关科室人员的收入挂钩。
       炼铁厂在2002年细化了计划检修管理,明确了各单位责任。各生产单位根据点检的情况向机动部申报计划检修。机动部在收到申报后,召开计划检修协调会,向各单位下达检修任务单和施工网络图,检修中专人负责检修过程的质量监督,检修完毕,由使用方、维修方、机动部联合验收调试,并在检修质量验收表上签字,检修质量和奖金挂钩,这样保证了检修质量,杜绝了返修和因检修质量不合格而引起的设备故障。
       5.3 加强技术改造和设备选型
       通过对生产设备影响大的故障停机时间分析,中板厂03年重点对四辊平台进行了整治,四辊门栓及挡水板小轴结构优化改造,使03年故障停机时间大幅下降。
       设备使用寿命性能70%是由设备制造过程决定。设备选型对设备可靠性起决定作用。在炼铁厂1#高炉大修前,我们在组织多方论证后决定采用PW无料钟炉顶,此设备虽比在用的2#高炉并罐无料钟炉顶设备投资高出80万元,但其关键设备—气密箱、轴承的使用寿命均可保证与一代炉龄相同步,而现使用的并罐设备使用周期只有一年。
       5.4.加强设备运行状态监测
       以状态监测为手段,以保证和提高流程连续生产系统的可靠性为中心,结合钢铁企业连续生产作业系统的实际及其设备的故障诊断和状态分析,进行设备系统的实证分析和寿命预测,并提出改进策略和建议。
       为进一步推进和提高设备可靠性管理、设备的状态监测与诊断以及设备的维护和管理水平。采用计算机网络、分布式人工智能等技术及相关监测技术手段,对部分受控点构建基于INTRANET/WWW的设备运行状态监测与故障诊断以及设备维护与管理系统。本系统分为两大模块,分别实现设备的状态监测与诊断以及设备的维护和管理。两个模块之间通过分布式数据库技术以及标准的数据交换接口有机联系在一体,实现信息的交互与共享。其中主要阐述了现场在线信号采集、监视、信号分析、故障诊断与报警等,以及远程(网络)状态监视、信号分析与诊断等这部分模块功能。对设备进行动态管理、运行状态量化把握,及时了解设备的运行状况,实现关键设备的倾向管理。利用系统的数据管理功能,采用时域、频域分析及趋势分析与预报等常用的数据分析方法,对受控点的监测参数进行数据浏览(如设备状态记录)与数据处理,对受控设备进行故障诊断、状态分析。
       中板厂加大设备状态监测项目的投入,对中板三辊主机电流、四辊连接轴扭矩进行实时监控,控制轧机超负荷轧制,避免设备因操作不当造成事故。对炼铁厂AV40轴流风机的振动值和温度值进行连续监测,定期对数值进行分析,使风机检修向预知性方向发展。
       公司在设备日常点检中还运用先进的测量仪器,如测厚议、油液分析议、测温仪等,了解设备运行趋势,逐步达到以检测定维修,向状态维修、预知维修过渡,使设备始终处于受控状态。在机械设备的维护润滑方面,采用较为先进的专业油脂,延长设备寿命。
       5.5规范的三级点检模式,完善设备管理制度
       针对炼铁厂原有的点检制度的缺陷,完善了设备点检制度。铁厂原有点检制度中点检内容不具体,点检人员责任不明确,往往是巡而不检,设备出现故障后责任分不清,不能有效控制设备故障的发生。
       2002年根据炼铁厂实际情况,完善了点检制度,按照生产区域的划分,把各种设备分解到人,设备分原日检、周检、月检,人员分操作工点检、维修工点检和专业点检,完善了点检部位、点检方法和设备完好标准。制订了点检量化考核表,月度考核和奖金挂钩,月度考核连续不达标的给予待岗。新的点检制度的出台,使点检工作改变了以前有名无实的状况,降低了非计划停机时间。
       2003年炼铁厂随着生产节奏的加快,对设备管理工作提出更高要求,坚持“以强化管理为中心,扎实搞好设备基础管理,加强设备安全、经济、技术管理,积极开展设备攻关,继续推进全员设备管理,加大考核力度,促进设备经济运行,紧紧围绕炼铁厂生产目标开展设备工作主要开展了以下方面的工作:
       ⑴ 加强设备三级点检工作,精心组织每一次计划检修。
       通过各岗位点检标准规范的完善,在点检标准化的基础上,向量化点检方向努力,由设备科点检站专业点检员和车间点检员共同主导实施,并强化点检站对三级点检工作的监督职能,提高点检工作的技术水平。针对重点和难点设备开展专项点检、重点特护工作。如高炉上料系统的电器机械联合点检、煤气、热风管道的仪器测量和技术修补等。点检的加强使设备故障的处理在萌芽状态,减少了休风时间。
       在三级点检的基础上,精心组织了每一次计划检修,保证检修质量。设备科在每次计划检修之前组织召开计划检修会,对检修内容、施工人员调配、检修备品、配件逐一协调落实,绘制好施工网络图。计划检修时,专业技术人员对检修进行全过程监督,严格执行检修方、使用方、设备科专业技术人员三方联合验收联合制度。这样保证了检修质量,使设备在每次计划检修之后保持良好的运行状态,降低了设备故障发生的概率。
       对发生的设备事故做到“三不放过”,要严格考核,杜绝重复发生。通过对设备动态的分析,掌握设备故障趋势。必要的时候开展设备特护工作,有效降低设备事故的发生率,坚决杜绝重大、特大事故的发生。
       ⑵ 建立动态的人员管理模式。
       加强对各级设备管理人员的岗位培训,提高设备管理人员的专业素质和责任心  专业技术管理是设备管理的重要组成部分,特别是在改制后人员精简的情况下,提高设备管理的技术含量,提高设备管理人员的技术素质,是促进设备管理规范化、科学化的有效手段。特别是针对现在高炉设备员人员较新、担子较重的特点,有计划的对他们进行专业培训和考核。2003年初,炼铁厂对设备管理人员的任用制度进行了改革,加强对设备管理人员的考核,建立能上能下的管理人员机制。针对各级设备管理人员的职能要求,做到工作层层落实、步步推进,对设备管理人员的工作量化考核。通过动态模式,对于不称职的设备员进行调换,调动了车间设备员和专业设备员的积极性,加强了工作责任心,同时各种新的技术不断出现。如2003年2月,5#高炉煤气下降管开裂30cm,正常情况下必须休风才能检修,休风时间一般在10小时以上,可是铁厂设备管理人员集思广益,在完全不影响生产的情况下,焊好了该管道。所以只有制度的创新,才有管理水平和技术的创新。
       ⑶ 做好备件及成本的管理工作,力争设备的经济运行。
       坚持在备件工作中的“对库存心中有数,报计划及时准确,重落实,重质量”的指导思想,将工作提前落在实处,2003年上半年共申报备件计划394项,落实到货的达到80%,保证了检修的需要。通过强化考核抓紧成本管理,保证成本逐步降低。设备管理强化成本意识。每月均将备件费用和维修发生情况详细报表,同时将考核与成本紧密挂钩,另一方面,针对以前发生费用不能及时结算的情况,由专人负责对未到价格的备件进行估价,对未结算的维修费用进行合同价估算及工程预算,保证了成本考核的实效性。
       ⑷ 开展设备难题攻关、技术改造和辅机的大中修工作,降低休风率。
       在保证主体设备良好运行的同时,积极采用“先进、适应、经济、可靠”的新技术,不断对现有设备进行挖掘、改造。上半年先后进行了南化氧的工程建设,清罐厂房的改造,四号高炉冲渣水的改造,同时配合技术科对槽下的矿筛进行试用、选型等。同时参与了1#高炉大修前期的准备工作包括图纸的审核,备品、备件的申报、招标、议标,施工的准备工作。2003年初设备科制定了设备难题攻关项目表,责任到人,针对料车卷扬设备的故障在2002年占故障总时间的53.5%,抓住关键问题进行攻关,2003年的故障停机时间明显减少。
       ⑸ 采用标准化检修程序
       炼铁厂根据检修中积累的经验,对主线检修项目实行标准化作业,如料车卷扬机的检修一般是检修中的主线,我们编制了料车钢丝绳更换标准化作业,一方面使钢丝绳的更换从6-8小时降低到4小时以下,同时保证了钢丝绳的安装质量。
       5.6利用局域网优势,抓好备件的动态管理,有效降低备件维修费用
       控制备件消耗是降低维修费用的主要方面。充分利用炼铁厂局域网的优势,建立备件管理动态系统,从备件技术、备件使用、备件更换、备件改良与修旧等方面入手,努力降低备件消耗。
       ⑴ 充分利用局域网资源,实现备件库存的动态管理。首先从备件的出入库入手,将备件信息在网上公示,再逐步建立从计划,到库存、使用的网络体系,使备件管理走向科学化。
       ⑵ 强调备件计划性,确保备件供应。根据设备的运行维修实际情况全面考虑,做好备件计划申报工作。备件计划申报从车间设备员开始,设备科设备员统筹把握,计划员申报并落实执行情况,做到不漏报,不多报,减少紧急临时采购备件数量。
       ⑶ 加强备件的技术管理。对于重点备件从结构、材料、寿命和综合性价比方面考虑,对过程进行跟踪记录,有必要的实行厂家验收和入库验收两级验收制度。对于易损备件,组织人员攻关,开展备件改良,延长备件寿命,降低费用。
       ⑷ 加强备件修旧利废的管理工作。备件修旧利废以机修车间为主,设备科做好技术服务和组织验收工作,保证修旧备件的质量。针对高附加值、高消耗的备件,如液压阀门、油缸等,开展技术改良,改进密封材料,降低消耗。
       6、可靠性管理取得的效果
       6.1. 设备管理制度建设
       对公司总体生产系统和炼铁系统及中板系统进行现场摸底调查,获得了第一手资料和数据,确定了高炉炼铁系统和中板系统的可靠性维修性指标和含义。初步建立了RMS管理制度,确定了RMS评价指标和信息统计方法。建立了故障报告、分析和纠正措施系统,使其正常运行。目前运行效果良好。
       6.2. 系统故障模式、影响及危害度分析(FMECA)
       通过现场收集大量设备运行的一手资料,经过系统故障模式、影响及危害度分析,给出了炼铁装置系统生产过程故障模式、影响及危害度分析(FMECA)表和中板装置系统生产过程故障模式、影响及危害度分析(FMECA)表。针对潜在故障模式,又提出了切实可行的策略,使这些故障模式减少对系统可靠性的影响,提高系统的可靠性与维修性。针对这些薄弱环节,我们对现行的控制过程又提出了相应的改进建议,尤其是那些发生频度较高,严重度较大的失效模式,建议加强点检与保养,作好预防检修工作。由此可见FMECA分析对于系统可靠性的维护是相当必要的,也是非常有效的。
       6.3 建立了炼铁设备系统可靠性维修性管理与分析方法和程序
       在确定了高炉炼铁系统和装置的可靠性维修性指标和含义的基础上,给出了系统可靠性评价和分析方法和程序。由于高炉系统主要由上料系统、 送风系统、 炉顶系统、 炉体系统 、炉前系统、 热风炉这六部分组成,各系统又包含若干设备以不同形式组成系统,具有相当的复杂性,用传统的可靠性分析往往不能考虑到系统中的不确定因素或者考虑不全,导致分析结果不尽如人意。因此本项目运用模糊可靠性建立模型并运用于计算,得出各子系统的可靠性指标,给出整个高炉系统不同阶段的可用度评价结果。
       6.4落实改进措施,加强失效分析和关键设备状态监测,系统运行效果好
       实行以可靠性为中心的维修,加强失效分析,实行关键设备状态监测,减少非计划停机,提高系统可靠性,减少废品率。炼铁厂运用RSM管理方法前后可靠性指标对比效果如表5所示;中板厂运用RSM管理方法前后可靠性指标对比效果如表6所示;炼铁厂2003年和2002年各月份设备休风率情况如表7和表8所示。

表5 炼铁厂运用RSM管理方法前后可靠性指标对比

 

 
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