海上平台吊机上RCM风险分析技术的应用

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摘要：吊机作为海上平台的关键设备，是重点管控的设备之一。吊机在运行过程中具有潜在的安全隐患，为满足海上平台起重机的管理要求，建立一套基于RCM理论的海上起重机可靠性维修策略在现场应用，对提高设备的可靠性，减少安全事故的发生，节省维修费用，提高设备管理水平及工作效率都具有重要意义。文章介绍了RCM风险分析的技术方法，以海洋石油162平台15吨吊机为例，根据RCM分析步骤对影响吊机安全运行的风险因素进行研究，对吊机进行设备树及其功能划分，以主起升绞车为例列出常见故障原因及影响模式，并给出其风险等级，并提出功能部件的维修策略制定方法。

关键词：风险管理；RCM；分析技术；海上平台吊机；应用

1RCM风险分析介绍

吊机是海上平台载人载物的重要设备，从吊机每年发生的故障模式上可以看出，吊机原有的维保模式已经不能满足设备资产完整性管理的要求。RCM分析技术是实现资产完整性管理的关键风险方法，为持续提高设备设施管理水平，确保设备设施安全可靠、经济运行，对海上平台200多台吊机的管理引入RCM理论并应用，进行资产完整性管理，是很有必要的。

2RCM风险分析技术

2.1RCM的概念及分析方法。RCM是一种新的维修理念，从小的方面来说，RCM是一种方法或过程，用来确定必须完成哪些作业才能确保某种有形资产或系统能够继续完成使用者所需的各种功能。其分析方法是从数据收集开始，对设备的每一个部件进行风险识别，采用半定性、半定量的分析方法对设备进行风险分析，即故障模式及影响分析（FMEA）。2.2RCM分析的技术路线。（1）选取典型设备，以RCM分析工具为依托进行系统功能划分；（2）通过RCM分析工具建立设备故障模式及影响分析表（FEMA）表；（3）建立设备风险评价准则；（4）制定一套设备的维修策略及维修任务；（5）与维修管理相结合，形成PDCA动态循环。

3RCM分析技术在吊机上的应用

海洋石油162平台15吨吊机型号为YQHG2240-10t-15m(5t-33m)，制造时间为2012年，以该吊机为例，rcm的分析步骤包括对吊机进行设备功能划分，识别高中低风险部件，根据风险矩阵进行故障模式及影响分析，依据逻辑决算图，有针对性的制定该吊机的维修策略。3.1吊机RCM的分析过程。进行RCM分析前应定义设备边界，收集数据、建立设备树，建立好设备树之后进行RCM的分析，其过程主要包括设备边界、设备单元划分、FMEA分析、逻辑决断分析、维修策略制定、编制报告等，分析后进行现场实施应用。3.1.1数据搜集。依据《石油天然气工业设备可靠性和维修数据的采集与交换》GB/T20172-2006/ISO14224对吊机进行边界划分，对吊机的边界定义为基座以上部分。依据RCM分析要求，进行边界范围内的数据收集，收集的数据包括但不限于以下信息：（1）吊机概况。如吊机的构成、设备树层次、功能（包含隐蔽功能）等；（2）吊机的失效信息。如吊机的失效模式，失效原因，失效率、失效影响（安全影响、环境影响、经济影响、维修成本等），P-F间隔期（潜在失效发展到功能失效的时间），失效的监测方法等；（3）吊机的维修保障信息。如维修设备、工具、备件、工种、工时等；（4）费用信息。如维修费用；（5）类似吊机的上述信息。3.1.2设备树划分。根据边界划分建立设备树，把吊机划分为结构系统、起升系统、变幅系统、回转系统、液压系统、电仪控制系统、动力系统。并划分到可维修部件，然后对可维修件进行失效模式与失效原因分析。以HYSY162平台10吨桁架式吊机为例划分设备树的原则如下：（1）按照设备的功能和结构进行划分；（2）设备树上设备节点是工程师平时工单中的维护对象；（3）失效统计分析出的失效原因需要能在设备树节点上制出定相应的维护策略来避免；（4）一个部件有不同的功能或者从不同的方面考虑属于不同的子系统时，按其主要功能进行划分。3.1.3失效模式及其影响分析。(FMEA)吊机的FMEA分析，即失效模式及其影响分析，是定性化和定量化相结合的程序化工作。对部件的每一种故障模式进行风险分析，确定其风险的大小。总风险（R）或重要级别由两个因数的的计算来得到：R=CSxEL其中，R是总风险；CS是后果严重性；EL是事件的可能性。评价故障模式的风险之前，首先需要制定风险矩阵。对于不同的设备或系统，根据不同的目的，风险矩阵可能是不同的。风险矩阵应根据用户的有关管理规定或行业惯例制定，通常采用3X3或5X5的方式。对海洋石油162平台10吨桁架式吊机主起升绞车的FMEA分析示例如表1所示。分析HYSY162平台10吨吊机所有可维修件的失效模式影响，结果统计高故障失效模式占16.81%，中故障影响模式占24.93%，低故障风险模式占58.26%。3.1.4失效原因分析。失效原因是导致设备或装备功能失效的任何事件。在FMECA分析中，列出产品的具体功能、功能失效、失效模式后，就应分析并记录导致每一功能失效的具体原因。对吊机的主起升减速器失效原因分析如表2所示。3.1.5逻辑决算分析及维修策略制定。维修策略制定采用逻辑决算图的分析方法，在HYSY162平台吊机的RCM分析中，对维修任务进行了具体的分类，比如：当失效模式为电机的振动过大，其维修策略应为状态监测，对应的失效原因是轴承磨损，其任务类型应为大修时检查处理。根据机械部件的每一种失效原因的所对应的维修策略，制定维修任务，还需要确定相应的维修工作内容、维修工种和维修间隔期。对HYSY162平台10吨吊机维修任务整理后各工种作业数的统计，机械工种维修任务数为217个，电气工种维修任务数为29个，安全与控制工种维修任务数为198个。

4结语

通过RCM分析提供的检修维护策略应与现场良好的结合，具有动态性、实时性的特点。吊机RCM风险分析技术的应用，有针对性的制定运行期间的检验维修策略，不仅可以实现对吊机设备的分级管控，降低风险，降低成本，同时有利于数据的存储，更有利于设备设施资产完整性的应用及推行。

参考文献:

[1]刘小辉许述剑方煜等.机械完整性体系指南.中国石化出版社,2019,11.4:133.

[2]蒋坛军维修4.0：第四代维修模式：战略维修实践.北京：机械工业出版社,2018.9:60-65.

[3]《系统可靠性分析技术失效模式和影响分析(FMFA)程序》GB/T7826-2012.

[4]《以可靠性为中心的维修应用指南》IEC60300.3.11-2011.

作者:孟庆鹏 高连烨 时均莲 单位:1.中海油能源发展采油服务分公司2.中海油能源发展装备技术有限公司