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设备故障诊断技术能给企业带来巨大的经济效益

  设备故障诊断技术是七十年代以来,随着计算机和电子技术的飞跃发展,促进工业生产现代化和机器设备的大型化、连续化、高速化、自动化而迅速发展起来的一门新技术,也是一门以高等数学、物理、化学、电子技术、机电设备失效学为基础的新兴学科。它是现代化设备维修技术的重要组成部分,并且正在日益成为设备维修管理工作现代化的一个重要标志。
  设备故障诊断技术对确保机械设备的安全、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染均起到重要作用。因此,在生产中运用现代设备故障诊断技术,可给企业带来巨大的经济效益。虽然这一技术的经济意义是多方面的,但归纳起来可以集中体现在两个方面,即突发故障的降低和维修费用的减少。

1.关于突发故障方面

  无论国内还是国外,在生产发展中都曾发生过一系列惊人的重大设备事故。这都给企业带来了极大的经济损失甚至政治影响。
  1979年美国三里岛核电站重大泄露事故发生,由于系统误判断,开关误操作、堆芯严重损坏,放射性物质外流,从而造成几十亿美元的经济损失,并因公害引起居民示威,迫使国会出面调解。
  1984年在印度博帕尔市,由美国联合炭化公司经办的博帕尔农药厂发生了甲基异氰酸脂压力失控,从出现裂纹的安全阀泄露出来,造成了两千人死亡及二十几万人中毒受害,最后迫使该市搬迁。
  1986年苏联基辅市切尔诺贝利核电站第四号机组发生事故,导致堆芯毁坏,部分放射性物质放入大气,厂房因爆炸和大火而部分倒塌。这是由于违章操作,应急系统失效,最终造成了四号机长期埋葬以及严重的国际影响。
  以上几个典型案例都说明了由于一些单位缺乏对设备诊断的足够认识,因而措施不力,不能早期发现故障并使之得到控制,终于导致事故爆发。
  这种情况近年来在国内也同样存在。例如众所周知的大连某石油厂爆炸事故,河南某钢厂的电缆失火事故以及大同某电厂二号机组的飞车事故等,虽然不象1979年吉林某液化气站球罐破裂事故造成死32人,伤残50多人,直接损失600多万元,成为79年世界四大事故之一,但是也造成了很大的经济损失和生产影响。另外,据我国对年产30万吨合成氨和48万吨尿素化肥厂五大透平压缩机组的初步调查结果表明,仅1977年和1978年的不完全统计,机械故障高达100多次,经济损失几个亿,相当于另办一个新厂的年产量收益。
  如果以上这些单位,认真推广和应用设备故障诊断技术,充分掌握设备运行现状,及时找出存在故障的部位和原因,以及科学地进行趋势分析,果断地采取有效措施,就完全可能及时防止重大设备事故的发生,也能将其危害限制在一定的范围内,从其可能产生的直接损失和间接损失中得到效益。
  据资料报道,美国的PEKRUL发电厂在IMEKO第三届国际会上曾介绍,该厂装机容量为100万千瓦,电费为0.015美元/度,年生产值为1亿美元,事故停机损失为15万美元/年,该厂共有50个部位要监测,共需投资20万美元,监测费用为1.5万美元/年,根据可靠性计算,整个系统可能有14次事故停机,而决定采用诊断技术后有50%的事故能被检查出来,又有20%是假警报,每次事故停机平均需要3天时间检修,则该诊断系统能节约的费用B为:
  B=0.5×0.5×14×3×150,000×(1-0.2)=1,260,000美元/年
而诊断所需成本A则为:
  A=(200,000/10年折旧)+15,000=35,000美元/年
则经济效益系数C为:
  C=B/A=1,260,000/35,000=36
  在我国虽然开展设备诊断的时间不长,但也取得了一些显著的效果。例如辽化从法、意、西德引进的大型机组,在试车初期发生多起振动故障,并曾先后损坏过三个离心压缩机转子,不能投入运行,后经故障诊断和振动分析,终于解决了问题,又如过去铁路系统曾存在大量的燃轴事故,影响了铁路运输,后来运用红外技术,从1979年到1986年共发现和防止了车辆燃轴达291万件,1986年与1978年相比,这类事故减少了14倍,按经济效益计算等于每年为铁路增加车辆43万次,相当于增加运输收入2亿多元。
  以上事实说明开展和应用设备故障诊断技术对保证生产发展,防止设备事故是可以取得显著效益的。

2.关于维修费用方面
  在人类生产发展史上,设备维修体制的发展经历了从不定期到定期,又到不定期
这样几个阶段,它反应了如何获得经济效益的事实。
  事后维修方式时代对发生事故难以预料,并往往会造成设备的严重损坏,既不安全而且又延长了检修时间,修理费用反而加大。
  计划维修是建立在设备故障率的统计分析基础上的,其检修期远远小于最短故障期,因此可以保证不会出现设备损坏的严重故障,但是往往要使还能运行一段时间的设备停下检修,既减少了产量又增加了维修费用,造成所谓"过剩维修",这对于现代化大型连续生产企业,其不合理是明显的。这种"过剩维修"所造成的经济损失可从辽化的统计予以说明,由于该公司过去按规定每年必须停车大修一次,致使 生产要少收入利润4,000万元左右,大修耗资4,270万元,总计为8270元,而国外同类企业每3~4年才维修一次,相比之下,过剩维修的损失是极其可观的。
  而以状态监测为基础的预知维修,是不规定检修周期,但是要定期或连续地对设备进行状态监测,并根据状态监测和故障诊断的结果,查明设备有无劣化或故障征兆,再安排在必要时进行修理。它能在设备失效前检测和诊断出所存在的故障,并可较准确地估计出连续运行的可靠时间,因而设备使用寿命最长,意外停机事故最少,还有因过剩维修受到控制,从而减少了备件消耗和维修工作量,也可防止因检修而出现的人为故障,从而最终导致使维修费用最低。
  根据美国国家统计局提供的资料,1980年美国工业设备维修化掉2460亿美元,其中约750亿美元是由于过剩维修而造成的浪费,约占当年美国税收的十分之一。当世界其他各国认识到设备故障诊断技术的重要作用,并在企业中实行状态监测维修后,也同样取得了很大的经济效益。例如:
  英国:政府对2000家工厂进行调查的结果表明,设备管理采用故障诊断技术后,每年可节约维修费用3亿半镑,而用于诊断技术的投资费用为0.5亿镑,直接收益为2.5亿镑,诊断技术投资与获利1:5,某些工厂投资和获利之比高达1:17。
  日本:新日铁公司采用诊断技术后,每年维修费用降低10%,获净利200亿日元。企业采用诊断技术后,设备停机时间平均下降50%,事故率下降75%,维修费用下降25~50%,日本还推荐100亿日元的设备要配备1亿日元的诊断系统。
  加拿大:某造纸厂在机械设备管理中采用了诊断技术后,仅在一年半时间中,即降低损失81%,净收益500万美元。
  丹麦:一个化工厂采用状态监测维修后,使维修工作量247台减到14台,一个炼油厂把电机的维修费下降了75%,一个造纸厂实行状态监测的第一年就节约25万美元,而支付的监测设备费还不到节约费用的10%。
  国内设备管理中采用诊断技术工作起步较晚,但也有许多成功的例子,概括地讲,应用诊断技术,实行以状态监测为主的维修制度有以下优点:
(1)避免"过剩维修",防止因不必要的拆卸使设备精度降低,延长设备寿命
(2)减少维修时间,提高生产效率和经济效益。
(3)减少和避免重大事故发生,故不仅能获得巨大经济效益,而且能获得很好的社会效益。
(4)降低维修费用
  综上所说,我们可以得出结论,对于现代化设备来说,不出故障是很难做到的,问题在于早期发现,防患于未然,而以时间为基础的定期维修方式必然要过渡到以状态为基础的状态监测维修制度。因为按状态维修产生的经济效益是十分惊人的,有"无形的财富"和"被遗忘的利润"之称。



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