浅谈化工机械设备管理与维修保养技术

引言

在化工产业蓬勃发展的当下，化工机械设备作为生产运作的关键支撑，其管理与维修保养水平直接关乎企业安全生产、运营效率及经济效益。化工生产过程常伴有高温、高压、强腐蚀等复杂工况，设备长期处于严苛环境中，极易出现腐蚀、磨损、渗漏等故障。

一、化工机械设备管理与维修保养的重要性

1.1 保障生产安全

化工生产过程涉及大量易燃易爆、有毒有害的危险化学品，设备安全稳定运行是生产安全的基础防线。良好的设备管理与维修保养能够有效降低事故风险，例如，定期对压力容器、管道进行检测维护，可及时发现因腐蚀、疲劳导致的壁厚减薄、裂纹等隐患，避免泄漏、爆炸等恶性事故发生。而严格执行设备维护制度的企业，通过实时监测设备运行参数、及时修复故障，将事故扼杀在萌芽状态。

1.2 提高生产效率

化工生产过程连续性强、化工生产工艺复杂，化工设备一旦发生故障停机，将会影响化工生产的顺利进行。通过设备的有效管理及维护保养，能有效降低设备的停机时间，合理地对设备进行管理，改善设备的性能，并借助智能监测系统实时采集设备的振动、温度、压力等参数，判断设备工况，进而对设备的工艺参数及时做出调整，实现设备保持在最优的状态工作。

1.3 降低生产成本

化工机械设备的购买、维修及更新改造费用较为昂贵，科学的管理和维修保养可以节约企业的生产成本。通过合理的维护可以减少设备故障修复的维护成本，科学的设备管理可以增大设备的使用寿命，节省设备的更新成本。设备的科学保养还可以节约能源和物料，定期清理加热炉，对燃烧器进行改造提高热利用率降低燃料消耗，实实在在提高企业的经济效益。

二、化工机械设备管理与维修保养存在的问题

2.1 管理意识与制度问题

化工企业缺乏正确的管理理念，导致设备管理与维修保养工作无法得到有效进行。有的化工企业管理者往往为了追求生产经营效益，将设备管理视做次要的活动，认为只要 “能用”就 行了，对于设备的维护以及设备缺陷的防范工作却放在一边，再加上在设备的管理中，缺乏必要的管理理念和管理机制，而大多数化工企业在管理过程中，普遍没有建立起科学合理的设备管理制度，没有针对设备的采购、设备的验收、设备的运用、设备的报废等都制定了相关管理制度，对各个环节及工作内容相关的人员缺乏应有的明确分工，没有统一的合理的工作流程，另外，大家不知道有关资料都存在，一些设备的维修保养和维修记录中也没有记录设备的相关信息，存在维修的资料残缺，重复维系，设备的过度维系，加大了维系工作的投入成本，也阻碍了维系工作的效率。

2.2 人员素质与能力问题

人员的素质与能力因素。由于化工机械设备管理与维修的工作人员缺乏相关的专业素质，部分人员欠缺设备的原理、性能以及相关安全标准的知识，使得设备的选取与购买时无法做到心中有数，难以根据工艺流程所需的设备进行采购，设备的质量与生产所需不符；在机械设备的日常管理中，无法对设备的管理工作做到科学化，缺乏对安全隐患的预见性。维修人员的水平偏于低下，大部分企业机械设备的维修技术人员处于经验型的老黄牛状态，在高科技智能及自动化设备处理方面难以做到独立控制与操作，企业内部的培训模式落后、培训内容陈旧、形式单一，没有对新技术、新知识、新方法进行针对性培训而导致人员素质落后，与时代发展相悖，无法满足化工行业机械的管理与维护要求。

2.3 设备运行与维护问题

在设备运行及维护方面存在着风险。在化学工业生产环境中，由于设备处于高温、高压、易腐蚀的工作环境，机器很容易老化、磨损，而且企业未关注设备运行状态，未形成定期巡检机制，对设备未及时发现问题。设备维护保养不及时，部分企业追求利润最大化，减少设备维护周期，把计划维修转变为突发损坏后的维修保养，致使设备带病运转。长期不更换泵类润滑油，造成泵类轴承损耗严重，长期损坏，造成维修成本的增加，同时也会造成较长时间的生产线停产。

2.4 技术与方法问题

化工机械设备管理存在维修方式陈旧与新技术应用不足等问题。常规的化工机械设备故障维修依靠维修人员的经验来进行，不能准确地对化工机械设备进行精确化的故障检查与诊断，化工机械管理技术多采用传统技术，多数化工企业更多地采用记录、表格分析等方式进行记录和展示化工机械设备的运行状态、工作时长、材料损耗状况等数据，在通过数据统计的方式实现故障预测，但是受到化工企业的资金投入和技术标准限制，化工企业受到较大的限制，在管理理念方面存在缺陷，缺少预防性维修的理念，以修复为主，无法满足现代化的化工设备对高可靠性、长周期运行的要求。

三、化工机械设备常见故障

3.1 腐蚀故障

设备腐蚀失效故障是化工生产过程中对设备安全运行影响最大的故障之一。化工生产中用到的化工介质大都是强腐蚀性介质，例如硫酸、盐酸、烧碱等长期对设备金属表面造成侵蚀。由于设备表面在使用过程中存在电化学腐蚀，不同金属材质接触、电解质溶液不均的环境下形成一个微电池，造成对金属的腐蚀。应力腐蚀是腐蚀失效的一种特殊形式，当设备产生一定的拉应力同时与有氯离子的腐蚀性介质接触时，产生微观腐蚀性裂纹，并且裂纹继续扩展，罐壁出现局部应力腐蚀。在化工生产压力容器中，罐体承受着一定的压强。

3.2 冲蚀磨损故障

冲蚀磨损故障是由高速流动的介质或者含有固体颗粒物的流体对设备表面的冲击造成，化工管道在运行过程中当介质流速过大或者在介质中存在泥沙、催化剂颗粒等固体杂物时就会不停地冲击管道的内壁，将管道内的金属表面材料不断磨损掉。对冲蚀磨损故障比较高的离心泵部件为离心泵的叶轮，因为离心泵旋转的叶轮会对介质有驱动作用，同时受到介质中固相杂质物的冲击，会导致叶轮在叶轮面上形成沟槽、凹坑等，使叶轮工作效率降低，使叶轮的流量和扬程变小。

3.3 渗漏故障

化工机械设备中常见的故障就是渗漏故障，渗漏会严重威胁设备的生产安全和生产效率。渗漏的根本原因之一是密封失效，化工机械设备中产生渗漏的部件主要为密封件等，这些部件在工作环境下会由于温度、压力、介质、冲击等的作用而导致老化、变形，丧失了密封力；渗漏故障在设备中另一高发的环节就是管道，化工设备的管道大部分采用法兰连接的方式，连接法兰时紧固螺栓的力分布不均匀，法兰密封面和安装垫片的位置不当，会造成缝隙产生渗漏现象。化工生产设备输送物料中有些是剧毒或易燃易爆的介质，当管道出现渗漏时，除了会造成化工生产的原料浪费，产生污染外，还可能发生中毒或火灾、爆炸等重大事故。

3.4 疲劳裂纹故障

疲劳裂纹故障是在交变载荷下发生的缓慢性的破坏。化工设备中的压力容器、管道、轴类零部件等长期承受着压力、温度、振动等反复周期载荷，使设备金属产生内微裂纹，在反复应力作用下不断扩展，当裂缝尺寸扩展到一定极限后，发生突然破坏失效。高温管道开停工时由于温度升高会引起热应力，导致管道焊缝处形成疲劳裂纹。

四、化工机械设备维修方法

4.1 修复技术

化工机械设备修复技术的实施主要是为了对损坏后的设备进行性能的恢复。焊接修复是化工企业设备维修中常见的一种技术手段，主要是指针对化工企业设备因腐蚀、磨损或者出现裂纹等原因所造成的局部损害情况，利用焊接修复技术，补充设备局部损伤的位置，从而恢复设备的完整性，比如化工企业管道发生的穿洞、裂纹问题，利用氩弧焊、电弧焊等焊接技术手段对管道发生破损的位置填充焊接材料，从而恢复管道设备的完整性，确保其抗腐蚀性。在焊接修复的过程中，需要选用与设备主体材质相符合的焊条，并科学控制焊接工艺参数，防止受到焊接产生的热影响而导致设备表面质量受影响。补焊修复技术也是一种化工设备维护过程中应用较广的修复手段，主要是指针对于化工企业设备表面部分的局部破损修复。比如对反应釜内壁发生部分由于介质所导致的设备腐蚀程度比较严重的凹坑，也可以利用补焊修复方式，对设备部分表面结构进行修复，恢复其表面平整度。

4.2 更换零部件

更换化工机械零部件如果出现零部件磨损严重的情况，这时就需要对零部件进行更换处理，以确保化工机械设备的使用性能。在化工机械设备零部件更换前，需要准确了解设备零部件的损坏情况，通过零部件拆卸、故障分析等，将需要更换的零部件找到。在对化工机械设备零部件进行替换时，需要注意安装标准，以免发生事故。例如，离心泵叶轮的更换，就需要对泵叶轮新更换零件的型号、规格、质量等与拆装的泵叶轮保证一致，叶轮与泵轴及泵体的间隙调整同样需要进一步保证，需满足设备安全运行的要求，这样确保安装的质量。

4.3 故障诊断技术

化工设备实现精准维修必须依赖故障诊断技术。无损检测技术能够在不破坏设备的情况下对其内部缺陷进行检测，例如超声波检测可以用来检测压力容器和管道的内部焊缝上的裂纹、气孔缺陷，磁粉检测是用来检测铁磁性材料上的表面和近表面缺陷，常用于轴、齿轮类零件裂纹缺陷的检测。振动监测技术是通过对设备进行运行中的振动信号的收集，分析设备的运行振动频率、幅值等变化，对设备的运行状态进行分析。油液检测技术主要是对润滑油、液压油等进行理化分析，以及对油液进行光谱、铁谱分析，对设备进行监测，判断内部零件磨损等缺陷，推测齿轮、轴承类设备的磨损程度。基于物联网与人工智能的故障诊断系统将是未来发展方向，该系统能够在实现化工设备温度、压力、电流运行数据采集。

五、提高化工机械设备管理与维修保养水平的措施

5.1 加强管理意识与制度建设

首先加强管理意识，提高化工机械设备的管理水平。企业决策层要意识到加强化工设备管理对于化工厂生产的安全稳定及公司盈利的重要性，将化工设备的管理作为公司的发展战略之一，在人员安排和资金方面进行充足的保证，在一定的时期内进行企业内部的管理层人员的培训，组织管理层到公司以外的优秀企业进行设备的管理观摩及培训学习交流，树立“以设备管理为中心，实行全寿命周期管理”的设备管理理念，利用企业管理会议、布告栏、培训学习讲座等方式做好全员培训教育，加强全体员工对于设备保养的责任感，形成“人人关心设备、人人管理设备”的氛围。制度方面做好设备管理规划，建立一套完整的设备管理的制度，并针对设备的整个生命周期，包括从设备购进到设备的安装、调试和试产，到设备的使用、维护检修、报废及更新更换的全生命周期的制度，做好全过程的设备管理制度建设。

5.2 提升人员素质与能力

高素质的人才队伍是确保设备管理与维修保养工作水平的基础。针对设备管理人员、维修人员，制定培训计划，分层分类实施培训。管理人员加强设备管理理论、成本管理、风险防控等方面的系统性培训，增强宏观把控能力和决策水平；维修人员围绕设备基础理论、维修技术等专业知识、操作规范进行培训，定期组织技能比拼、相互交流，增强技能水平；采取“师徒结对子”的方式，以老带新，发挥熟练技工的传帮带作用，促进新人快成长。针对人员匮乏、留不住等情况，企业要制定薪酬分配管理办法，完善设备管理维修等技术人员的薪酬和福利待遇，将技术创新奖励基金常态化，及时给予技术技能难题攻关有成效、优化方案有贡献的员工一定奖励。

5.3 优化设备运行与维护

合理化运营设备。首先，加强对设备操作和在线监控。要制定切实可行的设备操作管理手册，明确操作细节、温度压差、设备振动，还有安装使用时的注意事项等，对设备管理人员的资格要严格把关，定期对设备管理人员进行考核、培训，未经考核、培训不得上岗操作设备。同时，建立在线监控系统，让传感器和互联网设备采集数据，再用数据分析系统展示设备参数的实时运行情况，通过数据分析设备的状态和健康状况，并预设报警值，如果在使用过程中出现某些参数不符合正常标准，则即时报警提示，对设备可能发生的问题和不正常的情况进行实时提醒，达到早期发现问题，早期解决问题的效果。设备运行的维护要建立预防性保养制度，根据历史经验，按照设备不同的运行规律，设计和选择适合设备维护方法和时机，明确不同设备维护的频次、时间间隔、和设备维护的要求。此外，结合设备的环境特点和影响，可以采用定时加注润滑剂、清洗润滑设备的机构、紧固松动的零件、调节松动的螺丝等的预防性维护措施，保证设备在运转过程中使用合理的机油润滑剂，可以提高设备的工作寿命。每台设备应建立保养档案，记录详细的设备保养情况、时间、人员，对于设备保养的责任人信息也要记录到档案内。

5.4 应用先进技术与方法

技术进步是提高设备管理与维修保养水平的重要保证，企业要积极采用先进的物联网、大数据、人工智能技术，建立智能化设备管理平台，实现基于物联网的设备数据自动采集和传输，通过大数据分析设备运行规律、预测设备故障发生的可能性和时间，制订针对性的维修策略；应用人工智能技术，对设备进行故障诊断，自动选择维修方案，提升维修水平。推广应用先进的维修技术和工艺，例如，利用激光熔覆等先进的修复表面的技术，提高修复的精度和表面性能；利用先进的无损检测新方法，如相控阵超声检测、红外热成像检测等提高检测的准确性和效率。引进设备全生命周期管理的理念，把设备管理从设备购置到设备报废全生命周期的成本、性能、风险进行全要素的管理，做到设备价值最大化，实现化工机械设备管理与维修保养的智能化和高效化。

结语

化工机械设备管理与维修保养技术是保障化工生产安全高效运行的核心要素。面对当前存在的管理、人员、技术等多重问题，需通过强化意识、完善制度、提升人员素质、应用先进技术等措施系统解决。随着智能化、数字化技术的深