CN109389229B - 以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法 - Google Patents
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Abstract
以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，包括以下步骤，S1，定义分析边界：定义维修模板所应涵盖的设备类型、设备与外部接口的设备边界及设备边界的归属；S2，列写设备信息单：列写步骤S1定义分析边界分析出的设备相关信息；S3，技术分析：在步骤S1定义的分析边界内对设备进行技术分析；S4，功能分析：对步骤S2列写出的设备信息单内的设备进行功能分析；S5，制定维修决策；S6，任务对比及改进建议。本方法的技术分析是以设备类型为分析方向，它根据设备工作原理和实际运行维修经验，通过设备故障模式分析来确定设备预防性维修任务或提出改造建议；通过设备可靠性分析来确定合适的预防性维修周期。
Description
技术领域
本发明涉及仪控设备可靠性分析领域，具体涉及以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法。
背景技术
核电厂仪控设备维修策略的制定缺少设备类的全面技术分析，同时缺少设备分级与设备类技术分析的结合，这种不足导致仪控设备制定维修策略时不能合理形成标准化策略，在制定维修策略时同一类设备重复分析，没有形成标准化和集约化。
发明内容
本发明的目的是提供以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，要解决现有技术设备分析方法没有形成标准化和集约化的技术问题；并解决现有分析方法减少维修优化工作所需的人力和时间成本不明显的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，定义分析边界：定义维修模板所应涵盖的设备类型、设备与外部接口的设备边界及设备边界的归属；
S2，列写设备信息单：以表格形式列写步骤S1定义分析边界分析出的设备相关信息；
S3，技术分析：在步骤S1定义的分析边界内对设备进行技术分析，具体包括对设备的工作原理进行分析，对设备的经验反馈进行收集，以及对设备故障机理及可靠性分析；
S4，功能分析：对步骤S2列写出的设备信息单内的设备进行功能分析；
S5，制定维修决策：综合步骤S3技术分析和步骤S4功能分析的结果，结合电站实际情况，为设备制定预防性维修任务；
S6，任务对比及改进建议：将步骤S5制定的预防性维修任务与现行预防性维修任务、电站定期试验监督大纲及国家法规进行对比，最终给出对预防性维修大纲、维修程序、以及监督大纲修改建议。
进一步优选地，所述步骤S2中的设备相关信息包括功能位置、功能位置描述、厂家、型号、安全等级、鉴定等级、量程/定值、冗余、能否维修、工作环境和使用频率。
进一步地，所述S3具体包括以下步骤,
S31：工作原理分析，分析设备的工作机理、结构和材料，以识别设备出现劣化的故障位置，以及发生在这些故障位置上的劣化过程，为故障机理及可靠性分析提供基础数据；
S32：经验反馈收集，包括收集分析同类型设备故障历史和收集已成功提高设备可靠性的良好实践；
S33：故障机理及可靠性分析，包括故障机理分析和可靠性分析，所述故障机理分析为根据步骤S31和S32的综合分析结果，甄别设备主要故障模式，用以找到能够预防故障的有效预防措施；所述可靠性分析为根据步骤S31和S32的可靠性基础数据，分析设备可靠性及其时间特性，用以制定或优化预防性维修周期。
进一步地，所述S33的可靠性分析以获得至少十年和足够数量的设备可靠性基础数据为前提；当可靠性基础数据不足时，通过借鉴较为成熟的外部行业经验，并结合电站自身经验作可靠性分析。
进一步地，所述步骤S32中良好实践，包括成功的预防性维修和改造案例。
进一步地，所述步骤S4功能分析包括下述四个方面：
a、列写设备功能：列写设备或部件所在仪表回路的所有功能，并将设备功能按调节、保护、指示和其他4种功能类型分开列写；
b、列写功能故障：根据设备功能类型，在表格中列写功能故障；
c、分析故障影响：分析设备功能故障在系统和电站层面所造成的影响，根据功能故障，简述其最严重的故障影响；
d、评估故障后果与评估设备关键度等级：根据故障后果的严重程度定义了关键敏感设备、重要设备、次要设备和运行至维修设备共4个设备关键度等级。
此外，所述分析故障影响在分析过程中还需对是否违法技术规范、日常能否维修、设备冗余情况和故障是否隐性进行评估。
更加优选地，所述步骤S5具体包括以下内容：
A、制定预防性维修任务：根据设备关键度等级配置维修资源：对于关键敏感设备和重要设备，采用包含多个预防性维修任务在内的复合性维修方案以尽可能避免发生故障，而对于次要设备考虑维修成本、选择相对简单低成本的维修任务；
B、制定维修周期：考虑设备工作环境和使用频率，协调设备不同维修任务的维修周期，以及仪控设备与相关机械设备的维修周期，避免频繁拆卸设备；
C、制定维修窗口：在风险可控的前提下，合理安排预防性维修窗口，减少大修工作负荷；
D、制定维修准则：根据电站设计要求、设备固有性能、设备实际应用环境和维修工具精度为各个预防性维修任务制定用以判断设备状态的维修准则；
E、说明维修实施细节：对预防性维修任务内容及维修方法、维修工具、执行部门和维修接口进行说明；对于K1、K2、K3鉴定等级设备，应加以特别说明，提醒下游实施维修时必须遵守相关维修要求，避免破坏其鉴定合格状态。
实施本发明可以达到以下有益效果：
本方法的技术分析是以设备类型为分析方向，它根据设备工作原理和实际运行维修经验，通过设备故障模式分析来确定设备预防性维修任务或提出改造建议；通过设备可靠性分析来确定合适的预防性维修周期；
本方法的功能分析以设备功能位置为分析方向，它从设备功能出发，分析功能故障和故障影响，评估设备故障后果和设备关键度等级，实现设备分级，用以实现电站设备分级管理和维修资源优化配置；
本方法的功能分析以设备功能位置为分析方向，在功能分析过程中，可以直接由设备功能及功能故障分析其对系统、电站的故障影响，从而避免了由系统功能及系统功能故障出发寻找可能导致功能故障的设备和设备故障模式，再由设备故障模式重新回到系统、电站故障影响的迂回过程，这将极大地减少维修优化工作所需的人力和时间成本。
附图说明
图1为本发明以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法的流程结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，定义分析边界：定义维修模板所应涵盖的设备类型、设备与外部接口的设备边界及设备边界的归属；
S2，列写设备信息单：按《仪控设备TCM维修导则编写方法》格式要求列写步骤S1定义分析边界分析出的设备相关信息；设备信息单应填写以下字段(可根据实际情况增减字段)：功能位置、功能位置描述、厂家、型号、安全等级、鉴定等级、量程/定值、冗余、能否维修、工作环境、使用频率和其他。
S3，技术分析：在步骤S1定义的分析边界内对设备进行技术分析，具体包括对设备的工作原理进行分析，对设备的经验反馈进行收集，以及对设备故障机理及可靠性分析；
S31：工作原理分析，分析设备的工作机理、结构和材料，以识别设备出现劣化的故障位置，以及发生在这些故障位置上的劣化过程，为故障机理及可靠性分析提供基础数据；
下面提供ROSEMOUNT(罗斯蒙特)压力变送器的工作原理分析案例。ROSEMOUNT压力变送器由测量室和电子室两大部分构成，它有差压、表压和绝对压力3种类型，下面以差压变送器为例阐述其工作原理。
ROSEMOUNT压力变送器的敏感元件是一个被称为“δ室”的可变电容组件，其核心是由两个弧形固定金属电容极板和一个中心感应膜片组成的双电容。过程压力通过室两侧隔离膜片、填充硅油传导至中心感应膜片。中心膜片是一个张紧的弹性元件，它对作用于其上的两侧压力差产生相应的微小变形位移。这种位移被双电容器进一步转变差动电容值并通过导线传递到电子室，经过信号处理放大后输出与压力差成正比的4-20mA电流信号。表压变送器、绝对压力变送器原理与差压变送器相同，区别仅在于差压变送器低压侧连接过程介质，表压变送器低压侧连接大气，而绝对压力变送器低压侧则连接真空。
S32：经验反馈收集，经验反馈包括两个方面：
一是收集分析同类型设备的故障历史，为故障模式分析和可靠性研究提供基础数据；
二是收集已成功提高设备可靠性的良好实践，作为预防措施制定的有益参考。
收集同类设备相关内外部经验反馈及良好实践，应包括：
设备故障历史：按附件所示格式汇总各电站的设备故障历史；
外部经验反馈：阐述来自DNMC外部(例如EDF、EPRI)的主要行业经验；
良好实践：阐述已成功提高设备可靠性的良好实践案例，包括成功的预防性维修和改造案例。
S33：故障机理及可靠性分析，包括故障机理分析和可靠性分析，所述故障机理分析为根据步骤S31和S32的综合分析结果，甄别设备主要故障模式，用以找到能够预防故障的有效预防措施；所述可靠性分析为根据步骤S31和S32的可靠性基础数据，分析设备可靠性及其时间特性，用以制定或优化预防性维修周期。对设备可靠性有关参数及维修周期进行定量分析的前提是获得长期(至少十年)和足够数量的设备可靠性基础数据。当基础数据不足时，可暂时通过借鉴较为成熟的外部行业经验，并结合电站自身经验作定性分析。
S4，功能分析：对步骤S2列写出的设备信息单内的设备进行功能分析；
步骤S4功能分析包括下述四个方面：
功能分析目的：确定电站某个具体功能位置的关键度等级，用以实现维修资源的优化配置。
功能分析采用《功能分析单》的模式进行，分为以下四个方面：
a.列写设备功能：列写设备或部件所在仪表回路的所有功能，并将设备功能按“调节”、“保护”、“指示”和“其他”4种类型分开列写；
b.列写功能故障：根据设备功能类型，按以下表格写出功能故障；对于“其他”功能，则根据实际情况灵活填写，例如可将“包容”功能的功能故障写为“泄漏”。对于情况较为复杂的专用仪控系统，则难以归纳其功能和功能故障的确定对应关系，在分析过程中应根据系统设计和经验反馈，考察各种功能故障出现的可能性，灵活叙述功能故障。
c.分析故障影响：分析设备功能故障在系统和电站层面所造成的影响，根据功能故障，简述其最严重的故障影响。分析过程要考虑以下几点：是否违法技术规范、日常能否维修、设备冗余情况、故障是否隐性等等。
d&e.评估故障后果与评估设备关键度等级：根据故障后果的严重程度定义了关键敏感设备(CCM)、重要设备(IMP)、次要设备(MIN)和运行至维修设备(RTM)共4个设备关键度等级。
S5，制定维修决策：综合步骤S3技术分析和步骤S4功能分析的结果，结合电站实际情况，为设备制定预防性维修任务；具体内容为，维修决策为在严格遵守电站定期试验大纲及其他法规的前提下，综合功能分析和技术分析结果，结合电站实际情况，为设备制定预防性维修任务。TCM(全面成本管理体系)维修决策应包含以下几个方面的内容：
A、制定预防性维修任务：根据设备关键度等级配置维修资源：对于CCM和IMP设备，应采用包含多个预防性维修任务在内的复合性维修方案以尽可能避免发生故障，而对于MIN设备则更多地考虑维修成本、选择相对简单低成本的维修任务；
B、制定维修周期：考虑设备工作环境和使用频率，尽可能协调设备不同维修任务的维修周期，以及仪控设备与相关机械设备的维修周期，避免频繁拆卸设备；
C、制定维修窗口：在风险可控的前提下，合理安排预防性维修窗口，减少大修工作负荷；
D、制定维修准则：根据电站设计要求、设备固有性能、设备实际应用环境、维修工具精度等因素为各个预防性维修任务制定用以判断设备状态的维修准则；
E、说明维修实施细节：对预防性维修任务内容及维修方法、维修工具、执行部门和维修接口进行说明；对于K1、K2、K3鉴定等级设备(K1、K2、K3为安全级电气鉴定的分类)，应加以特别说明，提醒下游实施维修时必须遵守相关维修要求，避免破坏其鉴定合格状态。
S6，任务对比及改进建议：针对分析边界内的每个设备，将步骤S5制定的预防性维修任务与现行预防性维修任务、电站定期试验监督大纲及国家法规进行对比，最终给出对预防性维修大纲、维修程序、以及监督大纲修改建议。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，定义分析边界：定义维修模板所应涵盖的设备类型、设备与外部接口的设备边界及设备边界的归属；
S2，列写设备信息单：以表格形式列写步骤S1定义分析边界分析出的设备相关信息；
S3，技术分析：在步骤S1定义的分析边界内对设备进行技术分析，技术分析具体包括：
S31：工作原理分析，分析设备的工作机理、结构和材料，以识别设备出现劣化的故障位置，以及发生在这些故障位置上的劣化过程，为故障机理及可靠性分析提供基础数据；
S32：经验反馈收集，包括收集分析同类型设备故障历史和收集已成功提高设备可靠性的良好实践；
S33：故障机理及可靠性分析，包括故障机理分析和可靠性分析，所述故障机理分析为根据步骤S31和S32的综合分析结果，甄别设备主要故障模式，用以找到能够预防故障的有效预防措施；所述可靠性分析为根据步骤S31和S32的可靠性基础数据，分析设备可靠性及其时间特性，用以制定或优化预防性维修周期；
S4，功能分析：对步骤S2列写出的设备信息单内的设备进行功能分析；
S5，制定维修决策：综合步骤S3技术分析和步骤S4功能分析的结果，结合电站实际情况，为设备制定预防性维修任务；
S6，任务对比及改进建议：将步骤S5制定的预防性维修任务与现行预防性维修任务、电站定期试验监督大纲及国家法规进行对比，最终给出对预防性维修大纲、维修程序、以及监督大纲修改建议。
2.如权利要求1所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于：所述步骤S2中的设备相关信息包括功能位置、功能位置描述、厂家、型号、安全等级、鉴定等级、量程/定值、冗余、能否维修、工作环境和使用频率。
3.如权利要求1所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于，所述S33的可靠性分析以获得至少十年和足够数量的设备可靠性基础数据为前提；当可靠性基础数据不足时，通过借鉴较为成熟的外部行业经验，并结合电站自身经验作可靠性分析。
4.如权利要求1所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于，所述步骤S32中良好实践，包括成功的预防性维修和改造案例。
5.如权利要求1所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于，所述步骤S4功能分析包括下述四个方面：
a、列写设备功能：列写设备或部件所在仪表回路的所有功能，并将设备功能按调节、保护、指示和其他总共4种功能类型分开列写；
b、列写功能故障：根据设备功能类型，在表格中列写功能故障；
c、分析故障影响：分析设备功能故障在系统和电站层面所造成的影响，根据功能故障，简述其最严重的故障影响；
d、评估故障后果与评估设备关键度等级：根据故障后果的严重程度定义了关键敏感设备、重要设备、次要设备和运行至维修设备共4个设备关键度等级。
6.如权利要求5所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于，所述分析故障影响在分析过程中还需对是否违法技术规范、日常能否维修、设备冗余情况和故障是否隐性进行评估。
7.如权利要求1所述的以技术分析为导向的仪控设备维修策略分析方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下内容：
A、制定预防性维修任务：根据设备关键度等级配置维修资源：对于关键敏感设备和重要设备，采用包含多个预防性维修任务在内的复合性维修方案以尽可能避免发生故障，而对于次要设备考虑维修成本、选择相对简单低成本的维修任务；
B、制定维修周期：考虑设备工作环境和使用频率，协调设备不同维修任务的维修周期，以及仪控设备与相关机械设备的维修周期，避免频繁拆卸设备；
C、制定维修窗口：在风险可控的前提下，合理安排预防性维修窗口，减少大修工作负荷；
D、制定维修准则：根据电站设计要求、设备固有性能、设备实际应用环境和维修工具精度为各个预防性维修任务制定用以判断设备状态的维修准则；
E、说明维修实施细节：对预防性维修任务内容及维修方法、维修工具、执行部门和维修接口进行说明；对于K1、K2、K3鉴定等级设备，应加以特别说明，提醒下游实施维修时必须遵守相关维修要求，避免破坏其鉴定合格状态。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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