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摘 要：针对化工企业而言，化工设备是企业生产与发展的原动力和重要保障。如果企业的化工设备出现问题或故障，势必影响企业的正常生产运行，给企业生产发展带来许多不安全因素，从而损害企业的经济效益。本文分析了化工设备的常见故障及其成因，在此基础上提出了化工设备的维护管理策略。
关键词：化工设备 常见故障 成因分析 维护管理
一、化工设备的常见故障及其成因
1.安装初期故障
设备安装初期虽然有相关部门验收，然而从安装到投入使用中可能存在一些问题需要经过一段时间才能表现出来。设备本身的质量问题包括设备的设计结构和性能，零部件的加工精细程度，材料的优劣选择，组装过程中的误差，以及现场安装人员对设备、工艺的熟悉程度都会有影响。例如：部分化工设备产品设计不合理，实际生产中无法有效适应产品加工需要，导致实际使用条件和原规划使用条件之间存在较大差距，设备运行时容易因超载零件所受应力过高或应力集中而突破强度、刚度、稳定性等许用条件，造成设备故障。另外，由于是生产线安装，不同厂家的产品质量参差不齐，且存在相互配合的适应性问题。这些都是因为设备而产生故障的因素。工艺因素包括：工艺安排不合理会对设备造成很大的损伤。因为布局不合理，可能在工作中出现磨损而加快故障的发生。有时候因工艺排定不合理也会改变设备的性能和工作环境。安装初期由于工作人员的不熟练也会出现一些操作失误等都会影响到机器的使用。
2.运行过程故障
化工设备运行过程中，零部件通过一段时间的磨合，一些初期故障已经逐步排除，然而，设备运行过程中仍然可能出现一些新的问题。此时设备故障易发生在易损件或未及时更换的零部件上，因每台设备所有静、动零部件的密封、轴承等磨损件都具有使用周期和寿命，运行中的中期设备已逐步接近部分零部件的疲劳周期。经过计划检修或随机更换的零部件，仍有不配套，尚处在磨合期的问题，因此导致设备故障或故障隐患。以上故障现象中，值得注意的是，除故障发生的自身原因以外，人为因素占有较大的比例。建立必要的运行档案和维修台帐，科学的计划维修周期将各类故障原因消除在萌芽期，保证长期安全稳定的运行系统是安全生产的关键要素。
3.使用后期故障
化工设备在长时间使用运转后，会进入到故障多发期，一方面，化工设备经过多年运行和多频次大、中、修的过程，零配件换件较多，如果检修水平跟不上或检测手段缺乏，加之主体周期性的运行磨损，设备已不能达到设计出力的水平，另一方面长期处于运行状态下的设备，各部位间隙和损耗，即使是不常维修的零件，也因老化和疲劳而降低运行效率。这期间综合效能的降低，除磨损、老化现象凸显以外，机器各方面不确定的故障现象也多处发生，维修频率、耗材成本不断增加，甚至将考虑大修、更新或报废。
二、各阶段化工设备常见故障的成因分析
1.设备本身原因
化工设备运行过程中，因为安装不到位、检修不及时、润滑不足等各种因素以及受跳动、压力、冲击等力的影响，造成配合部件形成硬碰硬的冲击，因金属材质强度较高，退让性较差，所以经常造成部件尺寸超差、裂纹、断开等现象，长期的运行必然造成间隙不断增大，从而出现了磨损现象。同时，众多设备运行过程中不可避免的经受物料或者物料中坚硬颗粒长期冲击冲刷，如管道、壳体、叶轮、搅拌设备等，从而造成设备器械的磨损，加剧了磨损的程度，对设备维护和设备寿命产生了影响。
2.渗漏腐蚀原因
储存在生产装置容器内的大量原料及化学产品与容器金属本身反应而造成腐蚀，以及在流体输送过程中对材料造成冲蚀。在一些生产操作中，腐蚀和冲蚀同时发生。金属表面与周围介质发生化学和电化学作用而遭受破坏。腐蚀在化工厂从来就是一个十分重要的问题。从化工生产过程看，腐蚀问题大致可以分为来自原料组分的腐蚀、生产过程中来自化学剂的腐蚀及环境的腐蚀。 渗漏是由于零件质地疏松或存在肉眼看不见的缝隙，液体或气体在压力作用下向外流动的现象。出现渗漏的原因多为安装焊接不严密、介质腐蚀、磕碰、焊缝沙眼、密闭系统压力过大等，有时出现渗漏是多种因素的共同影响，因此必须有针对性的解决渗漏问题，否则将会造成材料浪费、有毒物质的外泄甚至影响生产和危害公共安全等不利影响。
3.疲劳裂纹原因
针对转动机械，尤其是在往复运动的部件上存在的非常普遍。更严重的疲劳损坏，通常发生在管路及压力容器上，是周期性变换的温度和压力导致的。机械的疲劳损坏，一般开始在金属的表面以裂纹出现，逐渐发展到带有应力交变，起初比较缓慢，以后发展越来越快，最后导致裂纹迅速扩展以至造成设备或其零部件损坏。
4.密封失效原因
化工设备和管路上存在大量密封点，在压力、温度、磨蚀的联合作用下，随着时间的延续，容易出现泄漏问题。例如机械密封的失效由于摩擦使得密封机构出现过热，冲洗液中的杂质含量多，密封环的损坏等都会造成化工设备的泄漏而无法正常工作。
三、化工设备常见故障的维护管理策略
针对化工設备的维护管理，从技术层面来说，其要求维护管理人员必须掌握各类机电设备的原理、结构、运行条件、性能，各类测试技术，信号处理技术，监测诊断技术，信息组织管理技术和计算机软硬件技术等多学科的综合技术，因此可以说其是复杂的动态系统，要根据各种信息作出决策，进行总体平衡，从而达到从规划、实施、监测、信息反馈、分析到总结归档的全过程管理。而技术的实施需要全面人才的管理做基础，通过一个完整的组织机构做保障，才能实现维修科学化、费用经济化。同时设备诊断技术必须在设备寿命周期的全过程中发挥作用。如果仅仅是在设备寿命周期的全过程中的某一个特定时间，或只抓住某一个特定的故障和异常，就想作出对症的诊断是困难的，或者不能取得实质性的效果。因此，要依据设备的综合管理理论，把设备的全过程作为诊断技术的应用范围有效的预防与维修的技术手段是设备状态经常保持良好的基本条件。
此外，还要对设备各个部件进行状态监测，用科学的方法掌握机器的状态，根据生产需要制定错时维修计划，如机械状态的基本物理量（力、位移、振动、噪声、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的有效诊断，机器发生振动和机械损伤时的原因分析和处理措施、振源判断、故障防治，机械零部件使用期间的可靠性分析和剩余寿命的评估等，都属于机器故障诊断的范畴和管理手段。
总之，化工设备是化工企业的生产之本，作为维护管理人员应制定科学的设备管理机制，熟练掌握维护管理知识，及时发现故障、排除故障，确保化工设备的安全稳定运行，从而提高企业的生产效率和经济效益。
参考文献
[1]李玉刚. 基于设备故障的间歇化工过程反应型调度[J].计算机与应用化学， 2008，（04）
2]厉玉鸣.化工仪表及自动化[M].北京：化学工业出版社，2004（5）.
[3]张碧波.设备状态检测与故障诊断[M].化学工业出版社 2011.
[4]王茂贵，王国明.浅谈设备故障率[J].化工机械， 2003，（07）
[5]王磊.化工设备及技术[M].机械工业出版社 2011.
作者简历：王振福（1962.3-），男，本科学历，助理实验师，研究方向：化工机械设备实训教学。
关键词：化工设备 常见故障 成因分析 维护管理
一、化工设备的常见故障及其成因
1.安装初期故障
设备安装初期虽然有相关部门验收，然而从安装到投入使用中可能存在一些问题需要经过一段时间才能表现出来。设备本身的质量问题包括设备的设计结构和性能，零部件的加工精细程度，材料的优劣选择，组装过程中的误差，以及现场安装人员对设备、工艺的熟悉程度都会有影响。例如：部分化工设备产品设计不合理，实际生产中无法有效适应产品加工需要，导致实际使用条件和原规划使用条件之间存在较大差距，设备运行时容易因超载零件所受应力过高或应力集中而突破强度、刚度、稳定性等许用条件，造成设备故障。另外，由于是生产线安装，不同厂家的产品质量参差不齐，且存在相互配合的适应性问题。这些都是因为设备而产生故障的因素。工艺因素包括：工艺安排不合理会对设备造成很大的损伤。因为布局不合理，可能在工作中出现磨损而加快故障的发生。有时候因工艺排定不合理也会改变设备的性能和工作环境。安装初期由于工作人员的不熟练也会出现一些操作失误等都会影响到机器的使用。
2.运行过程故障
化工设备运行过程中，零部件通过一段时间的磨合，一些初期故障已经逐步排除，然而，设备运行过程中仍然可能出现一些新的问题。此时设备故障易发生在易损件或未及时更换的零部件上，因每台设备所有静、动零部件的密封、轴承等磨损件都具有使用周期和寿命，运行中的中期设备已逐步接近部分零部件的疲劳周期。经过计划检修或随机更换的零部件，仍有不配套，尚处在磨合期的问题，因此导致设备故障或故障隐患。以上故障现象中，值得注意的是，除故障发生的自身原因以外，人为因素占有较大的比例。建立必要的运行档案和维修台帐，科学的计划维修周期将各类故障原因消除在萌芽期，保证长期安全稳定的运行系统是安全生产的关键要素。
3.使用后期故障
化工设备在长时间使用运转后，会进入到故障多发期，一方面，化工设备经过多年运行和多频次大、中、修的过程，零配件换件较多，如果检修水平跟不上或检测手段缺乏，加之主体周期性的运行磨损，设备已不能达到设计出力的水平，另一方面长期处于运行状态下的设备，各部位间隙和损耗，即使是不常维修的零件，也因老化和疲劳而降低运行效率。这期间综合效能的降低，除磨损、老化现象凸显以外，机器各方面不确定的故障现象也多处发生，维修频率、耗材成本不断增加，甚至将考虑大修、更新或报废。
二、各阶段化工设备常见故障的成因分析
1.设备本身原因
化工设备运行过程中，因为安装不到位、检修不及时、润滑不足等各种因素以及受跳动、压力、冲击等力的影响，造成配合部件形成硬碰硬的冲击，因金属材质强度较高，退让性较差，所以经常造成部件尺寸超差、裂纹、断开等现象，长期的运行必然造成间隙不断增大，从而出现了磨损现象。同时，众多设备运行过程中不可避免的经受物料或者物料中坚硬颗粒长期冲击冲刷，如管道、壳体、叶轮、搅拌设备等，从而造成设备器械的磨损，加剧了磨损的程度，对设备维护和设备寿命产生了影响。
2.渗漏腐蚀原因
储存在生产装置容器内的大量原料及化学产品与容器金属本身反应而造成腐蚀，以及在流体输送过程中对材料造成冲蚀。在一些生产操作中，腐蚀和冲蚀同时发生。金属表面与周围介质发生化学和电化学作用而遭受破坏。腐蚀在化工厂从来就是一个十分重要的问题。从化工生产过程看，腐蚀问题大致可以分为来自原料组分的腐蚀、生产过程中来自化学剂的腐蚀及环境的腐蚀。 渗漏是由于零件质地疏松或存在肉眼看不见的缝隙，液体或气体在压力作用下向外流动的现象。出现渗漏的原因多为安装焊接不严密、介质腐蚀、磕碰、焊缝沙眼、密闭系统压力过大等，有时出现渗漏是多种因素的共同影响，因此必须有针对性的解决渗漏问题，否则将会造成材料浪费、有毒物质的外泄甚至影响生产和危害公共安全等不利影响。
3.疲劳裂纹原因
针对转动机械，尤其是在往复运动的部件上存在的非常普遍。更严重的疲劳损坏，通常发生在管路及压力容器上，是周期性变换的温度和压力导致的。机械的疲劳损坏，一般开始在金属的表面以裂纹出现，逐渐发展到带有应力交变，起初比较缓慢，以后发展越来越快，最后导致裂纹迅速扩展以至造成设备或其零部件损坏。
4.密封失效原因
化工设备和管路上存在大量密封点，在压力、温度、磨蚀的联合作用下，随着时间的延续，容易出现泄漏问题。例如机械密封的失效由于摩擦使得密封机构出现过热，冲洗液中的杂质含量多，密封环的损坏等都会造成化工设备的泄漏而无法正常工作。
三、化工设备常见故障的维护管理策略
针对化工設备的维护管理，从技术层面来说，其要求维护管理人员必须掌握各类机电设备的原理、结构、运行条件、性能，各类测试技术，信号处理技术，监测诊断技术，信息组织管理技术和计算机软硬件技术等多学科的综合技术，因此可以说其是复杂的动态系统，要根据各种信息作出决策，进行总体平衡，从而达到从规划、实施、监测、信息反馈、分析到总结归档的全过程管理。而技术的实施需要全面人才的管理做基础，通过一个完整的组织机构做保障，才能实现维修科学化、费用经济化。同时设备诊断技术必须在设备寿命周期的全过程中发挥作用。如果仅仅是在设备寿命周期的全过程中的某一个特定时间，或只抓住某一个特定的故障和异常，就想作出对症的诊断是困难的，或者不能取得实质性的效果。因此，要依据设备的综合管理理论，把设备的全过程作为诊断技术的应用范围有效的预防与维修的技术手段是设备状态经常保持良好的基本条件。
此外，还要对设备各个部件进行状态监测，用科学的方法掌握机器的状态，根据生产需要制定错时维修计划，如机械状态的基本物理量（力、位移、振动、噪声、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的有效诊断，机器发生振动和机械损伤时的原因分析和处理措施、振源判断、故障防治，机械零部件使用期间的可靠性分析和剩余寿命的评估等，都属于机器故障诊断的范畴和管理手段。
总之，化工设备是化工企业的生产之本，作为维护管理人员应制定科学的设备管理机制，熟练掌握维护管理知识，及时发现故障、排除故障，确保化工设备的安全稳定运行，从而提高企业的生产效率和经济效益。
参考文献
[1]李玉刚. 基于设备故障的间歇化工过程反应型调度[J].计算机与应用化学， 2008，（04）
2]厉玉鸣.化工仪表及自动化[M].北京：化学工业出版社，2004（5）.
[3]张碧波.设备状态检测与故障诊断[M].化学工业出版社 2011.
[4]王茂贵，王国明.浅谈设备故障率[J].化工机械， 2003，（07）
[5]王磊.化工设备及技术[M].机械工业出版社 2011.
作者简历：王振福（1962.3-），男，本科学历，助理实验师，研究方向：化工机械设备实训教学。