复杂石化装备视情维修中的非理想维修行为及模型研究

复杂石化装备是典型的多部件系统，较容易发生故障，维修是影响这些装备安全性和经济性的关键因素。工程中大部分装备采用视情维修方式，维修效果是非理想的。而现有的视情维修模型与装备的维修现状不相符，其可靠性分析和维修优化的准确性并不高。本课题针对国内复杂石化装备故障和维修特点，分析了影响维修效果的关键因素，运用Bayes统计决策理论，提出一种综合维修效果的理论估计值和经验估计值的主观评价模型；阐明了部件的竞争性和维修方法的有效性对维修效果的影响，建立了对累积役龄修正的模型；并运用累积役龄和延迟时间概念，基于复杂系统可靠性分析方法，提出一种适用于多部件系统的包含非理想维修的视情维修模型；对石化装备的特征进行数量化和指标化，建立故障数据的数据融合方法；计算出典型石化装备的可靠性参数和最优周期，建立装备的可靠性参数数据库系统。研究结果将为保障装备安全经济运行奠定基础，具有重要的理论研究价值。

大型复杂石油和化工装备的可靠性偏低问题已经成为危害石油及化工企业安全运行的主要原因，而检测和维修是影响大型装备可靠性和经济性的关键。本项目以复杂石油及化工装备为研究对象，研究其可靠性与维修参数估计方法，提出适用于复杂系统的非理想视情维修模型，并开展非理想视情维修模型应用研究。主要的研究内容和结论包括：1）针对具有3PE防腐层的埋地管道，将管道腐蚀过程分为防腐层失效和管体金属腐蚀两个阶段，对管道的腐蚀深度、扩展速率的可靠性参数进行估计，结果表明由两阶段过程模型拟合出的数据比一阶段模型的数据更准确，并预测了管道的剩余寿命。2）针对复杂石化装备抽象出单部件多故障模式系统，假设每个故障模式相互独立且检测维修的效果是非理想的，提出一种基于延迟时间概念的非理想视情维修模型，建立了可靠度和费用模型，并运用数值模拟方法分析了可靠度和单位时间平均费用的特性。结果表明，具有更多故障模式和更差检测维修效果的部件系统具有更低的可靠度、周期总费用和更新周期长度。当检测周期接近总故障时间一半时且检测维修效果接近理想维修时，单位时间费用存在极小值，故障模式越多，该极小值越大，当检测维修接近最小维修时，改极小值不存在。该模型可直接应用于多部件单故障系统的复杂石化装备。3）对石化企业中的定期维修和定期检修的维修效果进行分析，对基于风险的维修（RBM）的策略进行改进，提出了计算设备故障概率的消减系数的主观方法和客观方法，利用非理想延迟时间模型计算设备在固定检测周期下的可靠度，并建立一种检测周期优化模型，将上述模型和方法应用于某重整反应系统的维修优化中，获得了各子系统的风险值，并对超出风险可接受准则的设备的检测周期进行优化。研究结果可以为其他石油化工装置的维修优化提供借鉴。本项目取得如下科研成果：发表论文6片，其中被SCI收录2篇，EI收录1篇。获得授权发明专利一项，申请发明专利一项。培养硕士研究生2名，其中毕业1名。基本达到了预期的考核指标要求。