设备状态管理在宝钢的应用与实践-刘晗().ppt

更好的钢铁更好的环境更好的生活,BetterSteel,BetterLife.,设备状态管理在宝钢的应用与实践,2012年07月12日,主要交流内容,概述,检测诊断专业技术手段的配置与应用,宝钢开展设备状态管理工作的做法,典型解决方案及案例分析,一,二,三,四,宝钢设备状态管理技术与宝钢的产品质量、设备管理、安全环保等融为一体，形成了比较完整的科学管理体系。,一、概述,设备状态管理定义：在系统策划的基础上，对状态信息进行获取、分类、处理和利用的全过程。通俗的说就是检测诊断技术、点检技法与设备管理相结合的过程。目的：,宝钢设备状态管理是以检测诊断受控点的形式开展的。经历了15年的发展历程，通过系统的策划，并在实践中不断的完善优化，形成了比较完整的管理体系和实施体系。通过受控点的实施，掌握了主要设备的状态，初步达到了状态维修的要求，设备故障率逐步降低，设备维修费用逐年下降，设备状态受控点已经成为宝钢设备管理不可或缺的重要组成部分。,1、组织架构,二、宝钢开展设备状态管理工作的做法,宝钢的设备状态管理工作是分两个层面实施：,点检诊断,精密诊断及专业检测,以点检为主，利用五感和简易工器具诊断手段，和结合应用精密点检的诊断结果提出设备维护维修计划，对设备的整体状态及管理绩效负责。,集中于专业部门，利用专门的精密仪器装备，对设备状态进行量化、精确把握，提出检测诊断报告和维修意见，指导设备的检修与调整。,机械类,以机械旋转设备、液压润滑设备、油浸式变压器、环境检测等为主。,电气类,以PLC传动系统、UPS、继电保护等电气设备为主。,宝钢检测诊断的主要专业队伍和业务范围,精密诊断及专业检测分类,对相关检测诊断专业力量进行整合，集中相应的人力、物力和装备，一方面节约资源配置和促进专业技术发展，另一方面使各类检测资源及信息得以集团内共享，更好地发挥综合优势，起到第三方公证作用，有利于相互促进，共同提高。,2、专业化分工优势,3、设备状态管理制度体系的建设,设备状态诊断监测受控点管理制度,1,设备状态管理是设备管理中一项综合性、系统性的工作检测诊断技术是实施设备状态管理关键技术设备状态诊断监测受控点管理制度是规范检测诊断技术应用的技术管理体系,一个文件两个标准构成:设备状态诊断监测受控点管理程序，状态受控点立项标准，状态受控点分层管理标准及管控措施。,实现预防维修向预知状态维修方式转变,定量把握设备状态防止设备过维修和欠维修,降低维修成本、提高检修效率和经济效益,目的,根据设备的重要程度、生命周期特点、故障的可诊断性和系统配置的经济性原则，由不同的部门（专业技术单位、现场管理单位）、采用不同的检测诊断技术手段、按不同的周期，获取设备的状态信息，对设备状态进行监控和诊断，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，有计划地安排必要的检修。,主要内涵,按设备重要程度实行分级受控的方法进行管理。重点关键设备实行在线监测关键设备逐步建设在线监测系统，结合工艺控制参数进行状态有效把握，同时为调整优化控制参数提供依据。整合原有在线监测系统，制定了在线监测系统数据交换标准，形成统一状态信息平台。重要设备由设备部实现集中受控，由专业单位集中实施由设备部集中受控设备一般是关键、重要设备，重要辅助设备，500升以上油箱的集中润滑设备，设备故障影响度大的设备以及设备故障率较高的设备等一般设备由各厂设备车间受控,实施原则,关键设备的长周期管理项目（旋转机械的振动监测、设备在用油的磨损监测、电气及炉窑等温度场监测等）润滑、液压设备在用油油质监测、污染度监测充油变压器的绝缘油油质监测和色谱分析额定电压3kV及以上、容量为500kW及以上高压交流电机的状态老化诊断主作业线关键电气控制设备的静态电气参数测试调整供电电网关键供电节点的电能质量监控关于主作业线上经常出现故障并对产品产量、质量有直接影响的设备的其他检测,受控点设备监测范围,负责本部各单元受控点的归口管理工作。,每年第四季度审核、确认并下达下一年度各单位受控点实施项目。,跟踪经诊断发现的设备重大异常状况，督促有关单位（部门）尽快制定对策措施并消除隐患，直至正常为止。,设备部职责,1,各部门职责,各生产厂（部）是区域内受控点设备工作推进的责任部门。对诊断发现的设备异常状况，应及时安排复诊或在最短的期限内安排检修，尽快消除设备的隐患。专职点检员对列为受控点的设备,应根据诊断结果和相应的点检计划，及时在设备维修综合管理信息系统（以下简称信息系统）进行结果登录，并根据要求做好设备倾向管理工作。根据设备状态，每年第四季度由各生产厂（部）专职点检员提出下一年度受控点项目的调整申请，并经所在单位主管设备的领导批准后报设备部审核、确认。专职点检员根据确认后的项目在信息系统中进行维护与完善。点检员在点检中若发现设备异常需要作进一步诊断时，及时通知专业诊断单位进行专业诊断。,2,各生产厂（部）的职责,1,2,3,4,5,专业检测诊断单位承担的职责,3,负责诊断项目的实施、技术指导、培训以及相关业务的推进。诊断后发现设备有异常，应及时通知专职点检员。确定被诊断设备异常的类型和初步原因，及时提供诊断报告，所提供的诊断报告中应提出消除异常、恢复和改善设备状态的方案或建议。经诊断发现设备异常或有异常倾向时，在该设备未进行检修之前的期间内，应对项目诊断周期作相应调整，以掌握设备的劣化趋势，便于采取有效措施。,1,2,3,4,设备系统从状态预报制度着手，使诊断、检修形成一个闭环的格局。专业检测部门按照计划实施检测项目，以诊断报告的方式向现场设备管理人员提供检测结果和维护建议。现场设备管理人员可通过电话、定期的状态例会、一周设备情况概览刊物等方式反馈现场检修和维护的信息。设备部监督各方制度的执行状况，并予以评价。,检测公司在安排受控点实施时，若发生工作量、服务质量等方面的问题，由设备部予以考核。设备部对各生产厂（部）在受控点管理方面的执行情况，进行定期或不定期的检查，对执行不力的单位（部门），除通报批评外，并可对其进行考核或评价。,效率保证,开发了网上设备状态信息发布系统，整合若干专业化的诊断软件管理的各类检测数据，形成一个信息共享、形式统一、查询便捷、安全可靠的设备状态信息发布平台。,设备状态信息化,防止设备突发事故的发生以相对最低的维修投入保障设备功能、精度、可靠性、效率,目前宝钢股份已有10000多台单体设备纳入了受控点管理。近年来通过各类诊断技术手段的实施共发现设备异常年均在1200台次左右，现场利用定修、年修时机，对预报的设备异常进行检修维护，有效消除了事故隐患，年减少了事故停机损失5000万。,“按质换油”等管理措施有效降低了资材消耗。专项设备状态维修项目（强调检修项目设置的依据）取得显著成效。,实施效果,设备功能、精度管理程序,2,用户对于产品的质量要求越来越高，因此，产品质量的好坏已成为产品能否占据市场主导地位的重要因素之一。完善设备功能精度管理，提升设备对产品质量的支撑度，从“关注设备状态”转变为“关注设备状态、亦关注产品质量”。,确保生产线设备的功能、精度能满足相关生产技术指标的要求降低因设备原因造成安全事故、环境污染、节能降耗、产品质量缺陷,提高产品质量和减少损失,目的,功能不投入功能是指设备原设计或经修复、改造、改善后应具备的功效、作用。功能不投入是指设备技术状态不良，性能、功效不能完全发挥作用。精度超标精度是指设备原设计或经修复、改造、改善后必须达到的精确度。精度超标是指设备精确程度未完全达到原设计的标准。,主要内涵,生产、设备等共同配合，根据产品质量要求来确定设备功能、精度项目，填写设备功能、精度项目表。明确管理目标值，设备对点检标准进行修订完善，并且要根据管理实绩，对项目进行动态管控。,本机组关键质量控制要求,工艺要求,工艺作业标准,点检标准,各类事故、异议、抱怨（本机组、同类机组）,功能精度要求,TPM项目,按周期对功能、精度项目实施专职点检，通过专业点检及时发现功能、精度项目异常并尽快解决。,（3）将设备功能、精度项目清单及“生产维护要求”纳入到生产岗位规程中，使操作人员能清楚本岗位设备功能、精度项目及异常判断，确保设备异常信息能及时发现、传递、处理、反馈，为质量缺陷原因分析的追溯提供信息基础。（4）项目要进行动态调整，对于未纳入项目管理范畴的设备，一旦发生异常造成质量损失的，要及时纳入；而对于纳入范畴的设备，如果发生多次异常，均不造成质量损失的，同样要剔除，以提升产品质量与项目的关联度。（5）编制“设备功能、精度异常报告单”，对于每一项设备异常，要求生产操作人员填写设备异常发生经过、设备人员填写原因分析及处理过程，完毕后由生产、设备技术人员最终确认，确保每一项都形成闭环。,建立以产品质量需求为导向的评价指标体系，从产线的产品质量是否稳定角度来评价功能、精度管理的实绩，实现转变。,（6）围绕功能精度管理体系，完善评价机制,设备功能、精度项目表,宝钢润滑油脂的管理体系,设备管理制度,机械设备润滑油脂管理程序,产品准入机械设备用油企业标准,在线用油使用极限与报废设备油脂技术管理标准,润滑油脂选型目录,机械设备润滑油脂样本,液压缸维修技术标准,液压设备检修技术与安全规定,液压设备点检标准/点检实务,润滑设备点检标准/点检实务,管理,技术,润滑油脂使用前的管理,润滑油脂使用后管理,宝钢机械设备润滑参考,建立、健全润滑油脂产品准入、使用、报废管理流程，完善管理体系，系统推进润滑油脂管理水平的提升。,3,机械设备用油企业标准:机械设备润滑油脂准入制度为了规范机械设备用油，减少润滑油脂牌号，推进设备用油的国产化，制定了公司机械设备润滑油脂准入制度机械设备用油企业标准。该标准从七个方面分别规定重负荷工业闭式齿轮油、液压油、油膜轴承油、汽轮机（轴承）油、柴油机油、压缩机油和润滑脂技术指标。该标准是公司机械设备用油技术管理的依据，也可以作为油品采购合同的质量标准附件。公司追求的是用油的合理化，只要润滑油脂的技术性能满足公司的实际要求，且有使用实绩，价廉物美，均可考虑在公司使用。,公司制定了设备油脂技术管理标准，该标准规定了油脂使用极限基准、油脂检验周期、污染度管理规定以及采样。对在线设备用油油质进行管理。设备点检人员应按本标准要求制订设备用油精密点检计划，并向公司设备部反馈处理情况。,设备油脂技术管理标准：在线用油使用极限与报废,设备用油管理措施合并油脂牌号降低油脂消耗油脂消耗评价,归并方法a)同一供应商相同档次的产品只留一种；b)已经被国标淘汰的产品，选用最最新的牌号替代；c)不同供应商的产品，如果采购量不大，且能保证质量的，选用价格低的产品。,合并油脂牌号,漏油并不纯粹是润滑油脂的损失，同时对设备或环境会发生以下影响：浪费资源影响系统正常动作容易发生火灾早期故障表现对作业环境产生影响对周边机器产生不良影响,降低油脂消耗,单位：升,不许放任微小漏油不管即使出现微小的漏油，每月、每年的量也相当可观。以上的表格计算出微小的泄漏量一天、一月和一年的泄漏。,FPM指数，吨钢消耗量指数，即一年内机械设备油脂消耗与产量比值，单位为公斤/吨。FPM指数即FactoryPlantMaintenance说明：钢产量为粗钢产量（CrudeSteelProduction）机械设备油脂（CoreLubricationProductGroups）包括：液压油HydraulicOils、齿轮油GearOils、轴承/循环油Bearing/CirculatingOils、润滑脂Grease。,HFI指数，液压油消耗指数：一年间液压系统补充油液的体积和油箱体积之比，无量刚。HFI指数即HydraulicFluidIndex,油脂消耗评价,振动诊断磨损诊断应力分析无损检测轧辊检测防雷检测炉窑检测环境监测电磁检测红外热成像钢丝绳检测工业精密测量防爆电器检测工业建筑检测特种设备检验液压系统检测材料理化性能分析工业遥控设备检测电气试验等各种手段油液清洁度和理化性能分析动力设备运行效率与节能,三、检测诊断专业技术手段的配置与应用,宝钢实施的检测诊断技术,涵盖了宝钢的设备、生产、环境等主要环节。主要有动力设备、电气设备、轧机、发电机、液压润滑设备、港机、起重运输设备、工业建筑建筑、工业窑炉、化工设备、特种设备、产品质量、工业环境等,检测与诊断应用对象,几种主要检测诊断技术,振动诊断在宝钢已快近三十年应用经验，目前分为简易诊断、在线监测、精密诊断等类型。,特点：测试便利、反应迅速、特征量丰富在设备状态管理中，可用于监测与诊断的方法很多。据统计有6070的机械故障都是通过振动和有振动辐射的噪声反映出来的。,对象：滚动、滑动轴承，轴系、变速箱、液力耦合器、轴流、离心式风机、压缩机、交、直流电机、水泵等主体关键设备部件。,针对故障：不平衡、不对中、轴弯、基础松动或沉降、碰擦、共振（结构、管道）、润滑不良、齿轮故障、轴承故障、电机断条及电磁问题、安装不良、工艺参数匹配不当（喘振）等绝大部分旋转设备的异常问题。,设备管理的得力助手,国家发明博览会金奖产品,具有产线、机组、设备运行状态实时监测的方案设计、系统集成、软件开发、安装调试的能力。通过监测设备的振动、温度、电流、转速及生产过程控制信号，图形化监测电机、风机、齿轮箱、泵、轧机、炉辊等关键设备及生产过程控制的状态，预报齿轮、轴承、叶轮、传动轴故障并提供维修建议，降低突发故障停机时间，减少设备维修费用。,在线保护系统的设计和实施；,巡回监测系统的设计和实施；,实时综合诊断系统的设计和实施；,设备状态管理系统设计与开发；,技术能力：,在线监测产品,监测保护产品,案例1,冷轧1420CAPL机组在线监测系统,案例2,5#BR3#辊打滑时的波形根据大监控3#BR的波形图，2#和3#炉辊的速度及负载电流波形比较，3#炉辊出现速度突然增加，而同时负载电流下降的现象，为炉辊打滑的典型波形。在09年03月份定修时，测量辊子的粗糙度，粗糙度值下降，于是更换辊子打滑故障消除。,设备异常提前预警，方便适时更换准备,SF-14炉辊振动趋势图SF-14炉辊传动侧的轴承振动值劣化，在11年1月的大定修中及时更换，设备恢复正常。,机组运行速度提升,10年平均速度发挥系数91.55%,2010-2011.1月速度发挥系数,拥有一流的检测设备及先进的分析手段，是国内首家通过ISO/IEC17025的实验室、上海出入境检验检疫指定检测机构、中国设备管理协会流体污染控制中心核心实验室、上海润滑油品行业协会检测基地。,目的：不仅可以提供正确选用润滑剂并确定合理的换油期而取得效益，更重要的是可通过及时预报潜在的故障避免灾难性损坏或者使处于正常运转的设备大大减少停机时间，并且指导维修，从而大大节约维修费用。分析对象：润滑油、液压油、变压器油。诊断对象：运动付（轴承、齿轮、油缸等）、变压器、油品质量分析方法：铁谱、光谱、磨粒计数、气相色谱、液相色谱、耐压、微水、理化指标等。,反映了油液的衰变程度，外界环境和设备故障造成的油液性能变化；,主要作用：,理化分析,污染度分析,磨粒分析,可定量表示油液被污染或自身产生污染的程度；,是根据油液中所含磨粒的数量、大小、形态、成份及其变化等，反映机器的磨损情况。,1,实验室特色技术,台架模拟试验装置,拥有FZG、Timken、叶片泵、四球机、滚动轴承精确润滑试验台等设备，能够模拟各种工况，全面评价润滑剂的摩擦学性,2,特有的润滑脂磨粒分析技术,拥有多项润滑脂光谱和铁谱分析专利技术，通过润滑脂中磨粒的定量和定性分析方法，判断脂润滑设备的润滑状态和磨损状态,设备精确润滑,理化性能分析台架失效试验,润滑剂性能评价,磨损颗粒分析,合理选型状态跟踪判废标准,数量、分布成份、形貌,故障定位状态跟踪机理分析,确保状态控制成本节能减排,红外热成像技术是设备诊断领域中一种通用的技术，能够准确反映运行设备的温度变化，通过对这些变化进行分析，就能判断发热的性质、部位和程度。,特点:非接触、非破坏、较远距离测温，迅速检测设备表面的温度场分布。,通用应用场合,电气分布式系统机械系统结构系统石油化工研究与开发领域,近几年来，应用领域已逐步开拓至高炉的煤气管道和冷却壁、热风总管、围管和直吹管等、各种工业炉窑、热风管道、化工管道、工艺监控、电气设备等的状态监测和诊断。,加工制造（A检）,建设安装（监检）,在役运行（检测）,维护修理（检测）,失效报废（评估）,利旧改制（检测）,对设备管理提供一生化服务,检测技术,轧钢设备：机架、辊道、传动轴、轧辊（新品、在役、改制）冶炼设备：高炉、热风炉、重力除尘装置、钢包、回转台、风机起重机械：行车、吊具、钢丝绳、卷筒、港口机械电厂设备：转子、轴瓦、汽机部件大型铸件：轧机机架、UOE模具特种设备：压力容器、压力管道其他：各类轴头、齿轮、机动车辆总成、辊环在线探伤设备开发和改造,无损检测,超声、磁粉、渗透、涡流、射线、红外、导波、相控阵、声发射、磁记忆等,对象：,方法:,失效分析,应变测试与评估评价,方法：物理试验、成分分析、金相分析、失效分析等对象：各类金属材质的失效件,方法：应用无损检测、精度检测、应变测试、扭矩、压力、温度、电流、电压、速度等对象：压力容器、管道及重大关键设备,方法：激光测距、测角、水准测量、尺寸检测、跟踪测量、测厚、扫描、GPS等对象：大型关键备件、轧钢产线（重点冷热轧各类轧机、辊系、机组、活套）、工业炉窑（高炉、热风炉、环形炉、干熄焦炉）穿孔机、连铸机、环冷机、烧结台车、工业厂房、烟囱、堆取料机及轨道、马达、港口机械、行车轨道等空间精度检测技术在板带轧线的应用,精度检测,设备空间位置精度对生产带来的影响振动值超标带钢跑偏卷取塔形板形不良轧制轴向力轧辊异常磨损产能降低,跑偏的危害,产品质量(板型不良、边部划伤、粗糙度不良、褶皱、单边剪切等等）,产能要求(产能提升，轧制速度提升）,设备稳定运行（振动、轴向串动、轴承烧损）,产生原因,来料：瓢曲镰刀弯两边厚度差,设备：辊系平行度、垂直度,自动控制：CPC、EPC纠偏装置反应速度及灵敏性,板带精度设备常用检测方法,钢丝吊线（摆杆）法多用于设备安装阶段，控制范围小，需要多次放点，产线控制困难，精度控制差。,经纬仪检测法测角精度高，测距精度差，全局控制精度高，局部控制精度差。,空间位置精度检测技术：将全站仪、激光动态跟踪仪、常规几何量具进行有机组合，用高精度全站仪进行全局精度控制（5001000m）、用激光动态跟踪仪进行局部精度控制（50m）、用常规几何量具控制细节精度（2m），实现整个产线设备空间位置的高精度检测。全局精度：0.05mm/m绝对精度：0.02mm,利用激光跟踪仪、高精度全站仪等精密检测仪器的激光测距、测角功能，配合专用测量标靶和夹具，测量辊类设备的典型参数，通过专用数据处理软件进行数据处理分析，获得被测设备的三维空间关系，结合机组（设备）的工艺特点，找出影响机组（设备）运行的主要参数。,T目前挑战,钢铁行业进入微利时代,四、典型解决方案及案例分析,T目前挑战,如何提高生产能力避免事故停机如何提高产品质量确保设备运行状态平稳如何减少维修损失实现预知维修，避免“过修”与“欠修”如何减少维修费用提高设备可靠性，延长寿命如何增进管理效益提高设备管理水平,敢问路在何方？,零投入,无需购买设备.无需建立系统.无须高薪养人,高起点,量化把握设备状态.准确把握劣化趋势.有效降低维修成本,典型解决方案,远程故障诊断技术是利用远程网络系统在异地对远程的现场设备实施监视，并根据测试数据进行故障的诊断和预报的技术。远程故障诊断技术发展趋势与通用诊断系统平台融合多媒体技术和网络通信技术的结合诊断方法上大量采用人工智能技术,远程诊断，将诊断技术和计算机网络技术、数据库与决策支持技术相结合，主要由现场诊断客户、诊断网络系统、远程诊断服务提供商中心三部分组成。,宝钢技术的远程诊断中心(RDC),目前梅钢、宁波、烟宝钢铁提供远程诊断服务,设备状态管理系统,点检计划,状态结果,路径下载,数据回传,现场实施,数据上传,现场采集,客户端,服务器,Ethernet,设备状态诊断计划,远程精密诊断,属地部门现场实施,诊断工具宝钢离线诊断系统（振动诊断、油液诊断、红外诊断，风机性能等),诊断结论信息,在线监测诊断信息,诊断报告检测数据倾向管理状态报警维修信息,诊断中心分析平台,诊断工具包系统：诊断系统分析平台,集成了完整的状态管理理念和全新的实施方式体现了多种专业手段综合应用的概念掌握设备复杂运行工况的特点，采用多种检测诊断专业技术手段，从不同的角度获取故障发生、发展的特征量，利用判断规则指导现场的故障判别。实现了多种设备状态管理业务模式的融合采用在线监测、精密诊断和专业点检等多种技术手段和实施方式，构建覆盖面广、运行经济、布局合理的设备状态管理体系。,系统特点,远程诊断技术路线：“离线采集、远程诊断”1、按照“数据测试属地化、分析诊断远程化、诊断结论网络化”思路，由用户配备少量数据采集人员，宝钢技术负责培训，提供相关的采集仪器和装置，测试数据通过网络由远程诊断系统传送到上海本部，由宝钢的资深技术工程师在诊断中心进行分析和诊断，出具诊断结论，然后通过远程诊断网络发布系统，实现短信、视频交流互动。2、远程诊断系统软体平台、数据采集器由宝钢投资开发，提供给甲方使用（月均测试设备台次数达到一定规模，免费借用）。3、测试人员免费培训，数据采集人员的技术培训由宝钢技术负责培训。,1、其特点是一是投入相对少、门槛低，可快速推进（相关监测仪器、远程诊断系统由宝钢