过程安全管理要素机械完整性管理

过程安全管理要素——机械完整性管理
2016-05-27中国化学品安全协会中国化学品安全协会
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机械完整性案例
氯甲烷泄漏
发烟硫酸泄漏
光气泄漏致死亡事故
BP炼油厂事故爆炸
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事故根本原因：
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机械完整性的发展：
国内外重大危险化学品事故的不断发生，一方面引起了各国政府监管部门的高度重视，相继颁布或更新有关法律法规和标准规范，用于预防和遏制重大危险化学品事故的发生;另一方面也表明，单纯应用工程技术，无法有效杜绝意外危险化学品事故的发生，必须辅以完整而有效的管理制度，以弥补安全技术应用的不足。

因此，基于设备安全管理的方法——机械完整性(Mechanical Integrity)应运而生，它源于1992年美国职业安全健康理局于颁布的
《高度危险性化工过程安全管理办法》第8条款。

经过20多年的发展与推广，机械完整性管理已被世界各大石油、石化企业和危险化学品生产企业应用，并得到一致认可。

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机械完整性概述
设备可靠性管理理念
机械完整性，又称设备完整性，是一套用于确保设备在生命周期中，保持持续的耐用性和功能性的管理体系。

机械完整性中所指的设备是广义的，包括电气、仪表、设施、管线等，一旦该设备失效或故障，会引起过程安全事故。

纳入机械完整性管理的设备一般包括：压力容器、高能动设
备、泄放和通风系统及部件、气体检测系统、二次容纳系统、安全仪表系统、紧急停车系统、消防设施、防雷防静电系统、关键性管道及其附件，以及软管和膨胀节等。

对一个复杂的危险化学品生产工艺过程而言，涉及危险化学品的物质安全、工艺过程安全、设备安全和作业环境安全等多个方面，要防止因单一失误演变成重大灾难事故，就必须从领导决策、过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多个方面构筑安全防护体系，而过程安全管理体系就能起到这样的作用。

过程安全管理(Process Safety Management)是利用管理的原则和系统的方法，来辨识和控制化工过程的危害，确保设备和人员的安全。

它主要包含两个层面：管理层面和技术层面。

根据美国化学工程师协会化工过程安全中心的最新研究成果，过程安全管理体系主要由过程安全承诺、危险和风险的理解、风险管理和从经验中学习4个要素组成，每个要素又由若干个子要素组成。

这4大要素共有20个子要素，如图1所示。

图1 过程安全管理体系组成
由图1可以看出，风险管理在过程安全管理体系中占有最大比重，而资产完整性和可靠性(即机械完整性和可靠性)是风险管理中极其重要的一环。

它贯穿于设备的整个生命周期，包括从设备的设计、制造、安装、使用、保养直至报废，是从设备方面来保障过程安全。

在对100起较大的化学品和油品事故原因调查中发现，46%是由机械完整性损失造成的。

而机械完整性损失造成的事故中，管道原因占65%，压力容器占22%，转动设备占13%。

资产设备的机械完整性管理的目的，就是防止由于设备故障而导致危险化学品意外泄漏或发生事故，这是工艺过程安全要素之一。

这个要素涉及设备的正确设计、安装、维护等方面的系统管理，机械完整性的提高，可以保证设备的利用率、机械可靠性的提高，有利于减少工艺过程安全事故。

机械完整性的良好执行，可以使设备正确地设计、制造、购买、安装、操作和维修;明确哪些设备应在机械完整性管理范围内;根据设备的运行情况，优化人员、资金，储存空间等资源的分配;当设备运行出现缺陷时，
帮助员工识别并控制缺陷，防止事故发生;确保执行设备检测、维护、安装、拆除和再安装的相关人员受到良好的培训，并能使用这些作业活动的操作规程。

执行机械完整性管理体系是在合理时间内，确保落实设备的检维修及保养，预知设备的运转状况，及时对设备进行改善和维护，确保设备安全可靠运行，减少引起安全和环境事故的设备故障，降低企业生产运营成本。

机械完整性管理体系至少应包括设备选择，检查、测试和预防性维护，机械完整性培训，机械完整性作业规程，质量保证和缺陷管理6大要素。

设备选择是将某些特定的设备纳入机械完整性的管理范畴，这些设备至少应包括监管机构或企业政策要求的设备，或由工艺危害分析明确要求列入的设备;含有有害化学物质(有毒物质、高温易燃物、腐蚀性物质)的加压设备;关键仪表或安全仪表系统中的部分仪器;有毒物质泄漏探测器、保
护和减灾系统、火灾探测和灭火系统、照明或通风系统等部分。

检查、测试和预防性维护(Inspection， Test and Preventive Maintenance，简称ITPM)是为了使设备满足既定的效果要求。

美国化
学工程师协会化工过程安全中心在《基于风险的工艺安全指南》中建议，检查、测试和预防性维护应包含作业规划、作业的执行与监控两部分内容。

ITPM作业规划要包含机械完整性管理范围内的所有设备、确定作业执行的频率和时间安排，以及执行的步骤等。

ITPM作业规划流程如图2所示。

图2 ITPM作业规划流程
ITPM作业的执行与监控，应由专业人士按照事先安排进行，主要对作业安排进行管理(是否遵守作业安排)，并监控项目整体运行情况(任务的实施和执行，工作的成效)、工作成果存档、工作成果管理、工作程序管理等内容。

机械完整性培训
为使参与机械完整性管理的所有人员都能理解各自的职责和工作目标，需要对技术人员、检修人员、承包商及工程专家等进行培训，并根据各自职责设计培训内容，如：以通俗易懂的形式概述机械完整性管理，对进行检查和测试工作的员工进行技能培训，对评估结果的员工进行技术培训、材料可靠性鉴别培训、安全仪表系统培训和管理培训等。

机械完整性作业规程
作业规程将机械完整性管理体系制度化，明确目标任务并能够系统地执行。

机械完整性管理体系应该包括规程开发、指南发布及修改说明，还应涵盖批准与工厂规程偏离的说明。

书面作业规程至少应包括机械完整性的项目规程(包含机械完整性计
划的活动、作用和职责)，管理规程(管理任务实施的说明)，质量保证规
程(规定质量保证的任务及如何实施)，维修规程，检查、测试和预防性维护规程等内容。

质量保证是为了充分实现机械设备的使用价值。

在设备的整个生命周期中，都要对机械设备和材料进行完整性质量检测和维护，这些维护措施用以保证设备、材料及工艺都处于正常运行中。

为有效管理缺陷设备，机械完整性管理建议执行以下系统流程：定义正常设备的性能或条件的可接受标准;定期评估设备状况;识别缺陷的状态;制定和实施应对缺陷状态的对策;将设备缺陷告知到所有受影响的人;正确解决缺陷状态，以完善检查和测试方案，进而跟踪核查应对方案的效果。