过程安全管理要素-机械完整性管理
过程安全与设备完整性管理技术
专题介绍
过程安全与设备完整性管理技术
牟善军 姜春明 （ 中 国 石 化 集 团 安 全 工 程 研 究 院 ， 山 东 青 岛 ２６６０７１）
关键词 过程安全 设备 完整性管理
长期以来， 重大工业事故的不断发生促进了过程安全 技 术 的 发 展 与 应 用 。 如 １９７４ 年 英 国 的 ＦＬＩＸＢＯＲＯＵＧＨ 环 己 烷 氧 化 过 程 的 爆 炸 、１９８４ 年 墨 西 哥 ＬＰＧ 爆 炸 、１９８４ 年 印 度 ＢＨＯＰＡＬ ＭＩＣ 泄 漏 事 故 、１９８８ 年 ＳＨＥＬＬ ＮＯＲＣＯ 炼 油 厂 爆 炸 以 及 ２００５ 年 ＢＰ 德 克 萨 斯 州 炼 油 厂 火 灾 爆 炸 事 故。这些事故的发生， 一方面引起了欧美等国家政府部门 的高度重视， 相继颁布有关的法规用于预防和遏制重大事 故 的 发 生 ， 如 美 国 职 业 安 全 卫 生 局 （ ＯＳＨＡ ２９ ＣＦＲ １９１０．１１９） 针 对 危 险 性 化 学 物 质 运 作 所 颁 布 的 过 程 安 全 管 理 法 规（ ＰＳＭ， Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓａｆｅｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ） 。另 一 方 面 表 明 了 单纯应用工程技术， 无法有效杜绝意外事故的发生， 必须 依靠完整的管理制度配合， 以弥补安全技术应用之不足。
美 国 化 学 工 程 师 协 会（ ＡＩＣｈＥ） 过 程 安 全 中 心（ ＣＣＰＳ） 在 总 结 了 ＰＳＭ 实 施 经 验 的 基 础 上 ， 出 版 了《 化 工 过 程 安 全 管 理 指 南》， 使 ＰＳＭ 的 管 理 理 念 能 更 好 地 应 用 到 全 世 界 的 化 工 与 石 化 工 业 生 产 过 程 中“。 指 南 ”针 对 过 程 设 计 、建 造 、 试 车 、操 作 、维 修 、变 更 及 停 车 ７ 个 不 同 阶 段 制 定 了 １２ 类 管 理 制 度 ， 包 括 ６８ 项 要 素 。 １．２ 过程安全的新思路
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hxpaq2015为广大用户推送安全要闻、行业资讯、安全预警、法律法规等信息，多角度、全方位、连续报道涉及化工领域安全生产的重要工作。
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◆◆◆事故根本原因：◆◆◆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。
◆◆◆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
过程安全管理要素再组合
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过程安全管理要素再组合的解释
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PSM 管理是系统安全管理， 将管理如下方面： 1. 管技术 2. 管设施 3. 管人员
谁来管：
1. 以上三个方面， 14个要素，在公司内部是由不同的部门分管 2. 必须由工厂最高管理者亲自推动， 才能保证上述三个方面， 14个要素执行到位 3. 由于PSM 非常重要， 应该执行操作纪律
以目前的PSM 管理要求来管理Bhopal工厂， 这个人 类历史上最大的工业事故是完全能够避免的；
过程安全事故特点
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过程安全事故的特点： 1. 过程安全事故概率低， 但后果严重，且后果可能扩撒到产区
外；
2. 过程安全事故隐患埋藏的深， 涉及面广，需要系统的管理才 可以预防；
3. 发生在危险物料引入装置后， 但原因可能处于装置：设计， 制造，安装，检查，启动，运行，维修，改扩建，停车，拆 除
PHA 是做什么的 ？-分析物料和能 量是从第一层容 纳里泄漏出来的 危险
PSM要素2- 工艺危害分析（PHA) 17
ＡＱ３０３４提到下列方法，对工艺危险进行分析和评 价： ➢ 故障假设分析（What -----if）； ➢ 检查表（Checklist）； ➢ “如果-------怎么样？”“What if ”+“检查” ➢ 危险及可操作性研究（HAZOP）； ➢ 故障类型及影响分析（FMEA）； ➢ 事故树分析(FTA)；
帕尔（Bhopal）的异氰酸甲 酯（MIC）泄漏事故是迄今 为止后果最严重的工业事故 。事故中有约30吨MIC发生 泄漏，造成约5000人死亡， 最终总的死亡人数可能达到 了2万人，还有6万余人需要 长期接受治疗
印度博帕尔（Bhopal）事故教训 6
安全培训课件-质量保证和机械完整性
定义
安全培训是实现质量保证和机械完整性的重要手段之一，通过培训提高员工的安全意识和技能水平，使其能够更好地维护设备、监控运行状态、及时发现和处理问题。
安全培训应强调质量保证和机械完整性的理念和方法，使员工充分认识到其在设备维护、操作和管理中的重要作用，从而在实际工作中更好地应用和实践。
质量保证和机械完整性理念起源于20世纪中叶，当时随着工业设备的复杂化和规模化，对设备安全性和可靠性的要求越来越高。
熟悉安全操作规程
提高应急处理能力
使员工了解机械完整性相关的安全知识和技能，掌握如何预防机械事故的发生。
使员工熟悉机械设备的操作规程，掌握正确的操作方法，避免因操作不当而引发安全事故。
通过培训使员工了解应急处理的方法和流程，提高其在遇到突发事件时的应对能力。
安全培训的实施与管理
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CATALOGUE
内审和外审
认证
持续改进
通过权威机构的认证，获得质量管理体系的认证证书。
根据审核结果，持续改进质量管理体系，提高体系的有效性。
03
02
01
收集和分析质量数据，识别问题并制定改进措施。
数据分析
实施纠正措施，防止问题再次发生，采取预防措施，降低问题发生的可能性。
纠正和预防措施
鼓励创新和改进，持续优化质量管理体系。
分析组织的安全风险和事故历史，确定组织对安全培训的需求。
组织需求
根据不同岗位的工作内容和风险，确定各岗位所需的安全知识和技能。
岗位需求
评估员工的安全意识和能力，针对个人需求制定个性化的培训计划。
个人需求
讲解安全规章制度、安全操作规程、危险识别与预防等理论知识。
理论培训
通过模拟演练、现场操作等方式，提高员工的安全操作技能和应急处理能力。
设备机械完整性管理指南
设备机械完整性管理指南设备的机械完整性是设备投入使用后，保证设备完好的重要手段，它涵盖了对设备安装、使用、维护、修理、检验、变更、报废等各个环节的管理。
为保证设备的机械完整性工作规范、标准、统一，具备良好的可操作性，为设备安全平稳运行提供有力保障，实现本质安全，特分享本指南。
一、设备编号及台帐1、为了便于设备的统计和管理，公司所属所有设备都应编号，一台设备一个编号。
成套设备所配备的电动机等附属设备，如无特殊原因不再单独编号。
2、设备编号应依据PID图所标注的设备工位号来确定，无工位号或独立运行的设备应由使用单位标注其名称。
设备编号应按照工位号+设备名称规则编写，并在设备的显著部位进行标识。
3、各单位设备管理人员应依据帐物相符的原则建立本单位的设备台帐，设备台帐按照《关于印发公司设备基础资料管理规范的通知》所提供的格式填写。
设备ABC分类应在设备台帐中进行注明。
（A类为关键设备，BC 类为一般设备）4、设备台帐必须齐全、准确、规范、及时更新。
除电子文档外还应保存纸质文件备查。
二、设备技术档案1、各单位应根据公司设备管理的相关规定，建立、健全设备技术档案。
设备技术档案应由专人负责保管。
有条件的单位应单独安排房间存放。
2、每台设备应建立单独的设备技术档案。
设备技术档案主要内容请参照《公司设备基础资料管理规范》第二章第7条；特种设备技术档案主要内容请参照《公司特种设备技术资料建档规范》。
3、设备技术档案是设备的组成部分，当设备发生调拨等变动时设备技术档案应跟随设备同时变动。
变动过程中应做好交接工作避免发生资料遗失。
4、设备零件手册及结构图是设备技术档案的重要组成部分。
应参照以下原则进行管理。
1) 设备零件手册及结构图应由设备生产厂家提供。
设备采购部门应在设备采购技术协议中明确提出。
验收时未按要求提供零件手册及结构图的设备不得通过验收。
2) 设备使用单位应及时收集、完善设备零件手册及结构图，设备零件手册及结构图应与设备档案本、说明书等基础资料一起归档保管。
PSM基本内容学习
5、安全观察与沟通=走动管理
★ 发现和改正安全隐患 ★ 提高安全意识和观察技能 ★ 建立和巩固安全制度 ★ 统计、分析管理趋势
安全观察与沟通是一种积极、主动 预防事故的管理方法
6、工作安全分析JSA
工作安全分析（JSA）是规划工作的一种方 式，其方法为： ★ 说明工作步骤的顺序 ★ 找出每个步骤有关的潜在风险 ★ 找出备用控制或预防的方法 JSA的运用： （1）文件式JSA：包括作业规程和工作方案 （2）口头式JSA：包括晨会（交接班会）和作业票
★管理者必须掌握过程安全管理知识，从而能建立管 理流程及体系，设立高标准、推动、审核并制定落 实的衡量指标
过程安全管理12要素
1、工艺安全信息 3、操作规程 5、变更管理 7、机械完整性 9、承包商管理 11、培训
2、工艺危害分析 4、作业许可 6、启用前安全检查 8、事故/事件管理 10、应急响应 12、符合性审计
每个人，都必须为自身与其他人的安全负责
★ 安全管理是主管的责任
安全管理是各级直线主管的责任
如何落实直线责任
★ 各级直线领导、各级负责人对所属的部门、单位 的HSE管理全面负责，每个员工对自己的岗位涉 及的生产作业区域的HSE负责，一级对一级负责
★ 每个职能处室部门，整合并依据HSE管理体系的 要求，结合业务要素去梳理相关的HSE管理职责 和责任
要素解读、制度宣贯的主要内容
★ 各个要素的主责部门，定期向相关人员沟通、培训要素的 相关要求
★ 各级直线领导，定期在适当的场合（如生产会议、安全会 议或公开场合）对过程安全管理的相关制度进行讲解或宣贯
过程安全管理12要素
1、工艺安全信息 3、操作规程 5、变更管理 7、机械完整性 9、承包商管理 11、培训
机械设备完整性管理规定
机械设备完整性管理规定1目的为确保关键设备、配套设施及相关技术资料齐全完整，设备始终满足生产安全、平稳要求，特制定本程序。
2适用范围本程序适用于公司所属各单位以及为其提供服务的承包商。
3应用领域本程序应用于关键设备维修指导书的编制、维修培训、材料与备件质量控制、测试与检查、维修与变更、设备可靠性分析等环节。
4应用标准《工艺与设备变更管理程序》《设备质量保证管理程序》5术语和定义5.1关键设备某些部件、设备或系统，它们的失效会造成或促进足够量的危害性物质、能量的释放或泄漏，从而造成死亡、不可恢复的健康影响、大量的财产损失或重大的环境影响。
5.2机械完整性机械完整性贯穿了装置从初始安装直至停止服务和拆除的寿命期。
机械完整性着重于在整个装置寿命期内保持机械设备、配套设施及相关技术资料齐全完整，以及持续改进，设备始终满足生产安全、平稳要求。
5.3关键任务在关键设备上进行的检修工作中，可能导致设备损坏、人员严重伤害、环境破坏等事故发生的检修任务。
5.4设备可靠性设备或系统在规定时间内、规定条件下无故障地完成运行要求的能力。
6职责6.1 设备管理组负责组织本程序的编制与修订，并对本程序提供辅导和审核。
6.2 设备管理组是本程序的日常管理维护部门，负责本程序执行情况的监督考核和程序的更新。
6.3 设备管理组负责组织机电仪专业技能培训，属地负责实施本程序的受众培训。
6.4技术工艺组负责及时更新设备技术资料（设计方面），同时下发给相关部门及属地。
6.5 行政管理组负责按照本程序规定规范采购工作，包括供应商的选择、供应商资质的确认、收集资料档案，并提供给相关部门、协调监造验收等工作。
6.6 公司相关部门负责执行本公司机械完整性管理程序，并对本程序实施提出改进建议。
6.7 属地有权利和义务接受机械完整性管理的培训，执行机械完整性管理程序，并提出改进建议。
7管理要求7.1基本要求7.1.1设备管理组要组织相关部门补充完善关键设备清单和档案，并组织相关人员对关键设备资料的完整性、有效性等进行审查。
机械完整性管理程序概述
机械完整性管理程序1 目的为确保关键设备、配套设施及相关技术资料齐全完整，设备始终满足生产安全、平稳要求，特制定本程序。
2 适用范围本程序适用于众诚连锁-吉林省松原石油化工股份有限公司所属各单位，以及为其提供服务的承包商。
3 应用领域本程序应用于关键设备维修指导书的编制、维修培训、材料与备件质量控制、测试与检查、维修与变更、设备可靠性分析等环节。
4 应用标准《工艺与设备变更管理程序》、《设备质量保证管理程序》、《审核管理程序》。
5 术语和定义5.1 关键设备某些部件、设备或系统，它们的失效会造成或促进足够量的危害性物质、能量的释放或泄漏，从而造成死亡、不可恢复的健康影响、大量的财产损失或重大的环境影响。
5.2 机械完整性机械完整性贯穿了装置从初始安装直至停止服务和拆除的寿命期。
机械完整性着重于在整个装置寿命期内保持机械设备、配套设施及相关技术资料齐全完整，以及持续改进，设备始终满足生产安全、平稳要求。
5.3 关键任务在关键设备上进行的检修工作中，可能导致设备损坏、人员严重伤害、环境破坏等事故发生的检修任务。
5.4 设备可靠性设备或系统在规定时间内、规定条件下无故障地完成运行要求的能力。
6 职责6.1设备部职责6.1.1 公司设备部负责组织本程序的编制与修订，并对本程序提供辅导和审核。
6.1.2 公司设备部是本程序的日常管理维护部门，负责本程序执行情况的监督考核和程序的更新。
6.1.3 设备部负责组织机电仪专业技能培训，各车间负责实施本程序的受众培训。
6.1.4 设备部要参与机械完整性（MI）的全过程管理。
包括1.健全、维护、推动公司内部机械完整性和质量保证（MIQA）管理程序；2.协调机械完整性和质量保证（MIQA）相关事宜，并将机械完整性和质量保证（MIQA）的要求传递至各车间；3.提供机械完整性和质量保证（MIQA）培训；4.确认和协调机械完整性和质量保证（MIQA）所需的资源（人、机、料、法、环）；5.组织开展机械完整性和质量保证（MIQA）内部审核；6.其他。
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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
◆◆◆
事故根本原因：
◆◆◆
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。
◆◆◆
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。
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。
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。
缺陷管理
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。