化工行业在过去一个世纪内，伴随着全球经济的转型发挥了重要作用。随着行业的不断发展，维护工作变得越来越关键，它帮助化工企业优化生产流程、提高效率，并降低运营成本。通过实施合适的工业化学工艺和精心设计的维护方案，化工行业能够在保障生产安全的同时，实现可持续的盈利增长。本文将探讨如何在化工行业中通过优化维护流程，提升生产效率，减少设备故障，确保高质量的产品生产。
化工行业的主要组成部分
化工行业广泛而复杂，通常可分为两个主要领域：
基础化工行业：该领域主要负责生产基础化学品，如石化产品、基础无机化学品和基础有机化学品。这些产品是其他化学品和流程的基础原料。
化学加工行业：该领域通过多种化学工艺和反应，将基础化学品和原料转化为更专业化的产品。其活动包括精炼、混合、搅拌和为特定用途配制化学品。
近年来，精细化工行业作为一个新兴领域受到关注，主要生产特定的产品，如生物技术产品。然而，与基础化工和化学加工行业相比，精细化工尚未成为行业的核心支柱。
基础化工行业利用自然资源并将其转化为中间产品，这些产品通常为纯净化学物质，并作为其他行业的原材料。例如，石化产品和从石油中提炼出的原料、冶金产品等。
化学加工行业主要负责利用基础化学行业生产的原料，进一步制造如日常化学品等其他产品，涉及制药和塑料等领域。
化工行业的细分领域
化工行业从上述两个主要领域衍生出多个细分领域，其中包括石化产品、制药、基础化学品、专用化学品、塑料、聚合物等的生产。
工业化学工艺
化工行业包含多种生产和转化物质的工艺，包括：
- 化学反应：工业化学工厂通过合成、分解、取代和氧化还原等反应转化物质。通过调节温度、压力和催化剂等条件，反应物结合生成目标化学品。
- 蒸馏：依据液体混合物各组分的沸点差异进行分离的工艺。在化学工厂中用于液体的纯化、混合物的分离以及溶剂的回收。
- 结晶：通过从过饱和溶液中形成晶体固体的方式，纯化固体、生产高纯度材料并分离溶液中的组分。
- 萃取：通过溶剂分离混合物中的某些组分，在化工行业中常用于从原料或中间产品中提取有价值的物质。
- 有机与无机合成：有机合成涉及从简单分子合成有机化合物，无机合成则用于生产无机化合物。这些合成在制药等化学产品的生产中具有关键作用。
- 聚合反应：单体小分子结合形成长链聚合物。聚合物广泛应用于塑料、纤维等产品中。
机械和设备类型
在化工行业中，工业工厂通常配备多种用于生产的实物资产，包括加工设备、化学反应器、蒸馏塔、储罐、过程控制系统、分离和净化单元等。
化工行业中常见的设备故障
由于化工行业设备的关键性，设备故障往往会导致计划外停机、巨额维护成本、生产效率和安全性下降，甚至引发环境问题。在精密和可靠性至关重要的操作中，及早识别并预防资产故障的原因至关重要。
以下是化工行业常见的几种故障模式：
- 润滑不足：在处理腐蚀性和危险物质的化工行业中，设备的正确润滑非常重要。缺乏润滑或润滑不当会加速腐蚀和磨损，危及操作安全性和效率。
- 不平衡：如离心机和搅拌器等高速设备需要保持精确的平衡，以避免不规则振动。不平衡不仅影响设备的稳定性，还可能影响化学品的质量，甚至威胁工人安全。
- 机械松动：化学流程对精度要求极高，任何机械松动都可能导致产品波动。在有毒或易燃环境中，松动还可能导致危险泄漏。
- 错位：设备部件错位会导致摩擦和过度磨损，影响化学产品的质量和流程的稳定性。在化工行业，即使是微小的偏差，也可能产生巨大影响，因此准确对准至关重要。
- 气蚀：化学泵系统中的气蚀现象可能损坏泵内表面，导致化学品污染或混合物失效。泵效率下降，不仅影响产能，还可能导致产品不合格。
及时发现并有效缓解设备故障是保持操作稳定性和提高效率的关键。采取主动的维护措施和持续的监测手段是减少停机时间、确保安全生产和高质量化学品生产的有效途径。
化工行业的流程优化：ISO 55000标准
ISO 55000是一套聚焦于实物资产管理的国际标准，提供了管理资产和设备的指导原则和最佳实践。
由于化工生产过程中涉及的物质特性，这些标准在化工行业尤为重要。ISO 55000帮助建立对实物资产管理的共同理解，确保所有参与维护和资产管理的设备和人员都能准确理解流程。
ISO 55001用于实施资产管理系统，主要包括识别并评估化学流程中的关键实物资产、制定预防性维护计划，并设定关键绩效指标（KPI）确保符合相关法规要求。
化工企业还可以利用ISO 55002将资产管理原则与具体需求相结合，特别是管理高度敏感或危险资产，考虑行业的特殊法规，并依据风险和资产生命周期进行投资决策。
化工行业的维护策略
预防性维护是化工行业维护策略的核心。通过定期检查和及时更换老化部件，预防性维护能够有效防止设备故障，降低生产中断的风险。关键设备如反应器、泵、阀门和过滤系统的故障可能导致严重的生产损失或环境污染。例如，过滤系统若出现问题，可能导致交叉污染或计划外停机。实施预防性维护可以在故障发生前进行修复，避免生产的突然停滞。
预防性维护不仅降低风险，还确保设备始终处于最佳工作状态。定期检查和保养显著提高设备效率，延长使用寿命。当预防性维护与预测性维护结合时，更能有效减少维修成本，降低环境和安全风险，同时提升生产效率和设备可靠性。
资产智能与计算机化维护管理系统（EAM/CMMS）的应用
化工行业的维护策略依赖于详细的设备历史数据和智能资产管理。资产智能为维护人员提供全面视角，使其能够迅速识别故障原因并找到解决方案。例如，在聚合物生产过程中，若反应器搅拌器发生故障，聚合物可能在反应器中硬化，造成清理和维护的巨大损失。因此，维护技术人员需要及时获取设备的工单历史记录。
借助计算机化维护管理系统（EAM/CMMS），技术人员能够快速访问设备的完整维修历史，了解维护需求和潜在问题。这些系统支持设备状态的实时监控，并分析使用趋势，帮助技术人员制定精准的维护计划，确保及时修复设备，减少停机时间。
有效的预防性维护计划
从被动维护到主动维护的转变
传统上，化工行业的维护工作通常是被动的，只有在设备故障时才进行维修。这种方式增加了计划外停机的风险，导致高昂的维修费用和停工损失。随着技术的发展，越来越多的企业开始转向主动的预防性维护。通过收集和分析设备使用数据，企业能够预测维护需求，提前做好准备，避免突发故障。
例如，通过分析设备的维修历史数据，企业可以发现设备在特定使用周期后容易出现故障。基于这些数据，企业能够在问题发生前进行预防性维护，避免生产中断和高昂的维修费用。这种转变提高了设备运行效率，降低了维护成本和生产损失。
维护计划的优化与资源配置
有效的预防性维护计划不仅依赖于设备历史数据，还需合理配置维护资源。传统维护模式下，工作计划通常手动制定，缺乏对资源容量和可用性的充分考虑。而现代预防性维护计划允许维护人员根据设备状态、可用零部件和劳动力情况，进行精准的资源配置，提高维护效率。
通过智能维护软件，维护人员可以及时获取零件库存情况，并安排合适的维修人员执行任务。这种优化的资源配置能够有效降低维修延误，减少不必要的停机时间，提高整个生产流程的效率。
预防性维护对化工行业的经济影响
研究表明，计划外停机对制造行业的影响巨大，每年可能造成数百亿美元的损失。尤其在化工行业，计划外停机不仅导致直接的生产损失，还增加加班成本和材料、设备的加急费用。因此，预防性维护计划的有效实施，能提升生产效率，降低停机相关的经济损失。
通过精准的维护计划，化工企业能够预测并安排合适的维护时间，确保设备在最佳状态下运行，避免因突发故障导致生产中断和客户交付延迟。这不仅提升了生产力，也增强了企业在市场中的竞争力。
向预测性维护进化
预测性维护利用先进的传感器技术和数据分析工具，通过持续监测设备状态，预测潜在故障和维护需求。监测设备的振动、温度、压力等参数，能够帮助企业提前发现问题，避免计划外停机。与预防性维护结合，预测性维护能够帮助企业更精准地安排维修计划，减少资源浪费。
根据预测性维护的数据，企业可以在生产计划中预留足够的时间进行维护，并调整生产调度，确保生产流程不中断。此外，预测性维护还能显著降低维修成本，因为它能够在设备出现故障前采取措施，避免大规模的修复工作。
