基于風險的檢測RBI及其在石化裝置中的應用課件

基于風險的檢測(RBI)

及其在石化裝置中的應用陳學東王冰楊鐵成艾志斌合肥通用機械研究院二○○六年六月11.RBI技術概述述2.API581簡介3.GMRI在國內(nèi)RBI執(zhí)行情況況4.若干問題題的討討論21.RBI技術概述述1.1幾個基本本定義危險與風風險危險：可可能產(chǎn)生生潛在損損失(損傷)的征兆，，客觀存存在，無無法改變變風險：危危險事事件發(fā)生生的概率一定程度度上可以以隨危險一旦旦出現(xiàn)的的后果嚴重程度度與損失失大小著著人的的意志而而改變社會與環(huán)環(huán)境企業(yè)自身身3風險分析析與風險險工程危險源風險鏈暴露后果風險分析分析風險鏈相互關系及相互作用的方法風險評價風險預測風險檢測風險設計風險管理風險工程控制風險及對風險采取相應措施4維修與資資產(chǎn)完整整性管理理56HSE完整性管理RBIHSE、完整性性管理和和RBI三者的關關系7基于風險險檢測(Risk-BasedInspectionRBI)理念：安全性＋經(jīng)濟性方法：系統(tǒng)論、概率論、可靠性理論等原理：失效可能性×失效后果 風險排序關鍵：優(yōu)化檢驗策略 (風險識別、評價與控制)目的：本質(zhì)安全＋節(jié)約成本W(wǎng)HAT： 要檢查何種類型的缺陷？WHERE：何處去尋找缺陷？缺陷的位置/可接近性？HOW： 能發(fā)現(xiàn)缺陷的最佳技術？破壞形式(減薄，裂紋等)WHEN： 從風險級別和經(jīng)濟性平衡角度確定最佳檢驗時間？避免檢驗不足與檢驗無效過度檢驗8RBI風險矩陣陣失效概率5ⅢⅢⅢⅣⅣ4ⅡⅡⅢⅢⅣ3ⅠⅠⅡⅢⅣ2ⅠⅠⅡⅡⅢ1ⅠⅠⅡⅡⅢ

ABCDE失效后果設備風險險等級表表等級風險區(qū)采取的對策Ⅰ低風險區(qū)酌情減少檢查保養(yǎng)Ⅱ中風險區(qū)應進行定期保養(yǎng)及檢驗Ⅲ次高風險區(qū)進行在線監(jiān)測和無損檢測(縮短檢驗周期)Ⅳ高風險區(qū)重點加強管理，進行整改，徹底消除事故隱患風險矩陣陣9RBI過程示意意圖檢驗計劃風險評估ABCDE12435風險矩陣101.2RBI的意義避免傳統(tǒng)統(tǒng)檢驗的的某些不不足、確確保本質(zhì)質(zhì)安全 不清楚特種設備失效模式，失效機理 檢驗不足 盲目追求“全面” 不清楚失效發(fā)生的可能部位 檢驗無效 過度檢查

裝置、設備的重要度劃分考慮因素較少

重點不突出

檢驗周期確定依據(jù)不足

過頻或過長或11RBI與傳統(tǒng)方方法的區(qū)區(qū)別傳統(tǒng)檢測計劃RBI檢測計劃檢測活動進行的程度潛在的危害風險不可檢測出的風險采用RBI進行風險管理人為錯誤自然災害外部事件人為破壞檢測能力限制設計錯誤物料本身風險1280%的損失是是由20%的設備引引起的風險系數(shù)數(shù)不是越越小是好好，安全全與經(jīng)濟濟的統(tǒng)一一“二八””現(xiàn)象13風險演化化與壽命命關系壽命風險如果進行風險管理浴盆曲線14影響壓力力容器安安全的突突出問題題八年來，，6次全國性性安全狀狀況調(diào)查查45家大型石石化企業(yè)業(yè)，164638臺壓力容容器，1166臺高強鋼鋼壓力容容器，686臺液化氣氣球罐超標缺陷陷全球原油油品質(zhì)劣劣化——介質(zhì)腐蝕蝕加劇裝置大型型化——高強鋼使使用(裂紋敏感感性增大大)長期超期期服役——未經(jīng)合理理評估，，盲目使使用近年來缺乏有效效檢測科學評估估未達設計計壽命過早失失效效突然失效效腐蝕、疲勞等使用中產(chǎn)生缺陷引起失效設計選材不當、結(jié)構(gòu)不合理、焊接缺陷引起失效各種腐蝕焊接缺陷高溫損傷疲勞八十年代末期前投用九十年代中期后投用不同時期的壓力容器失效的不同原因1980～2004年部分國國內(nèi)固定定式容器器爆炸事事故的統(tǒng)統(tǒng)計情況況1990～2004年部分國國內(nèi)壓力力管道失失效事故故的統(tǒng)計計情況有利于針針對突出出問題15滿足經(jīng)濟濟社會發(fā)發(fā)展需求求●企業(yè)發(fā)展展的需求求：用先進的的風險工工程學理理念，處處理安全全與經(jīng)濟濟的關系系；在WTO框架內(nèi)→提高企業(yè)業(yè)國際競競爭力。?！衿髽I(yè)管理理的需求求：企業(yè)管理理需要一一個系統(tǒng)統(tǒng)、完善善的管理理體系來來規(guī)劃、、監(jiān)控風風險、制制定嚴格格有效的的風險應應對計劃劃來降低低風險帶帶來的影影響?！裨O備管理理的需求求：執(zhí)行RBI項目實際際上同時時將工廠廠設備的的信息進進行了全全面的整整理歸納納，形成成了一套套信息庫庫，這對對于設備備管理部部門來說說是非常常有幫助助的。同同時在執(zhí)執(zhí)行RBI管理的過過程中也也產(chǎn)生了了一個集集工藝、、設備、、腐蝕、、安全等等跨部門門的知識識核心小小組，改改變了以以往各個個部門間間知識不不流通的的狀況。?！窠?jīng)濟效益益的需求求：確保安全全→最根本的的效益保保證國外：降降低成本本國內(nèi)：短短期成本本可能會會上升，，長期降降低成本本16廣義的風風險評價價1930’s保險業(yè)二戰(zhàn)后，，化學工工業(yè)發(fā)展展→生產(chǎn)過程程火災爆爆炸、泄泄漏事故故↑→安全評價價、風險險預測1960’s英國故故障數(shù)數(shù)據(jù)庫美國DOW化學公司司化化工生產(chǎn)產(chǎn)危險度度量安全全評價方方法1974美國AEC核電站危危險狀況況的評價價英國ICI化學公司司火災、、爆炸、、毒性指指數(shù)評價價方法1984美國在印印度的農(nóng)農(nóng)藥廠毒毒氣泄漏漏，造成成2500人死亡，，125000人中毒1986美國挑戰(zhàn)戰(zhàn)者號航航天飛機機爆炸前蘇聯(lián)切切爾諾貝貝利核電電站爆炸炸事故1.3RBI在國外17美國人上上個世紀紀九十年年代初開開始此項項工作30年以來，，100件重大損損失事故故統(tǒng)計表表明風險險因素復復雜增加檢測測力度來來看，花花費巨大大，事故故仍然發(fā)發(fā)生美國人W.KentMuhlbauer1992年提出了了輸油與與輸氣長長輸管道道的風險險評估方方法原因分析析(第三方破破壞與最最小埋深深、腐蝕蝕、設計計、操作作)介質(zhì)危險險性評定定：泄漏漏指數(shù)、、相對風風險程度度設備故障操作失誤流程異常自然災害設計結(jié)構(gòu)人為破壞不明原因43%21%11%5%5%1%14%狹義的風風險評價價(在石化行行業(yè)應用用)18APIRBI贊助委員員會成員員單位AmocoDNOHeatherPennzoilAramcoDowPetroCanadaArcoDSMPhillipsAshlandExxonShellBPFinaSunChevronKochTexaco/StarCitgoMarathonUnocalConocoMobilAPI23家石化公公司贊助助研究RBI：1996年出臺API581的草案2000年5月正式出出臺RBI執(zhí)行文件件APIBRD5812002年5月公布RBI標準APIRP58019APIRP580——推薦了一一種做法法（RecommendedPractice），描述述了在實實施RBI項目中所所涉及的的重要內(nèi)內(nèi)容和要要求。APIBRD581——是一個資資源文件件（BaseResourceDocument），描述述了適用用于煉油油和化工工工業(yè)的的RBI方法。20ASME“ASMERBIGuidanceDocument，Vol..1”，1991“ASMERBIfornuclearplant,,Vol.2”，1992“ASMERBIforpowerplantVol.3”1994“RBIguidelinesforpressuresystems””，1999API與ASME總體思路路一致ASME針對電力力行業(yè)，，關注高高溫與強強度失效效API針對石化化，尤其其是煉油油廠，關關注腐蝕蝕歐洲歐洲工業(yè)業(yè)基于風風險的檢檢驗和維維護規(guī)程程(RBIMAP)(正在制訂訂)RBI、RCM、SIL共享機制制21政府認可可法令/政府要求求：CaliforniaRiskManagementandPreventionProgram(RMPP)EPA40CFRPart68，RiskManagementProgramsforChemicalAccidentReleasePrevention((美國環(huán)保保署)工程規(guī)范范：API581，IEC1508，ANSIS84.01UFIPGuidelines((France)，UICGuidelines((France)等團體組織織：AIChE(美國化學學工程師師協(xié)會)/CCPSGuidelinesforChemicalProcessQuantitativeRiskAnalysis波音公司司ReliabilityCenteredMaintenance，RCM美國、澳澳大利亞亞、新西西蘭、英英國、挪挪威、芬芬蘭、荷荷蘭、新新加坡等等國政府府均已批批準企業(yè)業(yè)采用RBI技術確定定檢驗策策略22法令No.99-1046(1999..12..13))規(guī)定承壓壓設備檢檢驗的相相關要求求2000.3..15針對在役役承壓設設備，對對No.99-1046作了補充充其中第三三款(定期檢驗驗)第十條第第4部分規(guī)定定：由被認可可的檢驗驗部門來來執(zhí)行的的檢驗，，其檢驗驗計劃，，包括檢檢驗手段段和周期期，要按按照由專專業(yè)協(xié)會會提出并并被工業(yè)業(yè)部和承承壓設備備委員會會批準的的導則來來制定。。法國石油油工業(yè)協(xié)協(xié)會(UFIP)頒發(fā)的““針對煉煉油廠基基于風險險分析改改變停產(chǎn)產(chǎn)大修周周期與耐耐壓試驗驗周期制制定的檢檢驗計劃劃的導則則”已獲獲得批準準。德國采用用一事一一批的方方式發(fā)達國家家大部分分接受法國政府府23已經(jīng)采用RBI正在推行RBI還沒有采用RBIRBI在歐洲的的情況和和趨勢(截止至2000年)24已經(jīng)采用RBI正在推行RBI還沒有采用RBIRBI在歐洲的的情況和和趨勢(2005年度)25歐洲各國國現(xiàn)行關關于承壓壓設備檢檢驗的一一些規(guī)定定26271.4國內(nèi)RBI技術發(fā)展展現(xiàn)狀上世紀九九十年代代末政府介入入與關注注國外技術術機構(gòu)乘乘虛而入入與國內(nèi)聯(lián)聯(lián)合大學、研研究機構(gòu)構(gòu)已逐步步引入概概念基礎性工工作定性與半半定量工工作國家科技技部立項項特種設備備局“十五””攻關社會公益益國際合作作重點法國BV挪威DNV英國TISCHUK英國TWI韓國SK瑞典SKF特檢中心心、GMRI、南化、、華化、、青島安安工院、、北航提出安全全與經(jīng)濟濟性的關關系安全技術術委員會會的關注注對茂名RBI項目關注注→GMRI→南化、華華化→青青島安工工院→特特檢中心心28BV、GMRI、北京化化工大學學的合作作2003年以茂名名石化乙乙烯裂解解、加氫氫裂化裝裝置開始始，在國國內(nèi)石化化企業(yè)開開展RBI工作法國國際際檢驗局局(BureauVeritas，以下簡簡稱BV)是一家擁擁有一百百七十多多年歷史史的全球球性檢驗驗、監(jiān)理理、質(zhì)量量管理和和咨詢機機構(gòu)，在在質(zhì)量、、安全、、環(huán)境和和健康的的專業(yè)領領域內(nèi)具具有國際際品牌信信譽度。。其RBI技術是基基于該公公司長期期以來在在全球石石油化工工領域服服務的成成功經(jīng)驗驗的積累累，在RBI和資產(chǎn)完完整性管管理(AIM)等方面進進行了大大量研究究工作，，開發(fā)了了RBI軟件RB-eye?，并已在在EXXON、SHELL等大型石石油化工工企業(yè)的的石化裝裝置中推推廣應用用，在RBI領域具有有領先的的技術優(yōu)優(yōu)勢。北京化工工大學安安全科學學與監(jiān)控控工程中中心是由由北京化化工大學學機電學學院、材材料學院院、信息息學院、、理學院院和化工工學院中中專業(yè)若若干從事事安全技技術研發(fā)發(fā)的學術術團隊組組成的校校級科研研機構(gòu)，，中心成成立于2005年1月，中心心主任為為高金吉吉院士。。29國家質(zhì)量量監(jiān)督檢檢驗檢疫疫總局“關于開開展基于于風險的的檢驗(RBI)技術試點點應用工工作的通通知”國質(zhì)檢特特[2006]198號，2006.5基本肯定定積極作作用規(guī)定試點點基本程程序范范圍承擔單位位責任程序提出要求求 基本本要求結(jié)論處理理30執(zhí)行情況況單位已完成(套)正在進行(套)GMRI2813特檢中心13南京化工大學10青島安工院31華東理工大學10312.API581簡介API581于2000年5月出版，，文件由由正文和和附錄組組成正文的主主要內(nèi)容容介紹RBI的基本概概念風險分析析重要度風風險可靠性分分析檢測程序序工廠基礎礎標準數(shù)數(shù)據(jù)表等等32附錄的主主要內(nèi)容容:附錄ARBI定性分析析工作手手冊附錄BRBI半定量分分析工作作手冊附錄CRBI定量分析析工作手手冊附錄D管理系統(tǒng)統(tǒng)評價工工作手冊冊附錄EOSHA1910和EPA危險化學學品表附錄FAPI和ASTM的RBI比較33附錄G腐蝕減薄薄模式(其中包括括HCL，高溫硫硫和環(huán)環(huán)烷烷酸，高高溫H2S/H2，H2SO4，HF，酸性水水，胺，，高溫氧氧的各種種腐蝕數(shù)數(shù)據(jù)和判判據(jù))附錄H應力腐蝕蝕裂紋模模式(其中包括括以下應應力腐蝕蝕裂紋的的數(shù)據(jù)表表和判據(jù)據(jù)：堿，，胺，硫硫化物，，HIC//SOHIC--H2S，炭酸，，連多硫硫酸，HSC--HF，HIC//SOHIC--HF附錄I高溫氫腐腐蝕模式式附錄J爐管模式式附錄K材料疲勞勞(僅管線)模式附錄L脆斷模式式附錄M設備襯里里模式附錄N外部損壞壞模式342.1API581與其它規(guī)范范的關系系API581提供基于風險分析析檢測計計劃程序，有關檢檢測的實施仍需參照照其它的的API規(guī)范，例例如：API750過程危害害性管理理API510壓力容器器檢測、、評級、、修理和和變更規(guī)規(guī)范API570在役壓力力管道檢檢測、修修理、變變更和維維護規(guī)范范API653儲罐檢測測、修理理、變更更與重建建規(guī)范API530石化煉油油廠計算算熱交換換管壁厚厚的實例例API581分為定性分析析、半定量與與定量分析析定性分析析主要適適用于較較大范圍圍的評估估，如工工廠、裝置區(qū)。定量分析析主要適適用于特特定設備備的評估估，主要要項目包包含有塔塔器、儲罐、轉(zhuǎn)動機機械與管線。API581注重評估因腐蝕所造造成穿透泄漏漏等危害風險險。35API750API510API570API653評估損壞的危險性和剩余壽命執(zhí)行的文件供研究參考文件API-BRD581RISKBASEDINSPECTION執(zhí)行的文件MPCFITNESSFORSERVICERBI文件APIRP579APIRP580目前362.2RBI分析層次次定性 半定量 定量高詳細技術分析程度低數(shù)據(jù)資料收集失效后果失效可能性減低風險檢驗計劃制訂風險等級確定重新評估風險評估RBI計劃編制方法37Level范圍評估對象評估方法用途1全廠過程單元或系統(tǒng)定性系統(tǒng)排序2單元/系統(tǒng)設備/子系統(tǒng)定性/半定量檢測計劃3單元設備/子系統(tǒng)定量詳細檢驗計劃382.3風險評估估的執(zhí)行行步驟分類工藝設備定性分析定量分析設備類型可靠度PlotPlansPFD/P&ID失效概率損壞后果等級失效概率健康后果等級可燃性風險毒性泄放風險環(huán)境污染風險生產(chǎn)中斷風險(兩者中最壞情況)半定量分析或火災爆炸風險毒性外泄風險392.4定性RBI分析－依據(jù)APIRP580Risk--BasedInspection－風險的意意義：Risk＝＝Frequency××Consequence風險＝((概率)××((后果))概率分析(六項系數(shù))設備系數(shù)損壞系數(shù)檢測系數(shù)維修狀況系數(shù)工藝系數(shù)機械設計系數(shù)后果分析損壞后果或健康后果(六項系數(shù))(四項系數(shù))化學物質(zhì)系數(shù)毒性量系數(shù)物質(zhì)存量系數(shù)擴散性系數(shù)狀態(tài)系數(shù)保護系數(shù)自燃系數(shù)人口系數(shù)

保護系數(shù)壓力系數(shù)40定性RBI分析———失效概概率系數(shù)數(shù)構(gòu)成設備系數(shù)EquipmentFactor損壞系數(shù)DamageFactor檢測系數(shù)InspectionFactor++維修狀況系數(shù)ConditionFactor工藝系數(shù)ProcessFactor機械設計系數(shù)MechanicalDesignFactor+++41定性RBI分析———損壞后后果系數(shù)數(shù)構(gòu)成化學物質(zhì)系數(shù)ChemicalFactor物質(zhì)存量系數(shù)QuantityFactor狀態(tài)系數(shù)StateFactor++自燃系數(shù)Auto-IgnitionFactor壓力系數(shù)PressureFactor保護系數(shù)CreditFactor+++42定性RBI分析———健康后后果系數(shù)數(shù)構(gòu)成毒性量系數(shù)ToxicQuantityFactor++保護系數(shù)CreditFactor+擴散性系數(shù)DispersibilityFactor人口系數(shù)PopulationFactor43定性RBI分析——失效效概率等等級劃分失效概率率系數(shù)構(gòu)成：設備系數(shù)數(shù)＋損壞壞系數(shù)＋＋檢測系系數(shù)＋維修狀況系數(shù)數(shù)＋工藝系數(shù)＋機機械設計計系數(shù)失效概率率等級失效概率系數(shù)失效概率等級0～15116～25226～35336～50451～75544定性RBI分析——后果等級劃分──后果等級由損壞后果果等級和健康后果果等級較高高的確定定損壞后果果系數(shù)構(gòu)成：化學物質(zhì)質(zhì)系數(shù)＋＋物質(zhì)存量系數(shù)＋＋狀態(tài)系系數(shù)＋自自燃系數(shù)數(shù)＋保護護系數(shù)＋＋壓力系系數(shù)＋損損壞可能系數(shù)數(shù)健康后果果系數(shù)構(gòu)成：毒性量系系數(shù)＋擴散性系系數(shù)＋保護系系數(shù)＋人口系數(shù)數(shù)健康后果果等級損壞后果等級健康后果系數(shù)健康后果等級＜10A10～19B20～29C30～39D>40E損壞后果系數(shù)損壞后果等級0～19A20～34B35～49C50～70D>70E45定性RBI分析———風險矩矩陣風險增加ABCDE12345失效慨率

失效后果46RBI定性分析裝置單元設備系數(shù)損壞系數(shù)檢測系數(shù)維修狀況系數(shù)工藝系數(shù)機械設計系數(shù)失效可能性系數(shù)化學物質(zhì)系數(shù)物質(zhì)存量系數(shù)狀態(tài)系數(shù)自燃系數(shù)壓力系數(shù)保護系數(shù)失效后果系數(shù)1.裂解與聚冷57-6667251337-3-10-10-7202.裂解氣體壓縮與冷凝液汽提00-6602213318-10-10-7253.酸性氣體去除02-6602413318-10-10-8244.裂解氣體干燥與激冷00-6602213348-10-10-8275.去甲烷系統(tǒng)00-6602213378-10-10-7316.去乙烷乙炔氫化乙烯精餾系統(tǒng)00-6602215346-10-10-7287.去丙烷、去丁烷系統(tǒng)00-6632515286-10-10-7228.丙二烯/甲基乙炔氫化丙烯精餾00-6602213376-10-10-7299.丙烯冷凍02-6622613346-10-10-72610.乙烯冷凍02-6612515288-10-10-72411.乙炔回收02-6612520288-10-10-72912.乙烯儲存00-6602215378-10-10-832乙烯裂解解裝置RBI定性分析析結(jié)果47失效概率54321.12.~12.

ABCDE失效后果RBI風險矩陣陣482.5定量RBI分析工藝條件PHA結(jié)果保養(yǎng)/檢測記錄PSM系統(tǒng)評估結(jié)果設備資料檔案后果嚴重性分析失效概率分析危害風險評估其它降低風險措施檢測計劃變更定量RBI分析流程程圖49定量RBI分析涉及及資料內(nèi)內(nèi)容平面布置置圖工藝儀表表流程圖圖(P&ID)工藝流程程圖(PFD)工藝介質(zhì)質(zhì)數(shù)據(jù)各類設備備設計、、制造、、采購、、安裝、、竣工驗驗收資料料安全保護護裝置資資料操作與維維護手冊冊歷次檢驗驗維修記記錄50定量RBI分析－失失效可能性的的計算國內(nèi)外同類設備失效可能性基于安全管理系統(tǒng)評估修正個別設備設計條件數(shù)據(jù)和檢驗計劃失效可能性Ｆ=平均失效可能性ＦG個別設備修正因子ＦE管理因素修正因子ＦMXX51同類設備備失效的可可能性設備類型泄漏頻率(4個孔尺寸/年)?in1in4in破裂單密封離心泵6×10-25×10-41×10-4

雙密封離心泵6×10-35×10-41×10-4

塔器8×10-52×10-42×10-56×10-6離心壓縮機

1×10-31×10-4

往復式壓縮機

6×10-36×10-4

過濾器9×10-41×10-45×10-51×10-5翅片/風扇冷卻器2×10-33×10-45×10-82×10-8換熱器，殼程4×10-51×10-41×10-56×10-6換熱器，管程4×10-51×10-41×10-56×10-6管子，0.75in.直徑，/ft1×10-5

3×10-7管子，1in.直徑，/ft5×10-6

5×10-7管子，2in.直徑，/ft3×10-6

6×10-2管子，4in.直徑，/ft9×10-76×10-7

7×10-8管子，6in.直徑，/ft4×10-74×10-7

7×10-8管子，8in.直徑，/ft3×10-73×10-78×10-82×10-8管子，10in.直徑，/ft2×10-73×10-78×10-82×10-8管子，12in.直徑，/ft1×10-73×10-73×10-82×10-8管子，16in.直徑，/ft1×10-72×10-72×10-82×10-8管子，＞16in.直徑，/ft6×10-82×10-72×10-81×10-8壓力容器4×10-51×10-41×10-56×10-6反應器1×10-43×10-43×10-52×10-6往復泵0.70.010.0010.001常壓儲罐4×10-51×10-41×10-52×10-552設備修正因子子53換算的設設備修正正系數(shù)設備修正因子的最終值FE＜-1.0該值絕對值的倒數(shù)-1.0～1.01.0＞1.0等于該數(shù)值54管理修正正因子管理系統(tǒng)統(tǒng)現(xiàn)狀審審核API581附錄D,101questions,1000scores管理系統(tǒng)評估分數(shù)項目主題問題數(shù)分值1領導和管理6702工藝安全信息10803工藝危害性分析91004變更管理6805操作規(guī)程6806安全作業(yè)7857培訓81008機械完整性201209開工前安全審查56010應急措施66511事故調(diào)查97512承包商54513安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)評估440

合計1011000管理操作維護安全檢驗培訓工程55管理系統(tǒng)統(tǒng)評估分分值與管管理修正正系數(shù)的的關系56定量RBI分析－后后果分析析流程確定泄放類型在設備和環(huán)境中流體的性質(zhì)泄漏率泄漏孔徑范圍0.25”,1”,4”,破裂持續(xù)泄放流量瞬時泄放流量確定最后相確定最后相持續(xù)/氣體持續(xù)/液體瞬時/氣體瞬時/液體泄放總質(zhì)量有毒后果可燃后果減緩環(huán)境后果停產(chǎn)后果12334546757風險圖1●2●6●

5●7●3●

4●

10●9●

8失效后果失效可能性風險線582.6API581考慮的損傷類型型(失效模式式)1)減薄(包括整體體、局部部、點)(Thinning)2)焊縫表面開裂((Surfaceconnectedcracking)3)近表面開裂裂(Subsurfacecracking)4)微裂縫//微空隙隙形成((Microfissuring/microvoidformation))5)金相組織織改變(Metallurgicalchanges))6)尺寸變化化(Dimensionalchanges)7)鼓泡(Blistering)8)材料特性性改變((Materialpropertieschanges))9)機械損傷傷(Mechanismdamage)592.7損傷機理理與部位位1)減薄機制制失效機理形態(tài)部位鹽酸局部常壓塔頂、重整裝置的加氫、重整后和再生部分電化學腐蝕局部海水和冷卻水系統(tǒng)硫化物局部加氫裝置、焦化裝置、FCC、胺處理裝置、酸性水處理裝置和氣體分離裝置等二氧化碳局部蒸汽冷凝系統(tǒng)、FCC、硫酸局部硫酸烷基化裝置、水處理系統(tǒng)氫氟酸局部氫氟酸烷基化裝置磷酸局部水處理系統(tǒng)苯酚局部重油和脫蠟裝置60失效機理形態(tài)部位胺局部胺處理大氣均勻系統(tǒng)保溫層下坑裝置和系統(tǒng)土壤腐蝕局部系統(tǒng)高溫硫化（無氫）均勻蒸餾、焦化、FCC、加氫裝置等高溫硫化（有氫）均勻加氫裝置環(huán)烷酸局部蒸餾裝置高溫氧化均勻加熱爐1)減薄機制制612)應力腐蝕蝕開裂失效機理形態(tài)部位氯化物穿晶常壓塔、有水的地方腐蝕開裂晶間、穿晶炭鋼設備內(nèi)部、由于殘余應力造成連多硫酸晶間FCC、加氫裝置、燃氣系統(tǒng)胺開裂晶間胺處理裝置氨開裂晶間氨工廠、中和劑濃縮HICSOHIC穿晶、鼓泡、平面濕硫化氫環(huán)境、蒸餾、FCC、加氫裝置、焦化裝置、氣體回收等，焊縫與母材硫化物穿晶同上氫鼓泡平面同上氰化氫平面、穿晶FCC623)金相組織織改變和和環(huán)境失失效失效機理形態(tài)部位高溫氫晶間、脫炭加氫裝置、重整裝置晶粒增長局部爐管石墨化局部FCC反應器σ相脆化無特點FCC再生器、鑄造爐管和管架475℃脆斷無特點鐵素體鋼回火脆化無特點加氫裝置反應器液態(tài)金屬脆化局部原油中的汞在蒸餾裝置滲炭局部有焦的爐管脫炭局部高溫爐管金屬粉塵化局部加氫爐、焦化爐、氣體渦輪機選擇性浸出局部水冷系統(tǒng)的耐酸管道外部腐蝕局部乙烯裝置634)機械失效效失效機理形態(tài)部位機械疲勞局部轉(zhuǎn)動部件、管腐蝕疲勞局部蒸汽爐頂蓋、鍋爐爐管氣蝕局部葉輪背面、泵的入口機械損傷N/A沒有保護的部位超載N/A熱膨脹、工藝條件變化超壓N/A工藝條件變化、脆斷局部低溫條件、鋼材變質(zhì)蠕變局部爐管和爐內(nèi)件應力斷裂局部爐管熱震動局部燃燒中流體變化熱疲勞局部焦炭塔642.8檢驗方法法的有效效性(允許在線線檢驗)檢驗技術減薄焊縫表面開裂近表面開裂微裂紋/微孔形成金相變化尺寸變化鼓泡目視檢查1-32-3×××1-31-3超聲縱波1-33-×3-×2-3××1-2超聲橫波×1-21-22-3×××熒光磁粉×1-23-×××××著色滲透×1-3×××××聲發(fā)射×1-31-33-×××3-×渦流1-21-21-23-××××漏磁1-2××××××射線檢查1-33-×3-×××1-2×尺寸測量1-3××××1-2×金相×2-32-32-31-2××1=高度有效2=通常有效3=適當有效×=不常用檢驗效果果分類：：高度有效效、通常有效效、適當有效效、效果差、無效652.9制定檢驗驗計劃(確定合理理的檢驗驗周期)優(yōu)化檢驗目的的有針對對性檢驗部位位有針對對性檢驗方法法十分明明確合理確定定檢驗周周期需要檢，，一定檢檢不需要則則不檢662.10 RBI應用過程程示例加氫裂化裝置的單元、工段劃分表單元工段工段名稱設備臺數(shù)管道條數(shù)100101加氫裂化系氫系統(tǒng)2798300301脫丁烷/己烷系統(tǒng)1559302分餾系統(tǒng)21137400401酸性氣處理系統(tǒng)1745合計98443裝置分割割原則：：——以設備和和管道的的工藝功功能為主主，兼顧顧物流及及腐蝕流流特點裝置分割割67基礎數(shù)據(jù)據(jù)采集1)采集數(shù)據(jù)據(jù)內(nèi)容通用數(shù)據(jù)據(jù)：氣候條件件、地震震系數(shù)、、工藝穩(wěn)穩(wěn)定性、、投用年年份、開開停車頻頻率等設計(制造)數(shù)據(jù)：設備類型型、溫度度、壓力力、材料料、壁壁厚、容容積等工藝數(shù)據(jù)據(jù)：物流(代表性流流體、雜雜質(zhì))組份、操作溫度度、壓力力等檢驗數(shù)據(jù)據(jù)：檢驗年份份、歷次次檢驗的的項目及及有效性性等安全信息息：安全保護護裝置設設置及維維護等682)數(shù)據(jù)采集集方法查閱：裝置原始始設計、、制造、、安裝檔檔案資料料歷次檢驗驗資料工廠相關關的管理理文件及及數(shù)據(jù)庫庫操作記錄錄裝置操作作工藝手手冊現(xiàn)場采樣樣分析：：物流數(shù)據(jù)據(jù)問卷調(diào)查查：管理系統(tǒng)統(tǒng)評估系系數(shù)693)數(shù)據(jù)錄入入層次建建立裝置→單單元→工工段→設設備（管管道）→→部件設備類型部件塔器（直立容器）上封頭、分段筒體、下封頭反應器上封頭、筒體、下封頭臥式容器封頭、筒體、集液器管殼式換熱器殼體、封頭、管箱筒節(jié)、管箱封頭空氣冷卻器管箱、管子加熱爐爐體（爐管不考慮）70分析假設設條件設備與管管道的設設計壽命命為30年加氫裂化化裝置3臺加氫反反應器的的重要程程度定為為“極為為重要””(Vital))其它設備備和管道道均定為為“重要要”(Important)下次檢驗驗年份：：加氫裂裂化裝置置為2006年最小允許許壁厚按按原設計計規(guī)范計計算確定定腐蝕裕量量取原設設計值對API581中未給出出腐蝕機機理的材材料、介介質(zhì)、溫溫度組合合，依據(jù)據(jù)試驗數(shù)數(shù)據(jù)和專專家經(jīng)驗驗進行補補充，對對腐蝕明明顯輕微微的(如干燥空空氣、新新鮮水、、成品油油等)情況，人人為添加加“未知知”(Unknown)腐蝕減薄薄機理，，腐蝕減減薄速率率設定為為0.02mm//年。71風險排序序加氫裂化化裝置設設備和管管道風險險分布情情況加氫裂化化裝置設設備風險險分布情情況圖72加氫裂化化裝置管管道風險險分布情情況圖73加氫裂化化系統(tǒng)主主要設備備部件風風險分布布圖加氫反應應器18.5~19.8MPa427℃℃低壓分離離器2MPa,60℃封頭、集集液器減薄,HIC/SOHIC高壓分離離器17.5MPa,155℃原料脫水水罐0.35MPa,70℃74損傷機理理加氫裂化化裝置腐蝕減薄薄——酸性水腐腐蝕、鍋鍋爐水腐腐蝕、冷冷卻水腐腐蝕、鹽鹽酸腐蝕蝕、高溫溫H2S/H2腐蝕、高高溫硫及及環(huán)烷酸酸腐蝕應力腐蝕蝕開裂——HIC/SOHIC、碳酸鹽SCC、硫化物SCC、胺SCC、PTA連多硫酸酸SCC——SCC敏感性為為“高””和“中中”的設設備和管管道主要要集中在在101工段(加氫裂化化系統(tǒng))、301((脫丁烷/己烷系統(tǒng)統(tǒng))和401((酸性氣處處理系統(tǒng)統(tǒng))工段外部腐蝕蝕——大氣腐蝕蝕和保溫溫層下腐腐蝕——外部腐蝕蝕比較嚴嚴重的管管道主主要集中中在201工段(新氫系統(tǒng)統(tǒng))和302工段(分餾系統(tǒng)統(tǒng))高溫氫腐腐蝕——101工段(加氫裂化化系統(tǒng))中的4臺換熱器器和3條管道——P--059的氫腐蝕蝕敏感性性為“高高”，表表明該管管道發(fā)生生氫腐蝕蝕損傷的的可能性性相對較較大。P-059氫腐蝕敏敏感性高高的主要要原因是是該管道道材質(zhì)為為A-106B，屬一般碳碳素鋼，，操作條條件下不不能抗氫氫腐蝕。。75高風險設設備的原原因分析析設備位號設備名稱部件主要原因D-103(3-E)低壓分離器2MPa,60℃封頭、集液器高H2S含量、高HIC/SOHIC敏感性、非抗HIC鋼D-104(4-E)脫丁烷塔回流罐1.8MPa,95℃集液器高H2S含量、高HIC/SOHIC敏感性、未熱處理、非抗HIC鋼D-105(3-E)脫己烷塔回流罐3.5MPa,80℃封頭高H2S含量、高HIC/SOHIC敏感性、未熱處理、非抗HIC鋼D-115(3-E)放空罐0.35MPa,23℃封頭、筒體高H2S含量、高SSCC敏感性、未熱處理，非抗HIC鋼D-156(3-E)乙醇胺控制罐0.7MPa,120℃筒體、上封頭高MDEA含量、中HIC/SOHIC敏感性E-153A(3-E)胺液溶劑換熱器1.6MPa,200℃管箱高MDEA和H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理E-153B(3-E)胺液溶劑換熱器1.6MPa,200℃管箱高MDEA和H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理T-101(3-E)脫丁烷塔1.76MPa,85℃上封頭高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理T-102(3-E)脫己烷塔3.55MPa,70℃上封頭高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理T-151(3-E)液化氣脫硫抽提塔1.8MPa,60℃筒體-2高MDEA和H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理T-152(3-E)干氣脫硫吸收塔1.43MPa,65℃筒體高MDEA和H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、筒體未熱處理加氫裂化化裝置設設備76序號管道代號主要原因1P-041-8"(3-E)高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理2P-201-10"(4-E)高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理3P-206(3-E)高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理4P-251-16"(3-E)高溫硫腐蝕5RSM-503-8"(3-E)高MDEA含量、胺SCC6RSM-504-8"(3-E)高MDEA含量、胺SCC7SG-504(3-E)高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理8SG-504-10"(3-E)高H2S含量、中HIC/SOHIC敏感性、未熱處理加氫裂化化裝置管管道77檢驗策略略檢測效力力分類高度有效效(Highlyeffective)、通常有效效(Usuallyeffective))一般有效效(Fairlyeffective)、效果差(Poorlyeffective)和無效(Ineffective))不同的檢檢測方法法對各種種損傷形形式具有有不同的的檢測效效力允許“在在線”檢檢查，調(diào)調(diào)整風險險78針對減薄薄失效機機理檢驗驗策略以宏觀檢檢驗和超超聲波測測厚為主主對能進入入內(nèi)部檢檢驗的設設備應盡盡可能進進入設備備內(nèi)部進進行檢查查不能進入入內(nèi)部檢檢驗的設設備及管管道應適適當增加加檢驗比比例針對應力力腐蝕開開裂失效效機理檢檢驗策略略檢測手段段有：宏宏觀檢查查、超聲聲波測厚厚、濕熒熒光磁粉粉/PT、UT、RT輔助方法法有：金金相檢查查、硬度度測試等等首選內(nèi)部部濕熒光光磁粉無法進入入內(nèi)部時時，應選選用UT/RT從外部進進行對應力腐腐蝕開裂裂敏感性性為“高高”(High)可進入內(nèi)內(nèi)部檢驗驗的設備備(部件)，建議選選擇“高高度有效效”的檢檢驗。對應力腐腐蝕開裂裂敏感性性為““高”(High)又不能進進入設備備內(nèi)部檢檢驗的設設備(如換熱器器)，建議選選擇非進進入檢查查中的““通常有有效”的的檢驗。。應力腐蝕蝕開裂敏敏感性為為“低””或“無無”的設設備(部件)和管道，，發(fā)生開開裂的可可能性相相對較小小，因此此原則上上只進行行“一般般有效””的檢測測。79針對外部部(保溫層下下)腐蝕失效效機理檢檢驗策略略對外部腐腐蝕損傷傷因子較較大的設設備及管管道應選選擇適當當?shù)牟课晃缓捅壤鸪１貙雍蠛筮M行宏宏觀檢查查和超聲聲測厚；；必要時應應增加UT檢測。針對高溫溫氫腐蝕蝕失效機機理檢驗驗策略采用金相相、硬度度、超聲聲測厚及及超聲縱縱波掃查查等多種種技術相相結(jié)合的的方法從從內(nèi)部進進行檢測測對于氫腐腐蝕敏感感性““高”的的設備，，建議用用超聲和和金相方方法進行行檢測確確認。當超聲測測厚確定定有“增增厚”現(xiàn)現(xiàn)象存存在時，，或金相相檢驗發(fā)發(fā)現(xiàn)有明明顯脫碳碳現(xiàn)象則則表明氫氫腐蝕損損傷已經(jīng)經(jīng)存在。。優(yōu)先安排排檢驗的的設備和和管道對本次風風險分析析處于中中高風險險區(qū)域以以上或雖雖處于中中風險區(qū)區(qū)域但失失效可能能性等級級大于3的設備和和管道應應作為下下次檢驗驗的重點點。80設備部件原風險增加檢驗年份

檢驗項目及有效性調(diào)整后的風險測厚UT外部腐蝕檢查T-102脫已烷塔3.2MPa40~107℃Top3-E2004F-IU-I

2-EShell-13-E2004F-IU-I

2-EShell-23-E2004F-IU-I

2-EShell-33-E2004F-IU-I

2-EBottom3-E2004F-IU-I

2-E損傷類型主導損傷機理檢驗前增加檢驗后損傷因子敏感性損傷因子敏感性應力腐蝕開裂HIC/SOHIC46Medium4.6Medium外部腐蝕保溫層下腐蝕11減薄酸性水腐蝕11通過在線線檢驗調(diào)調(diào)整風險險在線檢驗驗是指設設備在運運行狀態(tài)態(tài)下進行行檢測，，從RBI技術的角角度出發(fā)發(fā)，在線線檢測只只要方法法選擇正正確，檢檢驗比例例(有效性)得到保證證，能到到達停車車檢驗效效果。81設備部件原風險增加檢驗年份

檢驗項目及有效性調(diào)整后的風險測厚UT外部腐蝕檢查D-104脫丁烷塔回流罐Neck4-E2004

U-O

1-ET-101脫丁烷塔Top4-E2004

U-OU-O2-ET-102脫已烷塔Top3-E2004F-IU-I

2-EShell-23-E2004F-IU-I

2-EShell-33-E2004F-IU-I

2-EBottom3-E2004F-IU-I

2-ED-105脫已烷塔回流罐Head3-E2004F-OU-O

1-ET-151液化氣脫硫抽提塔Shell-23-E2004U-IU-I

2–ET-152干氣脫硫吸收塔Shell3-E2004F-IU-I

2–ED-103高壓分離器Head3-E2004F-OU-O

2–ED-156已醇胺控制罐Top3-E2004F-OU-OF1–EShell3-E2004F-OU-O

1–EE-153A胺液溶劑換熱器Box3-E2004F-OU-OF1–EE-153B胺液溶劑換熱器Box3-E2004F-OU-OF1–ED-115放空罐Head3-E2004F-OU-OF1–EShell3-E2004F-OU-OF1–E重新計算算的風險險、檢測測項目、、檢驗有有效性及及模擬檢檢測后的的風險調(diào)調(diào)整情況況82R-101、R-102A和R-102B三臺加氫氫反應器器是加氫氫裂化裝裝置中的的核心設設備，在在本次RBI定量分析析中只有有這三臺臺設備的的重要程程度被定定義為““極為重重要”(Vital))風險分析析的結(jié)果果顯示它它們的風風險均處處于“中中高”風風險區(qū)(2-E)。主要的的損傷機機理為內(nèi)內(nèi)部堆焊焊層腐蝕蝕減薄。。加氫反應應器失效效將導致致非常嚴嚴重的后后果，但但其失效效概率相相對較低低——高后果、、低概率率失效機理理：腐蝕減薄薄但由于該該設備屬屬關鍵設設備，因因此在制制訂檢驗驗策略時時應考慮慮到其它它可能的的損傷形形式，并并有針對對性的進進行檢驗驗。其它可能能的堆焊焊層損傷傷形式有有：凸臺角焊焊縫開裂裂、堆焊焊層微裂裂紋、人人孔法蘭蘭密封槽槽底開裂裂、冷氫氫管及熱熱電偶角角焊縫開開裂檢驗策略略：建議以內(nèi)內(nèi)部重點點部位的的宏觀檢檢查和滲滲透檢測測為主，，檢驗效效力應選選擇“通通常有效效”例：加氫氫反應器器的檢驗驗策略833.GMRI國內(nèi)RBI執(zhí)行情況況15家石化企業(yè)，26套裝置2家燃氣企業(yè)，2套裝置保證本質(zhì)安全，降低檢維修成本 (直接經(jīng)濟效益約5200萬元，間接經(jīng)濟效益30700萬元)成功應用848586已完成和和正在進進行的石石化裝置置RBI項目截止2005年，完成成26套裝置的的定量RBI工作煉油：18套(重油加氫氫、加氫氫裂化、、加氫精精制、常常減壓、、催化裂裂化、制制氫)化工：7套(乙烯裂解解、烷基基苯、MTBE、環(huán)氧氯氯丙烷)化肥：1套(合成氨)目前正在在進行13套裝置87風險分布布結(jié)果26套裝置中中高風險險設備分分布情況況26套裝置設設備風險險分布26套裝置管管道風險險分布裝置總體體風險統(tǒng)統(tǒng)計88失效模式式與失效效機理煉油與化化工裝置置可能的的失效模模式全部部能涉及及到各類裝置置損傷機機理統(tǒng)計計結(jié)果：：乙烯裂解解裝置損損傷機理理分布89加氫裝置置損傷機機理分布布90催化裝置置損傷機機理分布布91常減壓裝裝置損傷傷機理分分布92制氫裝置置損傷機機理分布布93烷基苯裝裝置損傷傷機理分分布94合成氨裝裝置損傷傷機理分分布95檢驗策略略檢驗部位位、檢驗驗方法、、檢驗比比例、檢檢驗周期期96失效概率失效后果年限比例＞3高、中高2～3年4%＞3＝3中高6年加在線17%＝3＜3＜2低中、中高高6年68%＜3低中7～9年加在線11%4套加氫、、1套制氫裝裝置中20臺加氫反反應器，，除了2臺反應器器服役超超過30年，大多多數(shù)處于于“過度度檢驗””狀態(tài)974.若干問題題的討討論4.1關于可接接受的風風險(允許存在在的風險險)在API580、API581中 沒有有規(guī)定也也無法規(guī)規(guī)定統(tǒng)一一的可接接受風險險強調(diào)各行行業(yè)可以以有自己己的風險險準則一般情況況下，業(yè)業(yè)主應根根據(jù)RBI分析的結(jié)結(jié)果，結(jié)結(jié)合本企企業(yè)的生生產(chǎn)、經(jīng)經(jīng)營、安安全管理理、設備備管理、、經(jīng)濟效效益以及及社會效效益綜合合考慮后后自行確確定一個個可接受受的總體體風險狀狀況可接受風風險與一一個國家家的經(jīng)濟濟發(fā)展水水平相關關在中國企企業(yè)難以以自行確確定，期期待政府府有關部部門的協(xié)協(xié)同解決決98在我們的的實踐中中采取的的措施：：中等風險險以下等風險原原則中高風險險以上在線檢驗驗，縮短短檢驗周周期(失效可能能性等級級大于3)借鑒國外外經(jīng)驗法規(guī)與技技術規(guī)范范要求994.2關于檢驗驗周期的的確定承壓設備備的特點點必須定定期檢驗驗，檢驗驗頻度確確定合理的周周期：考慮措施施盡可能滿滿足生產(chǎn)產(chǎn)裝置長長周期運運行設備的各各種損傷傷、退化化、劣化化、不影影響本質(zhì)質(zhì)安全首先滿足足法規(guī)要要求，用用好法規(guī)規(guī)的允許許調(diào)整條條件設備的風風險等級級同類設備備的國內(nèi)內(nèi)外經(jīng)驗驗完整性評評估與壽壽命預測測評估國內(nèi)外技技術機構(gòu)構(gòu)的指導導性建議議100隱患消除除：茂名名與WEPECRBI方法并不不主張僅僅通過延延長檢驗驗周期來來實現(xiàn)經(jīng)經(jīng)濟性我國技術術規(guī)范關關于壓力力容器與與壓力管管道檢驗驗周期的的規(guī)定是是合理的的，與RBI不沖突過去存在在問題是是某些檢檢驗機構(gòu)構(gòu)執(zhí)行偏偏差問題題GMRI反對以延延長檢驗驗周期為為目的開開展RBIA106B管材與容容器