風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)在海上壓力容器和壓力管線的應(yīng)用研究

唐曉娟

【摘要】本文簡(jiǎn)介了壓力容器和壓力管線等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)的基本原理，并闡述了RBI技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況、RBI技術(shù)在海上壓力容器和壓力管線的研究背景及意義和效益；該技術(shù)在海上壓力容器和壓力管線領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】海上石油平臺(tái) 壓力容器 壓力管線 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 RBI

1 前言

壓力容器、壓力管線等承壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，一旦發(fā)生泄漏或斷裂將有可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸及中毒事故，是生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)遭受嚴(yán)重破壞，生命和財(cái)產(chǎn)蒙受重大損失。

當(dāng)前，中海油海上平臺(tái)建設(shè)發(fā)展迅速，海上壓力容器和壓力管線數(shù)量逐年增多，壓力容器和壓力管線的檢測(cè)或檢驗(yàn)市場(chǎng)份額巨大，研究海上壓力容器和壓力管線的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是提高資源優(yōu)化配置的有效途徑，實(shí)現(xiàn)壓力容器和壓力管線的信息化管理，對(duì)促進(jìn)設(shè)備管理水平進(jìn)步、保證海上設(shè)備運(yùn)行安全具有重要意義，且可減少對(duì)低風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備和裝置的維護(hù)和檢驗(yàn)周期，從而降低檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，減低成本。因此，海上壓力容器和壓力管線的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。

2 RBI技術(shù)

2.1 RBI的概述

R B I是英文“R I S K B A S E D INSPECTION”的縮寫，我國(guó)翻譯過(guò)來(lái) 稱謂“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”，目前國(guó)際上商業(yè)化的RBI軟件都是基于API580標(biāo)準(zhǔn)。在API580中，RBI定義為：一種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理的過(guò)程，重點(diǎn)放在壓力容器和工業(yè)管道由于材料破壞導(dǎo)致的介質(zhì)泄露。

RBI采用系統(tǒng)論的原理和方法對(duì)系統(tǒng)中固有的或潛在的危險(xiǎn)及其程度進(jìn)行定量分析和評(píng)估，它旨在找出薄弱環(huán)節(jié)，避免盲目檢驗(yàn)；幫助企業(yè)篩選出較高危險(xiǎn)的區(qū)域，確認(rèn)高風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備，制定有效的檢查計(jì)劃，用來(lái)降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性、降低設(shè)備運(yùn)行成本；同時(shí)RBI又是一個(gè)決策工具，在保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、安全的前提下有效避免“檢驗(yàn)不足”或“檢驗(yàn)過(guò)?！保瑥亩鴥?yōu)化檢驗(yàn)的效率和頻率，降低停機(jī)次數(shù)，減少日常檢驗(yàn)及維修的成本。

2.2 RBI技術(shù)的原理

RBI技術(shù)獎(jiǎng)設(shè)備在使用期間可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)與設(shè)備在用檢驗(yàn)相聯(lián)系。運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析，將流程中所有的設(shè)備按照風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序，從而得到風(fēng)險(xiǎn)分布，然后優(yōu)化檢驗(yàn)策略，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備按照其損傷的特點(diǎn)，采取有效的檢驗(yàn)方法，顯著降低其風(fēng)險(xiǎn)。

風(fēng)險(xiǎn)的級(jí)別可以用風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖表示，見(jiàn)圖1及表1。無(wú)論失效后果或失效概率（失效頻度）都可以用數(shù)字表示，把兩組數(shù)字按照嚴(yán)重程度的次序分別劃分為5個(gè)等級(jí)。失效概率（失效頻度）劃分為極高（very high）、高級(jí)（high）、中級(jí)（medium）、低級(jí)（low）和極低級(jí)（very low）概率（失效頻度），簡(jiǎn)稱特、高、中、低、微5級(jí)；失效后果同樣也是五級(jí)。五個(gè)等級(jí)分別用A、B、C、D、E和1、2、3、4、5表示。這樣，就可以在一個(gè)5×5的風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖上來(lái)確定分析對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并根據(jù)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采取相應(yīng)的措施。

圖1 RBI風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

3 RBI技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況

上個(gè)世紀(jì)九十年代初期，歐美二十余家石化企業(yè)集團(tuán)為了在安全的前提下降低運(yùn)行成本，共同發(fā)起資助美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）開(kāi)展RBI 在石化企業(yè)（主要是煉油廠）的應(yīng)用研究工作。1996 年API 公布了RBI 基本資源文件API BRD 581 的草案，2000 年5 月又公布API 581 正式文件。2002 年5 月正式頒布了RBI 標(biāo)準(zhǔn)API RP 580 。十多年來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家甚至亞洲的韓國(guó)、新加坡等國(guó)家和地區(qū)的石化煉油廠廣泛應(yīng)用了RBI 方法進(jìn)行成套裝置中的承壓設(shè)備的檢驗(yàn)與維修，使得風(fēng)險(xiǎn)和檢驗(yàn)維修費(fèi)用都大幅度下降。國(guó)際上，海上石油平臺(tái)很早便已應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理念。到目前，挪威、英國(guó)等已擁有比較完善的RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。

但我國(guó)的海上石油工業(yè)起步較晚，開(kāi)始對(duì)平臺(tái)的安全評(píng)估認(rèn)識(shí)不足，已經(jīng)發(fā)生了很多的海灘事故，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。近年來(lái)，科研工作者和生產(chǎn)企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到，成熟的RBI技術(shù)對(duì)我國(guó)的海上石油工業(yè)安全保障有十分重要的作用。目前，DNV和中石化青島安全工程研究院致力于該方面的研究和應(yīng)用，對(duì)勝利埕島油田海上設(shè)施進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

我國(guó)海上壓力容器壓力管線檢驗(yàn)應(yīng)用RBI剛剛開(kāi)始，國(guó)內(nèi)還未有應(yīng)用和基礎(chǔ)性研究。海上壓力容器、壓力管道在自然大氣環(huán)境、空間布局及操作要求等方面與陸上設(shè)施存在較大差異。海上壓力容器壓力管線應(yīng)用RBI時(shí)既要考慮海上設(shè)施在石化工藝、設(shè)施布局、配管布置及設(shè)備防腐等方面的特點(diǎn)，也要考慮海洋工程和海洋自然環(huán)境等方面的獨(dú)特要求，還要考慮海上操作及安全管理的特點(diǎn)：高流量狀態(tài)下流程含砂的磨蝕風(fēng)險(xiǎn)；海上鹽霧導(dǎo)致設(shè)備外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)；壓力管線的振動(dòng)疲勞風(fēng)險(xiǎn)；CO2大氣腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等。

其主要管理手段為它能有效提高檢驗(yàn)的效率，優(yōu)化檢驗(yàn)計(jì)劃和檢驗(yàn)策略，減少設(shè)備不必要的例行檢驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)施針對(duì)性的檢驗(yàn)內(nèi)容；避免“檢驗(yàn)不足”帶來(lái)的安全隱患或“檢驗(yàn)過(guò)?！痹斐傻脑O(shè)備維修費(fèi)用的浪費(fèi)和設(shè)備在役運(yùn)行時(shí)間的降低；對(duì)于保證海上壓力容器、壓力管線的運(yùn)行安全、促進(jìn)管理進(jìn)步具有重要意義。

5 海上壓力容器、壓力管線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)生的效益

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

以中海石油技術(shù)檢測(cè)有限公司為例：油公司（天津、上海、湛江）共計(jì)海上中心平臺(tái)（含終端）約35個(gè)，每個(gè)中心平臺(tái)的維修策略評(píng)估與制定項(xiàng)目平均費(fèi)用為50萬(wàn)元，項(xiàng)目推廣后每年可實(shí)施6-8個(gè)RBI項(xiàng)目，預(yù)計(jì)年收入可達(dá)到300-400萬(wàn)元。此外還有下游煉油廠（常減壓、連續(xù)重整、加氫精制、加氫裂化、催化裂化、制氫、焦化等）、化工廠（乙烯裂解、醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳烴、橡膠、乙二醇、合成氨、尿素、PTA等）裝置的關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在役設(shè)備的在線檢測(cè)具有廣闊的市場(chǎng)。

5.2 社會(huì)效益

基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)（Risk Based Inspection，以下簡(jiǎn)稱RBI檢驗(yàn)技術(shù)）是在追求特種設(shè)備安全性與經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一的基礎(chǔ)上建立的一種優(yōu)化檢驗(yàn)方案的方法。引入RBI檢驗(yàn)技術(shù)，對(duì)于推進(jìn)企業(yè)特種設(shè)備安全監(jiān)察方式的改革創(chuàng)新，有效預(yù)防和整治特種設(shè)備事故隱患，降低政府和企業(yè)安全管理成本，促進(jìn)中海油企業(yè)安全發(fā)展和科技進(jìn)步具有重要的意義。

6 結(jié)論

綜上所述，海上壓力容器和壓力管線的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)符合安全性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的發(fā)展趨勢(shì)，必將在我國(guó)海洋石油行業(yè)得到迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，及降低設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本具有重要作用。隨著RBI技術(shù)在海洋石油行業(yè)的技術(shù)研究和應(yīng)用力度的加大，相信RBI技術(shù)一定能夠在海洋石油行業(yè)發(fā)展的更加完善并發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳鋼，左尚志，陶雪榮，等. 承壓設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)機(jī)器在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2005，2（1）：31-35

[2] 戴樹(shù)和.新興學(xué)科《風(fēng)險(xiǎn)工程學(xué)》梗概[R].第五屆全國(guó)壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議專題報(bào)告[S.1.].[s：n].2001.9：1-8

[3] 劉福君，孔帥，胡東明，等.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)展[J].2009年遠(yuǎn)東無(wú)損檢測(cè)技術(shù)論壇論文精選，2009.第31卷第12期：953-954