RBI技術(shù)在渤中28-1油田壓力容器中的實(shí)踐應(yīng)用

關(guān)麗萍

摘?要：RBI技術(shù)已逐漸在國內(nèi)石化行業(yè)推廣，海洋石油開始嘗試引入此技術(shù)，本次在渤中28-1油田壓力容器上的應(yīng)用，篩查出了20%左右的高風(fēng)險部件，對此部分部件重點(diǎn)監(jiān)管和檢驗(yàn)，并采取適當(dāng)措施將風(fēng)險降低到可承受范圍內(nèi)，大大降低了檢驗(yàn)和維護(hù)成本，并增強(qiáng)可靠性。本次實(shí)踐充分說明了RBI技術(shù)在風(fēng)險控制和節(jié)約成本上優(yōu)于傳統(tǒng)檢驗(yàn)，并能為壓力容器長周期安全運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障，減少開停車所帶來的資源浪費(fèi)和安全隱患。

關(guān)鍵詞：RBI技術(shù);壓力容器;檢驗(yàn)檢測;成本

根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)要求，壓力容器一般在投用3年內(nèi)須開展首次全面檢驗(yàn)，但部分海上壓力容器未按照要求執(zhí)行全面檢驗(yàn)，出現(xiàn)了不合規(guī)現(xiàn)象。同時受到海上復(fù)雜的實(shí)際情況，很難做到按期按要求開罐檢驗(yàn)和全面檢驗(yàn)。即使按要求做了停產(chǎn)開罐檢驗(yàn)，開罐檢驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作也很繁瑣，尤其是清罐不徹底，會存在很大的安全隱患。停產(chǎn)不僅給正常生產(chǎn)帶來很大影響，費(fèi)用也很高。而RBI檢驗(yàn)是以不開罐檢驗(yàn)為原則，以風(fēng)險為導(dǎo)向，通過制定有針對性的檢驗(yàn)策略并實(shí)施，從而做到優(yōu)化檢驗(yàn)成本和降低其運(yùn)行風(fēng)險。

根據(jù)API及挪威石油聯(lián)合會等組織機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，設(shè)施80%風(fēng)險由20%關(guān)鍵設(shè)備引起。RBI檢驗(yàn)以風(fēng)險為導(dǎo)向，將有限資源重點(diǎn)關(guān)注20%關(guān)鍵設(shè)備（即高、中風(fēng)險設(shè)備）。RBI檢驗(yàn)內(nèi)容包括全面檢驗(yàn)及內(nèi)部檢驗(yàn)內(nèi)容，主要區(qū)別在于RBI檢驗(yàn)具有很強(qiáng)的針對性，針對20%關(guān)鍵設(shè)備采取降險措施，使風(fēng)險降低到可承受范圍內(nèi)。采取的主要降險措施有，壓力容器外部損傷檢驗(yàn)、焊接部位及熱影響區(qū)檢驗(yàn)、壓力容器內(nèi)部損傷檢驗(yàn)以及包括材料、介質(zhì)及壓力等運(yùn)行工藝完善等措施。這樣很大程度上避免了開罐檢驗(yàn)帶來的不利影響，保證了壓力容器長周期安全運(yùn)行。

1 項(xiàng)目簡介

海洋石油BZ28-1油田自1989年投產(chǎn)以來，距今已有29年的時間，期間經(jīng)過兩次改造，平臺上的壓力容器有的在改造期間被更換，也有的沿用至今，設(shè)備情況參差不齊，對新舊設(shè)備的檢測依然沿用周期基本固定的強(qiáng)制性安全檢驗(yàn)，對資源造成了一定程度的浪費(fèi)。2018年RBI專家、腐蝕專家、海洋石油工藝專家和RBI項(xiàng)目組共同對渤南作業(yè)公司BZ28-1油田友誼號FPSO、SWH、NWH三設(shè)施的102臺壓力容器進(jìn)行了系統(tǒng)的RBI評估。

2 項(xiàng)目實(shí)施過程

2.1 數(shù)據(jù)收集整理

各方專家和評估人員成立項(xiàng)目組，經(jīng)過前期的溝通交流和資料共享，完成了BZ28-1油田和計劃評估容器的全面了解。

首先，對BZ28-1油田的總體情況做大致了解，據(jù)了解BZ28-1油田位于中國渤海南部海域，東北距離龍口市約100KM，西北距離天津市塘沽區(qū)約206KM。該油田位置海域水深約為22m。BZ28-1油田由南北兩口井口平臺和一條浮式生產(chǎn)儲卸油裝置組成。2004年海洋石油總公司綜合匯總了屬下各方生產(chǎn)、研發(fā)與設(shè)計單位的經(jīng)驗(yàn)與思路，確定了利用已有的BZ28-1油氣田開發(fā)設(shè)施，將其改造提升。

再次，對102臺設(shè)備資料進(jìn)行了系統(tǒng)的收集和整理，經(jīng)作業(yè)主區(qū)和平臺方的多方支持，最終收集到53臺容器資料，容器資料包括：

（1）設(shè)計、竣工資料：包括壓力容器竣工圖紙、計算書、質(zhì)量證明書、檢驗(yàn)資料、現(xiàn)場銘牌及設(shè)備和中控流程圖照片等;

（2）工藝資料：主要包括壓力容器的操作壓力、操作溫度、工藝流程圖、管線與儀表流程圖、出口及入口的介質(zhì)、流速、取樣點(diǎn)化學(xué)分析報告等;

（3）操作資料：包括操作規(guī)程和操作運(yùn)行記錄等;

（4）腐蝕調(diào)查：包括關(guān)鍵性設(shè)備情況、物流成分分析、潛在失效模式、以往檢驗(yàn)檢測報告和以往發(fā)生的事故及事故原因。

另49臺容器資料不具備RBI評估的最低要求。最終針對此53臺設(shè)備進(jìn)行了RBI 評估。

2.2 計算評估

本次評估采用挪威船級社（DNV GL）開發(fā)的Synergi Plant RBI Offshore軟件，Synergi Plant RBI Offshore是一種專門針對海上設(shè)備設(shè)施RBI技術(shù)分析的軟件工具，其作用在于量化每個設(shè)備、管線的風(fēng)險并篩選出高風(fēng)險的單元，通過制訂檢驗(yàn)計劃，實(shí)施針對性檢驗(yàn)，對風(fēng)險進(jìn)行最為有效的管理。

根據(jù)收集、審核后的數(shù)據(jù)，開展了RBI分析，在風(fēng)險分析中，使用軟件計算腐蝕速率，并參考API581推薦的腐蝕數(shù)據(jù)，最終計算出了壓力容器的風(fēng)險分析結(jié)果。計算過程是將數(shù)據(jù)表輸入OFFSHORE軟件中，軟件通過綜合分析容器的材質(zhì)、使用時間、壁厚、腐蝕速率、介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)組分含量、操作壓力、操作溫度等因素來判斷失效模式及失效可能性大小;同時依據(jù)事先定義好的存量組，使用軟件內(nèi)嵌的PHAST后處理模塊計算失效后果，得出每臺壓力容器各個評價單元的風(fēng)險值。

2.3 評估結(jié)果

基于經(jīng)濟(jì)風(fēng)險分析結(jié)果：BZ28-1油田壓力容器中當(dāng)前經(jīng)濟(jì)風(fēng)險中不存在極高風(fēng)險，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險為高風(fēng)險單元為80個（占比14%），中風(fēng)險的評價單元為374個;經(jīng)濟(jì)風(fēng)險為低風(fēng)險的評價單元為44個;經(jīng)濟(jì)風(fēng)險為極低風(fēng)險的評價單元為82個。

基于安全風(fēng)險分析結(jié)果：BZ28-1油田壓力容器中當(dāng)前安全風(fēng)險中極高風(fēng)險評價單元為9個（占比2%），高風(fēng)險評價單元為153個（占比26%），中風(fēng)險評價單元為310個;低風(fēng)險評價單元為44個;極低風(fēng)險評價單元為76個。

本次的分析數(shù)據(jù)與著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家巴萊多的20：80法則完全吻合，即80%以上的風(fēng)險來自于大約20%的設(shè)備。顯而易見，壓力容器的檢驗(yàn)與監(jiān)管的重點(diǎn)應(yīng)集中于這20%的高危設(shè)備，實(shí)施更加科學(xué)、有效的差異化檢驗(yàn)和設(shè)備管理。

根據(jù)對物料平衡和實(shí)際物流采樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析表明，渤南作業(yè)公司BZ28-1三個設(shè)施中主要的潛在失效機(jī)理有：內(nèi)部腐蝕減薄和外部損傷，內(nèi)部腐蝕主要包括均勻腐蝕和局部腐蝕減薄以及微生物腐蝕，外部損傷主要來自于腐蝕減薄。根據(jù)BZ28-1油田壓力容器RBI分析的結(jié)果，并結(jié)1合DNV-RP-G103-2011的要求制定了設(shè)備的優(yōu)化檢驗(yàn)策略。在檢驗(yàn)策略中將詳細(xì)分析的所有設(shè)備細(xì)分成了519個部件，針對每一部件的每一腐蝕機(jī)理制定了檢驗(yàn)方案，檢驗(yàn)方案包括具體的檢驗(yàn)時間，檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)覆蓋率等。按RBI評估給出的檢驗(yàn)策略計算檢驗(yàn)和維護(hù)成本，較以往的成本降低了27%，降低成本的同時，如果根據(jù)檢驗(yàn)策略有針對的檢驗(yàn)還可以相應(yīng)延長壓力容器的安全運(yùn)行周期。

3 RBI技術(shù)應(yīng)用意義

（1）通過RBI分析，針對渤南作業(yè)公司所屬的BZ28-1平臺上的壓力容器的潛在失效機(jī)理和風(fēng)險值，建立了基于風(fēng)險的檢驗(yàn)策略，指導(dǎo)壓力容器檢驗(yàn)檢測并降低風(fēng)險，合理調(diào)配和使用檢驗(yàn)檢測資源;

（2）對于BZ28-1平臺上的壓力容器，通過RBI分析，對風(fēng)險較高的評價單元，提出了可將風(fēng)險降低到企業(yè)可接受程度的、具有針對性和有效性的可行的措施建議;

（3）使用分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)備檢修、維修及安全生產(chǎn)管理，提高了設(shè)備的管理水平。

4 技術(shù)革新

RBI技術(shù)，結(jié)合其他檢測技術(shù)（TOFD、AE、C掃、相控陣等）已成熟的應(yīng)用于壓力容器檢驗(yàn)中。由于海洋石油開采特點(diǎn)，RBI檢驗(yàn)作為一種壓力容器不停產(chǎn)條件下的定期檢驗(yàn)解決方案，正越來越多的被國內(nèi)、外各大油氣田采用，并成為一種發(fā)展趨勢。通過多年的檢驗(yàn)，積累了我國海洋石油壓力容器主要腐蝕機(jī)理、常用材料、常見缺陷、典型失效部位，總結(jié)壓力容器運(yùn)行風(fēng)險及缺陷發(fā)生規(guī)律，對RBI軟件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和完善，對RBI技術(shù)進(jìn)行了適應(yīng)性改造和創(chuàng)新，解決了國外軟件“水土不服”問題。RBI技術(shù)先后在曹妃甸油田、渤南油田及蓬勃油田試點(diǎn)，取得良好效果。公司正加緊開發(fā)壓力容器完整性管理系統(tǒng)，對RBI檢驗(yàn)工作進(jìn)行系統(tǒng)性管理。

5 結(jié)語

本次RBI風(fēng)險評估結(jié)果受到渤南作業(yè)區(qū)的高度認(rèn)可，為其今后的壓力容器檢驗(yàn)和設(shè)備管理指明了方向，通過這次實(shí)踐，說明RBI是優(yōu)于傳統(tǒng)檢驗(yàn)的綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性及潛在失效風(fēng)險的優(yōu)化檢驗(yàn)策略，同時為科學(xué)的決策提供支持，為設(shè)備安全管理提供保障。通過實(shí)施RBI技術(shù)，可以有效地降低檢驗(yàn)、檢修成本，降低壓力容器運(yùn)行風(fēng)險，為壓力容器長期安全運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障。在用壓力容器的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)引入RBI技術(shù)效果良好，作用明顯，RBI技術(shù)的推廣勢在必行。

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