任志峰
(中國石油大慶石化分公司檢測公司,黑龍江 大慶 154007)
為有效保證壓力容器等特種設(shè)備的使用安全,打破傳統(tǒng)定期檢驗的局限性,實現(xiàn)煉油化工裝置長周期平穩(wěn)運行.如何選擇更為有效的檢驗?zāi)J胶蜋z測方法,成為煉油企業(yè)實現(xiàn)特種設(shè)備本質(zhì)安全的迫切需求.
RBI做為一種基于風(fēng)險的檢驗方法,從分析特種設(shè)備風(fēng)險入手,通過風(fēng)險評估,風(fēng)險排序,找出位于高風(fēng)險、中高風(fēng)險的設(shè)備,進(jìn)行優(yōu)先重點有針對性的檢驗,從而實現(xiàn)降險增效的目的.下面就這兩種檢驗?zāi)J教攸c進(jìn)行詳細(xì)的分析對比和討論.
傳統(tǒng)定期檢驗?zāi)J绞翘胤N設(shè)備檢驗機(jī)構(gòu)按照一定的時間周期,在特種設(shè)備停機(jī)時,根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對其安全狀況所進(jìn)行的符合性驗證活動.它是一種以檢查特種設(shè)備缺陷為目標(biāo),對裝置中到期的特種設(shè)備逐臺進(jìn)行檢驗的方式,通過檢驗周期的滾動,達(dá)到在用特種設(shè)備100%檢驗.其中,檢驗周期和檢驗方式主要依據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《壓力容器定期檢驗規(guī)則》、《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行確定.
現(xiàn)行的檢驗規(guī)范對檢驗周期的規(guī)定基本是剛性的,對于壓力容器,除個別情況外,若要延長檢驗周期,必須經(jīng)過嚴(yán)格的程序.這就帶來了煉油化工企業(yè)裝置的檢修周期與設(shè)備檢驗周期不一致的矛盾.
現(xiàn)行的檢驗方式僅是從單臺容器入手,并沒有從整套裝置的損傷模式、失效機(jī)理、風(fēng)險控制、工藝流程等方面全局考慮在用設(shè)備的整體檢驗策略,存在局限性.同時,這種逐臺的檢驗方式,針對性差,會造成重點設(shè)備檢驗不足,而非重點設(shè)備檢驗過度的情況發(fā)生,導(dǎo)致有限的檢驗資源分配不合理,檢驗成本上升.
通過從以上分析,傳統(tǒng)定期檢驗?zāi)J酱嬖谝韵聨c不足:
(1)沒有根據(jù)設(shè)備風(fēng)險等級大小和失效模式進(jìn)行有區(qū)別性、針對性的檢測;
(2)定期檢驗是在停車檢修期進(jìn)行的,往往僅是為滿足法規(guī)要求的被動檢驗;對于停車檢驗時發(fā)現(xiàn)的部分問題,可能因備件不足等原因難以在檢修期間整改,缺乏維修預(yù)知性,影響開工時間;
(3)裝置檢修周期與設(shè)備法定檢驗周期存在不一致.
(4)停工檢修工期短,檢驗量大,在有限工期內(nèi)難以保證檢驗質(zhì)量.
RBI(Risk Based Inspection)是一種基于風(fēng)險的檢驗,是一種優(yōu)化的決策方法.它是通過評定目標(biāo)過去的狀態(tài),辨識和分級單臺設(shè)備的風(fēng)險,通過對裝置設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險排序,來合理有效安排檢驗資源,找出安全隱患,從而最大限度的達(dá)到整套裝置的安全平穩(wěn)運行.
圖1給出了某煉油化工廠裝置設(shè)備的風(fēng)險分布圖,由圖1可以看出,整套裝置94%的風(fēng)險都集中在10%的高風(fēng)險設(shè)備上.因此,如能有效保證高風(fēng)險設(shè)備安全運行,將會大幅度降低整套裝置的運行風(fēng)險.
(1)數(shù)據(jù)和信息采集:通過建立分析計劃,確定評估篩選范圍,采集包括設(shè)備類型、材料、檢測維修及更換記錄、運行條件、損傷模式、停產(chǎn)損失、設(shè)備修復(fù)和更新費用等相關(guān)數(shù)據(jù),為下一步風(fēng)險評估過程做好數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)準(zhǔn)備[2].
(2)風(fēng)險評估:通過對承壓設(shè)備進(jìn)行失效可能性和失效后果等級的定性、半定量、定量分析計算,確定裝置中設(shè)備風(fēng)險值.
圖1 某煉油化工廠裝置設(shè)備風(fēng)險分布圖
(3)風(fēng)險排序:根據(jù)風(fēng)險值對設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險排序,列出風(fēng)險矩陣,找出處于高風(fēng)險、中高風(fēng)險、中等風(fēng)險、低風(fēng)險的設(shè)備.
(4)檢驗策略:按照風(fēng)險等級制定檢驗策略.檢驗策略包括檢驗類型、檢驗時間、無損檢驗部位、方法、比例,壓力試驗要求,降低風(fēng)險措施等.針對高風(fēng)險設(shè)備可增加檢驗比例,同時根據(jù)其損傷模式、失效機(jī)理采用有針對性的檢測方法,保證缺陷的檢出,對低風(fēng)險的設(shè)備可適當(dāng)降低檢驗比例,從而實現(xiàn)了檢驗策略有效性和針對性.
(5)檢驗實施:按照檢驗策略實施檢驗.包括前期不停車在線檢驗,停車時的補充檢測和維修,以及對設(shè)備缺陷進(jìn)行合于使用評價.
(6)再評估和RBI評估結(jié)果的更新:RBI是個動態(tài)的管理過程,其分析結(jié)果具有一定的時效性.隨著工藝條件、設(shè)備條件、損傷機(jī)理、損傷速率、損傷嚴(yán)重程度以及RBI前提條件的改變均需要進(jìn)行再評估[3].
圖2 兩種檢驗方法的檢驗量與風(fēng)險之間的關(guān)系
圖3 檢驗量與檢驗費用之間的關(guān)系
(1)建立基于風(fēng)險的檢驗策略,指導(dǎo)檢驗實施.基于風(fēng)險的檢驗方案的制定和實施,使檢驗更有針對性和有效性,同時節(jié)省了檢驗及輔助配合費用,縮短了裝置檢修時間,提高檢驗效率,降低了企業(yè)生產(chǎn)成本.
(2)實現(xiàn)超期未檢設(shè)備的合理延期.通過風(fēng)險評估與在線檢驗新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,解決了設(shè)備不停車檢驗的技術(shù)難題,應(yīng)用不拆保溫脈沖渦流測厚、超聲導(dǎo)波等多種在線檢測新技術(shù),通過理論計算,可使超期未檢設(shè)備合理延長到與裝置檢修周期同步,避免停車損失.
(3)結(jié)合風(fēng)險評估結(jié)果及腐蝕監(jiān)測結(jié)果,進(jìn)行壽命預(yù)測和材質(zhì)評價,為設(shè)備使用管理提供依據(jù).對處于高風(fēng)險區(qū)域,或腐蝕監(jiān)測顯示腐蝕加劇的設(shè)備,進(jìn)行詳細(xì)壽命預(yù)測和材質(zhì)評價,給出設(shè)備安全運行周期和材質(zhì)升級建議.
表1給出了RBI檢驗與傳統(tǒng)定期檢驗相關(guān)內(nèi)容的對比,通過表1可以分析出:
(1)RBI檢驗由于前期風(fēng)險評估過程中充分考慮了設(shè)備損傷模式及失效后果,檢驗策略制定時可以更有針對性選擇檢測方法檢出設(shè)備缺陷,提高檢測有效性.
(2)RBI檢驗在確定檢驗周期上具有更大的靈活性,可以根據(jù)裝置實際情況,依據(jù)風(fēng)險等級彈性設(shè)定檢驗周期.
(3)在檢驗方式上,部分高風(fēng)險及高中風(fēng)險設(shè)備可以通過不停車在線檢驗方式降低設(shè)備風(fēng)險,達(dá)到減少停工檢修時間,節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率的目的.
(4)將安全閥進(jìn)行風(fēng)險等級劃分,實現(xiàn)分級管理,高風(fēng)險的縮短計量檢定周期,低風(fēng)險的延長計量檢定周期,打破了傳統(tǒng)檢驗規(guī)定必須全部一年一校的模式.
(5)通過計算設(shè)備剩余壽命的方式確定檢驗周期,可實現(xiàn)裝置檢修周期與檢驗周期保持同步,節(jié)約企業(yè)檢驗成本.
表1 RBI檢驗與傳統(tǒng)定期檢驗相關(guān)內(nèi)容對比
圖2給出了兩種檢驗方法的檢驗量與風(fēng)險之間的關(guān)系,由圖2可以得出:檢驗量相同時,RBI檢驗的風(fēng)險要小于傳統(tǒng)檢驗?zāi)J降娘L(fēng)險;同樣的風(fēng)險水平時,RBI檢驗的工作量要小于傳統(tǒng)檢驗的工作量[7].
圖3給出了檢驗量與檢驗費用之間的關(guān)系,由圖3可以得出:隨著檢驗量增加,設(shè)備可能產(chǎn)生的風(fēng)險損失減少.通過RBI檢驗,可以找到一個可接受的風(fēng)險損失與檢驗量的平衡點,即成本與效益的最優(yōu)點.
從以上針對RBI檢驗與傳統(tǒng)定期檢驗?zāi)J降膶Ρ确治?,可以得出RBI檢驗有以下優(yōu)點:
(1)RBI檢驗通過風(fēng)險評估、計算剩余壽命的方法,有效解決了傳統(tǒng)檢驗中設(shè)備檢驗周期與裝置檢修周期不一致的問題,實現(xiàn)了煉油裝置在相對較低風(fēng)險下的長周期平穩(wěn)運行.
(2)RBI檢驗通過分析設(shè)備損傷模式、失效機(jī)理,選擇更有針對性的檢測方法,提高檢驗有效性,達(dá)到合理分配檢驗資源,降低檢驗成本的目的.
(3)RBI檢驗實現(xiàn)了在不停車狀態(tài)下對部分高風(fēng)險及中高風(fēng)險設(shè)備的在線檢驗,達(dá)到了在線降險的目的,保證設(shè)備安全運行.
[1]TSG R7001-2013壓力容器定期檢驗規(guī)則.
[2]API 580-2009 Risk-based Inspection.
[3]GB/T 26610.1-2011承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險檢驗實施導(dǎo)則第1部分:基本導(dǎo)則和實施程序.
[4]TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.
[5]金承堯,趙建平.基于RBI方法的在役安全閥風(fēng)險評價技術(shù)研究[J]南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,05:25-29.
[6]王魯榮,王偉,等.基于風(fēng)險檢測技術(shù)在催化裂化裝置風(fēng)險評估中的應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備,2006,06:77 -79.
[7]陳學(xué)東,楊鐵成,等.基于風(fēng)險的檢測(RBI)在實踐中若干問題的討論[J].壓力容器,2005,07:36-44.
佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2014年6期