張友天，杜彪，呂潤銘，趙青，程海龍

（中國石油獨山子石化分公司乙烯一部，新疆 獨山子 833699）

某石化公司的110萬t/a乙烯裝置，年產(chǎn)聚合級乙烯1100kt/a、聚合級丙烯500kt/a。裝置采用石腦油、加氫尾油、油田輕烴等作為裂解原料，循環(huán)乙烷、丙烷、未加氫碳五作為裝置循環(huán)原料，生產(chǎn)聚合級丙烯、聚合級乙烯氫氣、混合碳四、裂解燃料油等主副產(chǎn)品。

1 項目簡介

1.1 項目背景

中國特檢院在2019年3～7月對乙烯裝置所屬的部分工業(yè)管道進行在線檢測，該部分管道上次檢驗時間為2015年5月，對應(yīng)的下次到期時間為2019年7月，經(jīng)甲方確認在本周期運行期間狀況良好，未出現(xiàn)工藝波動及泄漏等問題，因此委托中國特檢院根據(jù)在線檢測的結(jié)果進行RBI評估，實現(xiàn)裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運行。

1.2 項目目的

擬通過本項目的實施達到如下目的：

結(jié)合工藝及裝置運行工況，分析本次評估工業(yè)管道潛在的失效機理。

通過RBI分析評估，計算評估單元當(dāng)前（2019年12月30日）和未來時間點（2024年10月30日）的失效可能性、失效后果以及風(fēng)險水平，解決工業(yè)管道按失效可能性和后果分類問題。

對在線檢測結(jié)果進行合于使用評定，依據(jù)評定結(jié)果設(shè)定下次檢驗時間，根據(jù)潛在的失效機理、風(fēng)險水平制定科學(xué)合理的停工檢驗方案，解決設(shè)備不分重點的盲目檢驗問題。

對裝置當(dāng)前的風(fēng)險水平進行識別，提出使用和維護建議，對風(fēng)險較高的單元提出在線降險措施，保證裝置的平穩(wěn)運行。

根據(jù)裝置管線臺賬及相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)，建立裝置壓力管道RBI所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)管道風(fēng)險的動態(tài)管理奠定基礎(chǔ)。

1.3 項目工作范圍

本次評估范圍為乙烯裝置所屬部分工業(yè)管道，其中裂解1322條、壓縮419條、分離584條、加氫119條工業(yè)管道，合計為2444條。

1.4 評估依據(jù)

（1）TSG D0001-2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》。

（2）《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》。

（3）GB/T 19624-2019《在用含缺陷壓力容器安全評定》。

（4）GB/T 26610.1～5 《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則》。

（5）API581《基于風(fēng)險的檢驗技術(shù)》。

（6）GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識別》。

（7）TSG D7005-2018《壓力管道定期檢驗規(guī)則-工業(yè)管道》。

1.5 技術(shù)簡介

RBI是基于風(fēng)險的檢驗，以設(shè)備單元失效的可能性和失效導(dǎo)致的后果為分析點；通過對生產(chǎn)裝置中每個設(shè)備單元潛在的失效模式或固有的失效模式所導(dǎo)致的危險及其后果進行定性或定量的分析來確定風(fēng)險的大小，從而對設(shè)備的風(fēng)險等級進行劃分，發(fā)現(xiàn)裝置的薄弱環(huán)節(jié)；在此基礎(chǔ)上，對風(fēng)險等級較高的設(shè)備單元給予重點關(guān)注，并通過有針對性的檢驗來保證設(shè)備的安全運行。

2 檢驗策略

某石化乙烯裝置本次評估工業(yè)管道停工檢修擬安排在2024年10月30日以前，根據(jù)以下原則來制定工業(yè)管道停車時的RBI檢驗策略，指導(dǎo)某石化乙烯裝置本次評估單元停工檢修期間的檢驗檢測工作。

2.1 檢驗策略制定

RBI評估的最終目的是優(yōu)化和指導(dǎo)檢驗資源，合理的檢驗策略和檢驗計劃既要與設(shè)備本身的特點相結(jié)合又要符合裝置整體風(fēng)險控制的要求，同時還必須與裝置的整體檢維修計劃相一致且具有可操作性，最終制定的檢驗策略必須有效而可行。

2.2 檢驗方法的確定

列入檢驗范圍的工業(yè)管道，壁厚測定和宏觀檢查是最基本的檢驗方法，特殊情況可按照失效的模式確定檢測方式。

2.3 檢驗比例的確定

壓力管道檢驗方式確定后，檢驗比例的確定按照失效機理對應(yīng)的檢驗有效性來決定。

2.4 RBI檢驗策略補充

（1）檢驗方案制定人員應(yīng)該參考RBI檢驗策略來制定檢驗方案。

（2）因為RBI檢驗策略不考慮設(shè)備的制造缺陷，對于更換或投用不久的設(shè)備，在首次停機檢驗時，應(yīng)采用傳統(tǒng)檢驗與RBI檢驗結(jié)合的方式來進行。

（3）如果設(shè)備的損傷主要發(fā)生在內(nèi)壁，在情況允許的條件下，盡可能安排內(nèi)壁檢驗。

3 工業(yè)管道檢驗

（1）有保溫的工業(yè)管道，優(yōu)先選擇按拆除保溫后進行檢驗。

（2）失效模式為局部或均勻腐蝕的，檢驗方法以宏觀檢查與超聲檢查為主。

（3）失效模式為應(yīng)力腐蝕的，對于焊縫部位應(yīng)安排一定比例的超聲波檢測或射線探傷抽查。

工業(yè)管道超聲波測厚主要針對三通、彎頭和直徑突變處，被抽查的管件測厚位置不得少于3處；直管段與管件相連的焊接接頭的直管段一側(cè)應(yīng)進行測厚，測厚位置不得少于3處。發(fā)現(xiàn)管道壁厚存在異常情況時，應(yīng)在附近增加測點，并確定異常區(qū)域大小，必要時，可適當(dāng)提高整條管道的測厚抽查比例。

4 2019年在線檢測情況

4.1 在線檢測策略

截止2019年11月30日，安全風(fēng)險情況見下圖1所示，從圖中可以看出評估單元風(fēng)險水平基本處于中風(fēng)險和低風(fēng)險水平，中高風(fēng)險單元有14個，占比為0.57%，沒有高風(fēng)險單元，其中失效可能性為4的單元有338個，占比為13.83%。

圖1 2019年11月30日乙烯裝置工業(yè)管道評估單元安全風(fēng)險矩陣圖

4.2 在線檢測結(jié)果

2019年3～7月對該部分工業(yè)管道進行在線檢測，檢測結(jié)果顯示部分管線的減薄較大、腐蝕速率偏高，其中減薄比例超過25%的管線共計50條。

5 風(fēng)險分析結(jié)果

依據(jù)2019年在線檢測結(jié)果進行再評估，本次評估腐蝕速率依據(jù)2019年在線檢測實際減薄量進行計算，未進行在線檢測的管線腐蝕速率參照專家腐蝕速率或相同工藝段腐蝕速率，評估單元再評估的風(fēng)險情況如下圖2所示。

5.1 當(dāng)前風(fēng)險

經(jīng)過風(fēng)險分析與計算，圖2給出本次評估工業(yè)管道在2019年12月30日的安全風(fēng)險矩陣圖。2019年12月30日，評估單元中沒有高風(fēng)險單元，低風(fēng)險的評價單元有1316個，占比為53.85%；中風(fēng)險的評價單元有1097個，占比為44.89%；中高風(fēng)險評價單元有31個，占比為1.27%；

圖2 2019年12月30日乙烯裝置壓力管道評估單元安全風(fēng)險矩陣圖

5.2 將來風(fēng)險

本次評估工業(yè)管道未來評估時間點為2024年10月30日，截止2024年10月30日評估單元的安全風(fēng)險矩陣見圖3。

由圖3可見，到2024年10月30日，評估單元沒有高風(fēng)險單元，中高風(fēng)險單元共計142個，占比為6.64%；中風(fēng)險評價單元共計1090個，占比為61.01%；低風(fēng)險評價單元共計905個，占比為42.35%；相比2019年12月30日的評估結(jié)果，截止到2024年10月30日，未經(jīng)檢驗情況下評估單元的風(fēng)險水平呈明顯上升趨勢，其中7個單元失效可能性為5，457個單元失效可能性為4。

圖3 2024年10月30日乙烯裝置壓力管道評估單元安全風(fēng)險矩陣圖

6 結(jié)語

（1）本次評估對象為某石化乙烯裝置部分工業(yè)管道，工業(yè)管道條數(shù)合計為2444條。

（2）本次評估的工業(yè)管道涉及的主要損傷機理包括機械損傷、材質(zhì)劣化、腐蝕減薄、腐蝕開裂和其他損傷。

（3）依據(jù)在線檢測結(jié)果進行再評估，到2019年12月30日，評估單元中沒有高風(fēng)險單元，中高風(fēng)險評價單元有31個，占整個評價單元比例的1.27%；中風(fēng)險的評價單元有1097個，占整個評價單元比例的44.89%；低風(fēng)險的評價單元有1316個，占整個評價單元比例53.85%。

（4）在不檢驗的前提下再評估風(fēng)險情況，到2024年10月30日，評估結(jié)果沒有高風(fēng)險單元，中高風(fēng)險單元有95個，占整個評價單元比例的3.89%；中風(fēng)險評價單元有1148個，占整個評價單元比例的46.97%；低風(fēng)險評價單元有1201個，占整個評價單元比例的49.14%；相比2019年12月30日的評估結(jié)果，截止到2024年10月30日，未經(jīng)檢驗情況下評估單元的風(fēng)險水平呈明顯上升趨勢，其中260個單元失效可能性為4，2個單元失效可能性為5。

（5）風(fēng)險評估是按工藝、設(shè)備狀況等因素對承壓設(shè)備進行損傷診斷的環(huán)節(jié)，檢驗作為損傷檢測的環(huán)節(jié)，其檢驗結(jié)果可對風(fēng)險評估結(jié)果進行驗證，檢驗實施后，建議將檢驗數(shù)據(jù)應(yīng)與本次風(fēng)險分析的結(jié)果進行對比總結(jié)，實施再評估，更好掌握承壓設(shè)備的風(fēng)險情況。

（6）考慮在使用過程非正常工藝以及制造過程中遺留下來的缺陷等因素，RBI評估技術(shù)無法給予可靠的評價，這給裝置安全穩(wěn)定的運行造成一定的不確定性，為了避免因此類問題造成安全事故，建議車間做好日常巡檢管理，嚴(yán)格控制操作參數(shù)，嚴(yán)禁超溫、超壓、超負荷運行。為保證安全運行，車間應(yīng)制訂好完整的事故應(yīng)急預(yù)案與搶險措施。

（7）RBI在線評估方法需要與車間日常管理維護相結(jié)合，車間應(yīng)按相關(guān)法規(guī)要求做好日常管理維護工作，尤其對于風(fēng)險水平為中高風(fēng)險及以上的評估單元應(yīng)增加巡檢、加強監(jiān)控，制定有針對性的管理措施，保證裝置的安穩(wěn)長期運行。