王文凱

（中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司，北京 100010）

0 引言

0.1 設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)管理現(xiàn)狀

設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)是企業(yè)從事生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重要工具，是創(chuàng)造價(jià)值、保證安全的重要載體，通過(guò)有效的管理措施和技術(shù)手段管理好這些巨額資產(chǎn)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)能源消耗逐年上升，石油化工行業(yè)規(guī)模不斷壯大，設(shè)備設(shè)施呈現(xiàn)數(shù)量大，分布廣、種類(lèi)多、風(fēng)險(xiǎn)高及技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)，老舊設(shè)備增多，管理難度逐年增加，設(shè)備管理過(guò)程中存在不同程度的各種問(wèn)題，如設(shè)備維修維護(hù)不足或過(guò)剩的情況等。與此同時(shí)，設(shè)備設(shè)施完整性管理理念、方法和模式從國(guó)外引入，并結(jié)合國(guó)內(nèi)設(shè)備設(shè)施管理特點(diǎn)進(jìn)行的廣泛研究和應(yīng)用，對(duì)企業(yè)設(shè)備設(shè)施的科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)管理等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和可持續(xù)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

0.2 靜設(shè)備技術(shù)完整性管理現(xiàn)狀

2014 年，ISO（International Organization for Standardization，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的PAS 55 標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上發(fā)布實(shí)施了ISO 55000 資產(chǎn)管理系列系族國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)組織通過(guò)對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行有效管理，進(jìn)而保證組織長(zhǎng)期可持續(xù)實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)，該標(biāo)準(zhǔn)適用于所有類(lèi)型的資產(chǎn)和所有類(lèi)型[2-4]。2016 年，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)等同采標(biāo)ISO 55000 系列標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施GB/T 33172—2016《資產(chǎn)管理 綜述、原則和術(shù)語(yǔ)》、GB/T 33173—2016《資產(chǎn)管理 管理體系 要求》、GB/T 33174—2016《資產(chǎn)管理管理體系GB/T 33173 應(yīng)用指南》等一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)我國(guó)資產(chǎn)管理工作。

靜設(shè)備作為設(shè)備的一種重要分類(lèi)，目前尚未有針對(duì)靜設(shè)備的固有特點(diǎn)，對(duì)其技術(shù)完整性實(shí)施方式加以深入研究并細(xì)化完善，僅對(duì)個(gè)別場(chǎng)景下的靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施流程的部分環(huán)節(jié)開(kāi)展了相關(guān)的研究。例如，張士偉[5]對(duì)化工靜設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)與維護(hù)保養(yǎng)措施進(jìn)行分析，探討化工靜設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)措施，降低靜設(shè)備的故障率，提高化工企業(yè)生產(chǎn)的安全性與可靠性；陳文賢等[6]基于改進(jìn)故障樹(shù)的站場(chǎng)靜設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)研究，為儲(chǔ)罐檢測(cè)周期確定、維修策略響應(yīng)和應(yīng)急預(yù)案制定等提供實(shí)際參考；李博[7]針對(duì)常壓儲(chǔ)罐完整性管理實(shí)踐及應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，從現(xiàn)狀梳理、管理優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)檢測(cè)、信息化建設(shè)等方面全面實(shí)施完整性管理，有效提升儲(chǔ)罐管理水平，保障儲(chǔ)罐經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行；陳雷[8]對(duì)石化裝置靜設(shè)備動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理及預(yù)知檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究，提出了煉化裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的要求；李佳林[9]等對(duì)稠油集輸站場(chǎng)靜設(shè)備完整性檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行探索，提出一套適合稠油集輸站場(chǎng)靜設(shè)備的完整性檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)體系，為稠油集輸站場(chǎng)的完整性管理工作奠定基礎(chǔ)；曹春紅[10]對(duì)石油化工靜設(shè)備應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂成因與防護(hù)措施進(jìn)行研究，從應(yīng)力腐蝕的危害和機(jī)理方面分析石油化工靜設(shè)備中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的成因與防護(hù)措施。因此，在國(guó)內(nèi)外大量設(shè)備設(shè)施完整性管理成果和工作的基礎(chǔ)上，形成石油化工行業(yè)靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施策略，對(duì)該行業(yè)靜設(shè)備實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全和長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行將起到至關(guān)重要的作用。

1 流程構(gòu)建

靜設(shè)備技術(shù)完整性管理應(yīng)在數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、檢測(cè)與檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)和維護(hù)維修等5 個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)用基于風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)和方法，系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)地實(shí)施靜設(shè)備技術(shù)完整性工作，覆蓋規(guī)劃投資、工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、廢棄處置等全生命周期各個(gè)階段，并記錄和保存靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施過(guò)程中的相關(guān)文件。全生命周期各階段靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施內(nèi)容與路線(xiàn)如圖1 所示。

圖1 全生命周期各階段靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施內(nèi)容與路線(xiàn)

2 實(shí)施內(nèi)容

2.1 數(shù)據(jù)管理

設(shè)備設(shè)施使用單位應(yīng)建立靜設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的全生命周期管理。規(guī)劃投資階段要充分考慮同類(lèi)靜設(shè)備的失效和歷史數(shù)據(jù)，合理選材；工程建設(shè)階段要開(kāi)展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，包括但不限于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、廠(chǎng)家數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)與檢測(cè)方案、建造與安裝數(shù)據(jù)和質(zhì)量文件；運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段要開(kāi)展運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)采集，包括但不限于制度與規(guī)程類(lèi)、監(jiān)測(cè)與檢測(cè)類(lèi)、維護(hù)維修記錄類(lèi)和統(tǒng)計(jì)分析類(lèi)的數(shù)據(jù)；廢棄處置階段要保存設(shè)備棄置相關(guān)記錄。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段可采用RBI（Risk Based Inspecfion，基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)）方法針對(duì)關(guān)鍵和重要靜設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其一般步驟包括確定評(píng)估對(duì)象、識(shí)別損傷模式、劃分腐蝕回路、劃分存量組、失效概率分析、失效后果分析及確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等，并且當(dāng)設(shè)備的工藝條件或服役環(huán)境等發(fā)生改變導(dǎo)致?lián)p傷機(jī)理可能發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。廢棄處置階段要對(duì)靜設(shè)備全生命周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，評(píng)估整體使用效果。各型靜設(shè)備失效概率與失效后果分析方法推薦標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 各型靜設(shè)備失效概率與失效后果分析方法

2.3 監(jiān)測(cè)與檢測(cè)

工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段要制定基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)方案，滿(mǎn)足法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及相關(guān)要求。監(jiān)測(cè)與檢測(cè)方案包括檢測(cè)類(lèi)型及選擇原則、檢測(cè)方法及其有效性、檢測(cè)周期、檢測(cè)內(nèi)容及檢測(cè)技術(shù)，其中檢測(cè)內(nèi)容一般包括宏觀(guān)檢查、壁厚檢測(cè)、腐蝕檢測(cè)和缺陷檢測(cè)等。對(duì)于關(guān)鍵靜設(shè)備推薦實(shí)施在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)方法和位置要充分考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)要求。

靜設(shè)備檢測(cè)方法推薦標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 靜設(shè)備檢測(cè)方法

2.4 完整性評(píng)價(jià)

當(dāng)靜設(shè)備出現(xiàn)缺陷、長(zhǎng)時(shí)間停用、超過(guò)設(shè)計(jì)年限/檢修周期/使用工況的情況，應(yīng)開(kāi)展完整性評(píng)價(jià)，給出明確的評(píng)價(jià)結(jié)論和繼續(xù)使用的條件。設(shè)備的剩余使用年限應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)實(shí)踐及企業(yè)的運(yùn)行策略，結(jié)合設(shè)備歷史失效事故進(jìn)行確定，以指導(dǎo)后期的檢驗(yàn)時(shí)間間隔、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)計(jì)劃或修復(fù)措施等。經(jīng)完整性評(píng)價(jià)確定不滿(mǎn)足繼續(xù)使用條件的設(shè)備，使用單位要根據(jù)實(shí)際情況落實(shí)修理/改造或廢棄處置的方案。各型靜設(shè)備完整性評(píng)價(jià)方法推薦標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 各型靜設(shè)備完整性評(píng)價(jià)方法

2.5 維護(hù)維修

工程建設(shè)階段應(yīng)制定靜設(shè)備維護(hù)維修方案；運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，各設(shè)備設(shè)施使用單位應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和完整性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上優(yōu)化維護(hù)維修方案并開(kāi)展維護(hù)維修工作。靜設(shè)備的日常維護(hù)方案應(yīng)明確維護(hù)的內(nèi)容、頻次、重點(diǎn)部位及日常巡檢的管理要求。各型靜設(shè)備缺陷修理/改造方法推薦標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

表4 各型靜設(shè)備缺陷修理/改造方法

2.6 案例分析

LNG（Liquefied Natural Gas，液化天然氣）接收站是儲(chǔ)存液化天然氣然后往外輸送天然氣的多套系統(tǒng)裝置組成的有機(jī)整體，包括LNG 接卸碼頭、卸料臂、LNG 儲(chǔ)罐、LNG 管線(xiàn)、BOG 壓縮機(jī)、再冷凝器、高/低壓泵、ORV 氣化器、計(jì)量撬、NG 管線(xiàn)、控制儀表等動(dòng)靜設(shè)備。

本文針對(duì)某LNG 接收站中運(yùn)營(yíng)維護(hù)的工藝管道采取以上實(shí)施策略，從數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、檢測(cè)與檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)和維護(hù)維修等5 個(gè)步驟開(kāi)展靜設(shè)備技術(shù)完整性管理工作。

（1）數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理是運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的常規(guī)工作，除以上策略要求的數(shù)據(jù)采集管理外，靜設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需要的數(shù)據(jù)主要有：物流數(shù)據(jù)（流體組份及含量、操作溫度、操作壓力等）、設(shè)備與管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（投用時(shí)間、規(guī)格、材質(zhì)、腐蝕裕量、設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度等）、檢測(cè)數(shù)據(jù)（檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)方法、檢測(cè)結(jié)果和安全狀況評(píng)定等級(jí)）、通用數(shù)據(jù)（氣候與地質(zhì)條件、裝置的計(jì)劃停車(chē)與非計(jì)劃停車(chē)次數(shù)、設(shè)備成本、停產(chǎn)損失費(fèi)用和人員傷亡成本等），形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格。

（2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本文評(píng)估對(duì)象為該接收站運(yùn)行的662 條工藝管道、796 個(gè)評(píng)價(jià)單元，其損傷模式有大氣腐蝕、腐蝕開(kāi)裂、沖刷、振動(dòng)疲勞、熱沖擊。將具有相同材料、相似操作條件和相同損傷模式的設(shè)備劃分成為6 組腐蝕回路。并利用同類(lèi)設(shè)備平均失效概率、設(shè)備修正系數(shù)、管理系統(tǒng)評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算各評(píng)價(jià)單元的失效可能性，將天然氣介質(zhì)的物理化學(xué)特性、泄漏速率、點(diǎn)燃概率、災(zāi)害種類(lèi)等因素納入模型，定量計(jì)算出失效后果。根據(jù)失效可能性與失效后果，在風(fēng)險(xiǎn)矩陣中表示當(dāng)前工藝管道的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（圖2）。其中，紅色為重大風(fēng)險(xiǎn)，橙色為較大風(fēng)險(xiǎn)，黃色為一般風(fēng)險(xiǎn)，藍(lán)色為低風(fēng)險(xiǎn)（即自右上至左下顏色逐漸變化）。

圖2 風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

（3）監(jiān)測(cè)與檢測(cè)?？紤]到與LNG接收站檢修計(jì)劃以及市場(chǎng)周期的匹配，在滿(mǎn)足檢驗(yàn)有效性的基礎(chǔ)上，將停機(jī)檢驗(yàn)和在線(xiàn)檢驗(yàn)有效的結(jié)合起來(lái)使用。停機(jī)檢測(cè)方面，所有評(píng)價(jià)單位進(jìn)行宏觀(guān)檢查，并對(duì)25 個(gè)較大風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位的50%、318 個(gè)一般風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位的30%、453 個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位的10%進(jìn)行壁厚檢測(cè)，檢測(cè)部位選擇在損傷模式發(fā)生可能性最高的部位，如管道結(jié)構(gòu)形態(tài)變化或工藝介質(zhì)物性變化較大的位置，對(duì)裂紋缺陷或減薄腐蝕嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)明顯變形、材料劣化嚴(yán)重等異常情況，應(yīng)就近擴(kuò)大抽查范圍并增加檢測(cè)比例，查清缺陷分布及性質(zhì)。在線(xiàn)檢測(cè)方面，采用DR 或脈沖渦流技術(shù)對(duì)其中25 個(gè)較大風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位、185 個(gè)一般風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位、47 個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單位的焊接缺陷和內(nèi)外部腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)。為了保證LNG 接收站壓力管道安全平穩(wěn)運(yùn)行到下個(gè)檢修周期，推薦在接下來(lái)5 年內(nèi)進(jìn)行一次在線(xiàn)檢驗(yàn)。

（4）完整性評(píng)價(jià)。因該LNG 接收站自2008 年投用以來(lái)一直處于合理工況運(yùn)行，且維修維護(hù)正常，工藝管道無(wú)較大缺陷變化，所以本次不開(kāi)展完整性評(píng)價(jià)。

（5）維護(hù)維修。從LNG 接收站生產(chǎn)特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估出發(fā)，借鑒同行業(yè)類(lèi)似裝置的經(jīng)驗(yàn)，形成維護(hù)維修方案建議，如年度檢查中特別關(guān)注隔熱層完好情況，開(kāi)停機(jī)過(guò)程中要謹(jǐn)防設(shè)備發(fā)生熱沖擊損傷，及時(shí)除去因裝置跑冷生成的冰，停機(jī)檢修時(shí)做好介質(zhì)的泄壓或排空，對(duì)同類(lèi)型設(shè)計(jì)及制造工藝問(wèn)題進(jìn)行普查與處置，更換腐蝕減薄嚴(yán)重部位要優(yōu)化選材等。

3 結(jié)論

本文通過(guò)梳理設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)管理現(xiàn)狀與靜設(shè)備技術(shù)完整性管理現(xiàn)狀，基于設(shè)備完整性管理，根據(jù)石油化工行業(yè)靜設(shè)備的不同特點(diǎn)，提出石油化工行業(yè)靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施策略，從數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、檢測(cè)與檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)和維護(hù)維修5 個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)靜設(shè)備技術(shù)完整性實(shí)施方式進(jìn)行針對(duì)性細(xì)化和完善。

在此基礎(chǔ)上，以某LNG 接收站運(yùn)行的工藝管道為例，開(kāi)展技術(shù)完整性管理實(shí)施工作，通過(guò)評(píng)估得到該接收站工藝管道總體風(fēng)險(xiǎn)水平穩(wěn)定，并基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)策略，制定監(jiān)測(cè)檢測(cè)方案以及維修維護(hù)措施，在采取相應(yīng)在線(xiàn)降風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)及保證工藝穩(wěn)定的前提下，確定下一次全面檢查時(shí)間，提高了工藝管道本質(zhì)安全，保證設(shè)備的長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。