基于风险的检验(RBI)研究工作中装置检验周期的确定.pdf

第7 期 4 7 基于风险的检验 ( 8 B I )研究工作中装置检验 周期的确定 王志成，张涛，许力伟，夏雨 ( 江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏 南京 2 1 0 0 3 6 ) 摘 要基于风险的检验 ( R B )已在国内广泛开展，其中对于装置检验策略特别是下次检验 日期的确定虽已有原则性方 法，然而在实际操作中仍然需要企业、检验单位和评估单位多方协商和研究确定，依然是R B I 研究工作中的重点。笔者结合 几个具体实例进行 了 讨论分析，以供同行参考。 关键词风险检验；原则；依据；检验周期；确定 基于风险的检验 ( RB I )是石化企业优化检验 策 略的一个有效手段 ， 目的是确 定装置 下次检验 日期 ，并为设备和管道制 定合 理的检验方法和检 验比例。然而如何确定装置的下次检修 日期是企 业普遍关心的问题。 1 检修周期的确定原则 合理 的检 验周期 ，应该是在确保 装置在下一 次检验前 ，设备和管道 的各种损伤及劣化不致影 响安全使用 ，尽可 能保证装 置长周期运行 。检验 周 期的确定应综合考虑我 国法规规范的要求和 国 内外 同类设备使用 的历史经验 。检验周期 的确 定 一 般应 同时满足 以下两个条件u 1 ：等风险原则 ，即 到下一次检测之前风险等级保持不变；检测周期 不超过剩余寿命的一半或者l 0 年。 随着行业 内R BI 技术的广泛开展， 目前针对实 施基于风险的检验 ( R B I )的装置 ，其下次检验 日 期的确定主要有如下两个依据： ( 1 ) T S G R 0 0 0 4 2 0 0 9 固定式压力容器安全技 术监察规程 和TS G R7 0 0 1 2 0 1 3 压力容器定期 检验规则【 2 对于 实施的压力容器 ，检验机 构应 当根据风 险分析结果 ，以压力容器 的风险处于可接受水平 为前提，制定检验方案，包括检验时间、检验内 容和检验方法R B I ，并可以采用以下方法确定其检 验周期： 参 照 压力容器定 期检验 规则的规 定， 确定压力容器 的安全状况 等级和检验周期 ，可根 据 压力容器风险水平延长或者缩 短检验周期 ，但 最长不得超过9年； 以压力容器 的剩余寿命为 依据 ，检验周期 最长不超过压力容器剩余寿命的的一半，并且不 得超过9年 。对于装置运行期间风险位于可接受水 平之上的压力容器 ，应当采用在线检验方法 降低 其风险 。 ( 2 ) AP I RP 5 8 1 Ri s k Ba s e d I n s p e c t i o n T e c h n ol o g y , 20 0 8 【 】 检验时 间的确定 以承压设备或系统处于风险 可接受水平为前提 。选择检验 时间时，应考虑包 括装置未来一个或几个维修周期 ，并根据 以下情 况调 整 ： 在计划检验时间之前的某一时间点，风险 达到风 险可接 受水平 ，见 图I ( a ) 。这种情况 下， 推荐 的检验时间是风险达到风 险可接 受水平 的 日 期 ，检验次数和检验有效性应 保证计划检验 时间 的风险不超过风险可接受水平 。 执行风险评估时的风险己超过风险可接受 水平，见图l ( b ) 。这种情况下 ，应立即实施检验， 检验次数和检验有效性应保证计划检验 时间的风 险不超过风险可接受水平。 计划检验时间的风险仍不超过风险可接受 水平，见图1 f c ) 。这种情况下，可 以将原定检验时 间调整至风险达到风险可接受水平 的日期。 作者简介：王志成 ( 1 9 8 1 一)，男，江苏洪泽人，硕士研究生， 工程 师。在江苏省特种设备安全监督检验研究院任检验 师。 一 4 一 技术交流 石 油 和 化工 设备 2 01 4 年第1 7 卷 ( b ) 旌歃 碍臻 ； 束 挺 前 蜜 i ； ； ( a ) 在计划检验日期之前的某一时间点，风险达到风险可接 受水平时 的检验 时间确定； ( b ) 风险评估日期的风险已超出风险可接受水平时的检验时 间确定： ( c ) 计划检验日期前风险未超过风险可接受水平时的检验时 间确定 图1 计划检验日期与计算风险水平的关系 注：所谓可接受的风险水平是企业或者装置允许存在的风 险，主要取决于装置使用单位的承担风险的能力，当前并 没有文献规定也无法规定统一的可接受风险水平，一般由 企业根据 自身实际情况确定。 2几种特殊问题的讨论 事实上 由于影响装置安全运行的因素众多 ， 为确保装置的本质安全，风险评估报告所提供的 检验 策略并不 能替代装置现有 的装置管理体系和 相应 的安全措施 。相关法规和标准对于下次检验 日期的规定仅仅为保障装置安全的最低要求。 2 1 首次实施全面检验的设备和管道 实践 证 明 ，大 多数 设备 的 故障 率 是时 间 的 函数 。典 型故 障 曲线称 之 为浴 盆 曲线f Ba t h t u b c u r v e ，即失效率曲线) ，曲线的形状呈两头高，中 间低 ，具有 明显的阶段性，可划分为三个阶段 ： 早期失效期，偶然失效期 ，耗损失效期 ，如 图2 所 示。首次全面检验是在设备和管道服役初期的高 失效可能性阶段 实施 的检验 ，这一段时 间装置处 于的高失效可能性原因多为 由于设计 、原材料和 制造过程中的缺陷造成的。 风险评估工作并不推荐一味的推迟全面检验 特 别是首次全面检验 的 日期和 降低相应检验有效 性 等级，而是在参考设备 的风险水平的基础上 ， 为评估装置制定更为合理 的检验周期，以达 到经 济性和安全性的统一。 当设备或 管道失效可能性 出现 急剧 上升 的拐 点时，是对装置实施停机检验的最佳时机。 目标失烛可 就性苷级 图2 失效可能性等级演化曲线 2 2球罐及特殊压力容器 球 罐的制造 以现场组焊为主 ，由于组焊施 工 环境 复杂，施工条件差 ，现场组焊 容易产 生多种 缺 陷，特别是裂纹 缺陷，因此 与其他压力容器的 失效不同，在球罐失效事故中因组装、焊接等制 造 因素导致 的失效事故 占了较大的比例 ，如表 1 所 第7 期 王志成等 基于风险的检验 ( R B I )研究工作中装置检验周期的确定 一 4 9 示 。 由此 可见，球罐的风险主要是 由设计和制造 原 因造成 的，而现行的风险评估方法对于设计和 制造 因素是不予考虑的 。球罐 中的微裂纹源往往 开始于球罐制 造过程的组焊阶段 ，由于微裂纹太 小 ，不 易检 出，或者 由于漏 检 ，使其保 留在组建 完工 的球罐 中，需经 过较 长时间运行和多次全面 检验才被检 出，因此球罐 的定期检验具有格外重 要的意义。 利 用风险评估技术确定 球罐 的下次停机检验 日期时，应对球罐等容易产生制造缺陷的压力容 器单独考虑 ，必要 时应对其 检验 周期进行适当缩 短 。 表1 球罐事故主要原因统计 2 - 3高失效可能性 低失效后果的设备和管道 对 于 风 险分 析 和风 险 评价 的结 果 ，并 非 是 越 小越好 。在工程实践 中，降低风 险是要付 出代 价的 ，无论是 降低危 险发生 的概 率还 是采取 防范 措施使危险造成 的损失 降到最小 ，都 需要投入 资 金、技术和劳务 。由于社会 、政 治、经济 以及文 化 的原因 ，我 国企业在应用风 险评估技术 时更关 注 设备 的失效可能性等级 ，某些时候会大大增加 企业的生产成本 。 因此 ，对于 失效可 能性较高 ，但失效后 果较 低 的设备或管道 ，可 以采取必要 的监控措施 以满 足企业 生产和经营 的需要 ，当失效发生时 ，亦可 在短 时间 内进 行维修从而达到 良好 的经济效益 ； 反之 ，对 于失效可能性较低的设备或管道 ，但失 效后果较高时仍需采取必要的手段降低其风险。 3 应用实例 3 1某公司乙烯裂解装置 2 0 0 8 年 对 某 公 司 乙烯 装 置 开 展 风 险 评 估 工作 ，根据 风 险计算 结 果 ，该装 置2 0 0 8 年 的总 体 风 险处 于一 个较 低 水平 ，其 中低风 险 单元 占 3 1 1 8 、中风险单元 占6 8 0 4 、中高风 险单元 占 0 7 8 ，并且没有 高风险单元 的设备 ；当前 该装 置所评价 的设备 中没有 出现失效可 能性4 级或4 级 以上 的设备 ，3 级 的评 价单元有9 0 项 ， 占总 数的 7 7 5 。2 0 1 1 年后该装置的设备和管道 的失效可能 性进入一个快速上升的阶段 ，由于该公司在2 0 1 0 年之前 并没有 良好 的检验时机 ，综合考虑装置的 安 全和 企 业生 产 的需求 ，建 议该 装置 的 下次停 机检验 的最佳时间在2 0 1 0 年1 2 月至2 0 1 1 年1 2 月之 间 。 2 0 1 0 年6 月该装置 实施 了首次全面检验 ，延 期期 间装置运行稳 定，未发生任何严重 的设备和 管道 失效事故 ，依据相应 的检验策略制定的检验 方法大大提高了检验效率，有效地降低了检验费 用 ，目前该装置已进入第二个检修周期。 3 2 某公司炼油厂汽油加氢精制装置 2 0 1 1 年4 月对某公司汽油加氢精制装置 的2 9 台 在用压力容器进行定量风险评估 ，结果表 明：该 装置 当前 ( 2 0 1 1 年4 月)的风险水平较高 ，其 中失 效可能性4 级及4 级 以上的评价单元 占2 5 0 ，中高 风险项及 以上 的评价单元 占1 6 7 ，主要损伤机理 为碱性酸性水腐蚀和湿H S 环境下的损伤。风险评 估结论，建议该公司立 即对装置失效可能性 高于3 级的设备进行停机内部检验。 该公司2 0 1 2 年7 月利用短 暂的生产 间隙对4 台 主要高风险设备 ( E 1 0 5 1 2 和E1 0 7 l 2 )进行停机 开罐检验 ，结果发现该4 台容器壳程筒体内壁多处 位置密布着鼓泡和细小裂纹，通 过及 时处理 ，在 短时间 内排除 了设备隐患，大大 降低 了装置 的运 行成本。 3 3某公司羟 乙基纤维素装置 2 0 1 3 年8 月对某公司的羟 乙基纤维素 ( HE C) 装置在用的2 0 多 台压力容器进行定量风 险评估 ， 结果表 明：当前装置整体风险水平较低 ，但装置 的核 心设备醚化反应器 ( R一 2 1 0 A B)外壁半管 失 效可能性等级为4 级 ，处于 中高风 险，其风险成本 占装置总成本 的9 1 8 。 由于该醚化反应器是该装置 的核 心设备 ，若 停机检修不仅会发生大量的检修费用，还会影响 到企业难 以完成生产经 营计划 。由于该外壁半管 内介质为洁净水 ，其失效后果等级较低 ，对整个 装置 的运行不会带来重大风险 ，因此在加强监控 和安全 防护 的前提下 ，该装置可 以满足继续运 行 一 年 的要求 。 2 0 1 3 年l 1 月3 1：1 2 0 1 4 年1 月，运行该2 台设备的 外壁半管先后 出现泄漏 ，但并未造成安全事故， 设备经过快速维修后并未对公司生产经营造成严 重影响 。 ( 下转5 2 页) 一 一 技术交流 石 油 和 化工 设备 2 0 1 4 年 第1 7 卷 用，否则会出现活塞异常磨损，产生刺漏现象。 以HHF 一 1 6 0 0 型泥浆泵为例 ，在实际使用 中，钻井 平台泥浆泵大 多使用6 1 4 缸套 ，与之匹配 的活塞 必须在 1 6 2 一 l 6 3 mm之 间。活塞 、缸套尺寸超 出技 术参数会造成活塞、缸套发生异常磨损。 2 6橡胶密封件储存方面 泥浆泵活塞胶块材质为 聚氨酯树脂 ，密封胶 块老化或质量差会加速活塞 、缸套磨损 、刺漏 ， 造成活塞、缸套发生损伤 。 科学合理地储存零部件 ，特 别是受温度 变化 影 响较大的备件是储存中的一项重要工作 。备 品 备件 管理 已纳入 平台设备 管理 范畴，备 品备件 的 采购 、验 收、入 库、出库 、储存 等均应按流程 规 范管理 。 3小结 泥浆泵活塞刺漏是泥浆泵最常见的故障，活 塞 发生刺漏 的原 因很 多，技术人员应不断总结 和 摸索 。本文