基于风险检验程序

1、1基于风险的检验程序国家压力容器与管道安全工程技术研究中心国家压力容器与管道安全工程技术研究中心 （合肥通用机械研究院）（合肥通用机械研究院）顾望平22一，一，RBI的发展的发展3每个国家压力容器管理都经历过痛苦的时期4传统的设备管理投入不能解决深层次的问题5石化设备的失效率统计有一定的规律性管道30%罐 16%其它/不明原因 19%反应器12%泵/压缩机6%槽7%换流器4%塔4%加热器/锅炉2%6引起设备失效的原因统计设备失效（由于腐蚀、疲劳等原因） 41%不明原因 18%操作错误 20%工艺扰动 8%自然灾害 6%人为破坏/纵火3%设计错误4%71992年美国OSHA（美国职业安全卫生总署

2、）颁布了过程安全管理办法(29CFR 1910.119Process Safety Management for Highly Hazardous Chemicals):分析了20000多台设备,调查世界范围内约25家石油化工厂，与政府和检测机构充分交流；其中心是其中心是:“:“避免灾难性事故的发生避免灾难性事故的发生”; ; 8其中第8条款是关于设备完整性的要求 ； 与传统的设备管理1,事后维修(BM)2,定期维修(TBM)3,状态维修(CBM) 相比更强调安全、效率、效益、环保。 企业需要担负更多的HSE的责任。 具有整体性 全过程的； 动态的； 需要持续改进； 9设备完整性 设备完整性(

3、 Mechanical Integrity )一词源自于美国职业安全卫生总署( Occupational Safety and Health Administration, OSHA ) 所制定的29CFR 1910,119法規 针对处理高危害性物质的设备（压力容器及储罐、管线系统、释放及排放系統、控制系統、紧急停机系统及机泵等） 目的在于工厂对生产作业性质建立一套善的维修保养制度，降低因设备故障损坏导致的风险。 10主要内容： 程序化文件建立 培训 监测与检验 修理 性能保证11风险降低措施一，避免事故发生 1，安全评估预测潜在的风险PHA PHA （Process Hazard Analy

4、sis） 过程风险分析HAZOP HAZOP (Hazard and Operability Study) 操作危害分析FTAFTA (Fault Tree Analysis) 故障树分析FMEA FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) 失效模式 与影响分析RBI RBI （Risk-Based inspecting) 基于风险的检验RCM RCM （Reliablity Centered Maintenance) 以可靠性为 主的维护SIL SIL （Safety Integrity Level） 安全完整性等级评估 2, 设计、建设、操作、维护的

5、改善12二，监测与控制三，最小损失的防护措施13 定性风险评估 定量风险评估 HAZID 危险源识别 HAZIP 危险源与可操作性研究 PHA 工艺危险源分析 FMEA 失效模式与影响后果分析 RCMRCM 以可靠性为中心的维护 RBIRBI 基于风险的检验 SILSIL 安全完整性等级评估 RAM 可靠性、可用性和可维护性 PRM 项目风险管理 基于风险的验证/入级新型风险评估应用新型风险评估应用传统风险评估传统风险评估14RBM基于风险的管理设备数据库综合经验风险水平低风险失效评估腐蚀维护高风险保护壳保护措施RBISILRCMRBMYYNN输入数据15RBI是HSE家族的一部分RBIHSE

6、完整性管理完整性管理1617RBI的发展：ASME1991 出版了RBI指导文件(ASME RBI Guidance Document, Vol.l );1992 出版了应用于核电厂的RBI技术(ASME RBI for nuclear plant Vo1:2;1992)1994 出版了应用于发电厂的RBI技术指导文件(ASME RBI for power plant, Vo1.3, 1994)1999 起草了压力系统的RBI指导方针(RBI guidelines for pressure systems):2001 出版了长输管道RBI标准（ASME B31.8S)2005 出版了核电厂的R

7、BI标准与规范（STP/NV-001)18RBIRBI的发展：的发展：API2000年API BRD 581正式出版;2002年API RP 580出版;98年版的规范已明确RBI技术： API 51098(压力容器检查规范）API570-98(压力管道检验)API653-98(储罐检测)19API570-98(API570-98(压力管道检验压力管道检验) )如果业主/用户选择使用RBI评估方法，这种方法必须包括失效的可能性和相关的失效后果；可能性的损伤包括：减薄、裂纹、材料劣化和机械损坏；后果评估包括：爆炸、着火、有毒物质泄漏、环境影响等；20ASMEASME与与APIAPI关系关系研究历

8、史：ASME早于API技术方向：ASME侧重高层次的技术开发 为未来RBI设定了高标准； API开发以石油化工厂装置检验目的易于理解的实用工具和方法学；主要失效：ASME-结构可靠性 API-腐蚀适用范围：ASME-核电、发电厂、长输管线 API烃加工厂和化工厂21法国政府法国政府法令法令No.99-1046(1999.12.13)规定承压设备检验的相关要规定承压设备检验的相关要求求2000.3.15针对在役承压设备，对针对在役承压设备，对No.99-1046作了补充作了补充其中第三款其中第三款(定期检验定期检验)第十条第第十条第4部分规定：部分规定： 由被认可的检验部门来执行的检验，其检验计

9、划，由被认可的检验部门来执行的检验，其检验计划，包括检验手段和周期，要按照由专业协会提出并被工包括检验手段和周期，要按照由专业协会提出并被工业部和承压设备委员会批准的导则来制定。业部和承压设备委员会批准的导则来制定。 法国石油工业协会法国石油工业协会(UFIP)颁发的颁发的“针对炼油厂基于针对炼油厂基于风险分析改变停产大修周期与耐压试验周期制定的检风险分析改变停产大修周期与耐压试验周期制定的检验计划的导则验计划的导则”已获得批准。已获得批准。22RBI在欧洲的情况和趋势(截止至2000年)已经采用已经采用正在推行正在推行还没有采用还没有采用23RBI在欧洲的情况和趋势(截止至2004年)已经采

10、用已经采用正在推行正在推行还没有采用还没有采用24我国RBI进展 02年天津石化芳烃预加氢部分进行探讨性评估 03年茂名乙烯裂解装置和加氢裂化装置进行RBI评估 到今年6月止已有29套装置完成RBI，正在进行的13套，所有RBI活动合肥通用机械研究院占了90比例； 主要采用的软件是法国的RBeye和挪威DNV25我国RBI进展国质检特（2006)198号“关于开展基于风险的检验（RBI）技术试点应用工作的通知” 中石化和中石油两集团公司试点 中石化14个分公司 炼油装置6种类型,化工装置8种类型； 评估单位：中国特种设备检测研究中心 合肥通用机械研究院 要求：在目前法规框架内，探索新的方法；风

11、险低的装置检验周期可48-72个月；26应用RBI的目的 用户评估：设备风险排序、风险管理、设备选材、寿命风险、检验计划制定； 检验单位评估：检验方案制定； 有评估资格检验单位评估：在线检验、低风险/中低风险设备申报延长检验周期；27我国RBI进展推行RBI带来的影响1. 解决安全与效益的矛盾；2. 压力容器检验法规可能的变化检验周期延长在线检验部分取代开放是检验对检验队伍提出更高要求3. 企业设备管理以风险为平台，推行深化的风险管理：RBI、RCM、SIL;28检验计划检验计划风险评估风险评估ABCDE12435风险矩阵风险矩阵RBI过程示意过程示意29定性定性 半定量半定量定量定量高高详细

12、技术详细技术分析程度分析程度低低数据资料数据资料收集收集失效后果失效后果失效可能性失效可能性减低风险减低风险检验计检验计划制订划制订风险等风险等级确定级确定重新评估重新评估风险评估风险评估 RBI计划编制方法计划编制方法 30API 581与其它规范的关系与其它规范的关系qAPAPI 581 提供提供基于基于风险分析检测计划风险分析检测计划程序程序，有关检测的，有关检测的实施实施仍需参照其它的仍需参照其它的API规范，例如：规范，例如：API 750过程危害性管理过程危害性管理API 510压力容器检测、评级、修理和变更规范压力容器检测、评级、修理和变更规范API 570在役压力管道检测、修理

13、、变更和维护规范在役压力管道检测、修理、变更和维护规范API 653储罐检测、修理、变更与重建规范储罐检测、修理、变更与重建规范API 530石化炼油厂计算热交换管壁厚的实例石化炼油厂计算热交换管壁厚的实例qAPI 581 分分为定性分析、为定性分析、半定量与半定量与定量分析定量分析q定性分析主要适用于较大范围的评估，如工定性分析主要适用于较大范围的评估，如工厂、厂、装置装置区。区。q定量分析主要适用于特定设备的评估，主要项目包含有塔定量分析主要适用于特定设备的评估，主要项目包含有塔器、储罐、转动机械与管线。器、储罐、转动机械与管线。qAPI 581 注重注重评估因腐蚀所造成评估因腐蚀所造成穿

14、透泄漏等穿透泄漏等危害风险。危害风险。31API750API510API570API653评估损坏的危险性和残余寿命新文件供研究参考文件API-BRD RP 581RISK BASEDINSPECTION可使用文件MPCPITNESS FORSERVICERBI与FFS文件FFSRP579RBI580目前APIAPI文件之间的关系文件之间的关系32API风险有关文件与国内标准对比 API RP580基于风险的检测（国内无） API 581基于风险的检验-基础文件（国内无） API 750石油炼制厂典型风险管理计划导则（国内无） API 510压力容器检测规范（压力容器安全技术监察规程） API

15、 570压力管道检测规范（压力管道安全与监察规定） API653储罐检测规范（制定中） API FFS RP 579推荐用于合乎使用的实施方法研究和参考文件（GB/T19624-2004”在用含缺陷压力容器安全评定“）332. API 581简介简介 与传统方法的区别与传统方法的区别传统检测计划传统检测计划RBI检测计划检测计划检测活动进检测活动进行的程度行的程度潜在的危害潜在的危害风险风险不可检测出的风险不可检测出的风险采用采用RBI进行风险管理进行风险管理 人为错误人为错误 自然灾害自然灾害 外部事件外部事件 人为破坏人为破坏 检测能力限制检测能力限制 设计错误设计错误 物料本身风险物料本

16、身风险342.风险演化风险演化寿命寿命风险风险如果如果进行进行风险管理风险管理浴盆曲线浴盆曲线352二，二，定性定性RBI分析分析362定性定性RBI分析分析依据依据API RP 580 Risk-Based Inspection风险的意义：风险的意义：Risk Frequency Consequence 风险风险 (概率概率) (后果后果)概率分析概率分析(六项系数六项系数)设备系数设备系数损坏系数损坏系数检测系数检测系数维修维修状况系数状况系数工艺工艺系数系数机械设计系数机械设计系数后果分析后果分析损坏后果损坏后果 或或 健康后果健康后果(六项系数六项系数) (四项系数四项系数)化学物质系

17、数化学物质系数 毒性量系数毒性量系数物质存量系数物质存量系数 扩散性系数扩散性系数状态系数状态系数 保护系数保护系数自燃系数自燃系数 人口系数人口系数 保护系数保护系数压力系数压力系数372定性定性RBI分析分析失效概率系数失效概率系数构成构成设备系数设备系数损坏系数损坏系数检测系数检测系数+维修维修状况状况系数系数工艺工艺系数系数机械设计机械设计系数系数+38定性定性RBI分析分析损坏后果系数损坏后果系数构成构成化学物质化学物质系数系数物质物质存量存量系数系数状态系数状态系数+自燃自燃系数系数压力压力系数系数保护系数保护系数+392定性定性RBI分析分析健康后果系数健康后果系数构成构成毒性量

18、系数毒性量系数+保护系数保护系数+扩散性系数扩散性系数人口系数人口系数402定性定性RBI分析分析失效概率等级失效概率等级划分划分失效概率系数失效概率系数构成构成：设备系数损坏系数检测系数设备系数损坏系数检测系数维修维修状况系数状况系数工艺工艺系数机械设计系数系数机械设计系数失效概率等级失效概率等级失效概率系数失效概率系数失效概率等级失效概率等级0 15116 25226 35336 50451 75541定性定性RBI分析分析后果后果等级等级划分划分后果后果等级由损坏后果等级由损坏后果等级和等级和健康后果健康后果等级较高的确定等级较高的确定损坏后果系数损坏后果系数构成构成：化学物质系数物质存

19、量系数状态系数自燃系数保护系数化学物质系数物质存量系数状态系数自燃系数保护系数压力系数损坏压力系数损坏可能系数可能系数健康后果系数健康后果系数构成构成：毒性量系数毒性量系数扩散性系数扩散性系数保护系数保护系数人口系数人口系数健康后果等级健康后果等级损坏损坏后果后果等级等级健康后果系数健康后果系数健康后果等级健康后果等级 10A10 19B20 29C30 39D 40E损坏后果系数损坏后果系数损坏后果等级损坏后果等级0 19A20 34B35 49C50 70D 70E42定性定性RBI分析分析风险矩风险矩阵阵ABCDE12345失失效效慨慨率率 失效后果失效后果43三三, 定定量量RBI分析

20、分析44定量定量RBI分析分析 四四个组成个组成部分部分PART A泄漏速率计算泄漏速率计算PART B可能性可能性分析分析PART C后果分析后果分析C.1 可燃性后果计算可燃性后果计算C.2 毒性后果计算毒性后果计算C.3 环境后果计算环境后果计算C.4 商业生产损失计算商业生产损失计算PART D风险分析风险分析45代表性流体代表性流体适用物质举例适用物质举例C1-C2甲烷、乙烷、乙烯、天然气甲烷、乙烷、乙烯、天然气C3-C4丙烷、丁烷、异丁烷、丙烷、丁烷、异丁烷、LPGC5正戊烷正戊烷C6-C8汽油、石脑油、轻质直馏油、庚烷汽油、石脑油、轻质直馏油、庚烷C9-C12柴油、煤油柴油、煤油

21、C13-C16航煤、煤油、航煤、煤油、C17-25粗柴油、典型粗焦油粗柴油、典型粗焦油C25+渣油、重质石油渣油、重质石油H2仅氢气仅氢气H2S仅硫化氢仅硫化氢HF氟化氢氟化氢水水水水蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽酸（低）酸（低）碱性的低压酸碱性的低压酸酸（中）酸（中）碱性的低压酸碱性的低压酸酸（高）酸（高）碱性的低压酸碱性的低压酸芳族芳族苯、甲苯苯、甲苯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯后果计算的模拟物质，只要分子量相似后果计算影响不大，芳族除外泄漏速率计算泄漏速率计算代表性流体代表性流体462泄漏速率计算泄漏速率计算 泄漏孔尺寸选择泄漏孔尺寸选择孔尺寸孔尺寸范围代表值代表值小0英尺英寸中2英尺1英寸大2-6英尺4

22、英寸破裂6英尺部件整个尺寸，最大16英寸472泄漏速率计算泄漏速率计算设备内存量假设设备内存量假设设备相设备相体积百分数体积百分数液体/液体塔每种物质的50%塔盘（视为两件）上半部下半部50%蒸汽50%液体分离罐与干燥器10液体储压器与汽包50%液体分液器每一种物质相的50%（体积）泵忽略不计换热器50%壳侧，25%管侧炉管中50%液体/50蒸汽管道完全100482泄漏速率计算泄漏速率计算可泄放流体总量估计可泄放流体总量估计以下取较小值：设备3分钟泄放量（最大破裂8英寸）两截止阀之间的存量泄放形态模型泄放形态模型瞬时瞬时连续连续492泄漏速率计算泄漏速率计算2泄放率计算泄放率计算液体液体气体气

23、体音速气体流量音速气体流量亚音速气体流量亚音速气体流量502泄漏速率计算泄漏速率计算2泄放类型确定泄放类型确定这是一个“小”（1/4-in）孔吗？计算3分钟内泄放量该泄放量10000ibs？连续瞬时否是是否512泄漏速率计算泄漏速率计算 2流体最后相态确定流体最后相态确定稳态工况稳态工况稳态环境条件稳态环境条件后果计算用最后相态确定后果计算用最后相态确定气体气体气体气体液体气体液体气体气体（除非环境条件下流体的沸点大于27 模拟为液体）液体液体液体确定流体相准则确定流体相准则522泄漏速率计算泄漏速率计算泄漏后的响应评估泄漏后的响应评估评估泄放时间评估泄放时间评估缩小危害性物质的扩散范围评估缩

24、小危害性物质的扩散范围可燃可燃有毒有毒向环境泄放向环境泄放隔离阀或减少量根据检漏类型和隔离系统评估泄放时间物理屏障的包容或限制泄漏时间计算包封体积53失失效可能性的计效可能性的计算算国内外同类设备国内外同类设备失效可能性失效可能性基于安全管理基于安全管理系统评估修正系统评估修正个别设备设计条件个别设备设计条件数据和检验计划数据和检验计划失失效效可能性可能性=平均失效平均失效可能性可能性G个别设备个别设备修正因子修正因子E管理因素管理因素修正因子修正因子MXX假设假设所有设备根据工业和公司设计标准进行了设计与制造，标准基于公认的如：ASME、TEMA、ANSI等.54设备类型设备类型泄漏频率泄漏

25、频率(4个孔尺寸个孔尺寸/年年) in 1in 4in 破裂破裂单密封离心泵单密封离心泵610-2510-4110-4双密封离心泵双密封离心泵610-3510-4110-4塔器塔器810-5210-4210-5610-6离心压缩机离心压缩机110-3110-4往复式压缩机往复式压缩机610-3610-4过滤器过滤器910-4110-4510-5110-5翅片翅片/风扇冷却器风扇冷却器210-3310-4510-8210-8换热器，壳程换热器，壳程410-5110-4110-5610-6换热器，管程换热器，管程410-5110-4110-5610-6管子，管子，0.75in.直径，直径，/ft1

26、10-5310-7管子，管子，1in.直径，直径，/ft510-6510-7管子，管子，2in.直径，直径，/ft310-6610-2管子，管子，4in.直径，直径，/ft910-7610-7710-8管子，管子，6in.直径，直径，/ft410-7410-7710-8管子，管子，8in.直径，直径，/ft310-7310-7810-8210-8管子，管子，10in.直径，直径，/ft210-7310-7810-8210-8管子，管子，12in.直径，直径，/ft110-7310-7310-8210-8管子，管子，16in.直径，直径，/ft110-7210-7210-8210-8管子，管子，

27、16in.直径，直径，/ft610-8210-7210-8110-8压力容器压力容器410-5110-4110-5610-6反应器反应器110-4310-4310-5210-6往复泵往复泵0.70.010.0010.001常压储罐常压储罐410-5110-4110-5210-5失失效可能性的计算效可能性的计算 同类设备同类设备失效的可能失效的可能性性FG55设备设备修正因子修正因子 FE管道复杂度机械次因子机械次因子工艺次因子工艺次因子通用次因子通用次因子技术模块次因子技术模块次因子设备修正系数设备修正系数设备复杂度连接头注入点支管阀门建造规范寿命周期安全系数压力温度震动监视破坏率检验有效性装

28、置条件冷天气地震活动连续性计划停机非计划停机稳定性泄压阀维护计划污垢工况腐蚀工况非常清洁工况失失效可能性的计算效可能性的计算56换算的设备修正系数换算的设备修正系数 设备设备修正因子修正因子的最终值的最终值FE-1.0该值绝对值的倒数-1.01.01.01.0等于该数值失失效可能性的计算效可能性的计算设备修正系数技术模块次因子通用次因子机械次因子设备修正系数技术模块次因子通用次因子机械次因子 工艺次因子工艺次因子57技术模块次因子技术模块次因子预测损坏率范围预测损坏率范围实际破坏率范围 低可靠性数据 中可靠性数据 高可靠性数据预测的速率或更小 0.5 0.7 0.8预测速率到两倍的速率 0.5

29、 0.2 0.1524倍于预测速率 0.5 0.1 0.05低可靠性数据低可靠性数据：出版的数据、查腐蚀率表、缺省值中可靠性数据中可靠性数据：模拟工况的实验室数据、有限的现场挂片试验高可靠性数据高可靠性数据：大量现场彻底检验数据、5年以上挂片数据失失效可能性的计算效可能性的计算58技术模块次因子技术模块次因子预测损坏率范围预测损坏率范围破坏状态类别全面检验1: 1: 设备的破坏不比基于破坏率模型或经验所预期的破坏更坏全面腐蚀率小于或等于根据过去的检验记录或没有进行检验时的历史数据预测的腐蚀率2: 2: 设备破坏状态比预期的破坏稍差。在类似设备项中有时看到该破坏等级全面腐蚀率是预期值的2倍3:

30、3: 设备破坏状态明显差于预期的破坏。在类似设备项中罕见该破坏等级，但在工业中偶尔观察到全面腐蚀率是预期值的4倍失失效可能性的计算效可能性的计算59一般内部检验有效性一般内部检验有效性技术模块次因子技术模块次因子定性检验有效性类别定性检验有效性类别全面腐蚀例全面腐蚀例高度有效高度有效：检验方法正确地识别几乎每一案例（90%以上）中的预期在役破坏通过完全的内部肉眼检查结合超声测厚来评估全面腐蚀通常有效通常有效：检验方法大部分时间正确地识别实际破坏状态（70%以上）通过部分内部肉眼检查结合超声测厚来评估全面腐蚀一般有效一般有效：检验方法大约一半时间正确地识别实际破坏状态（50%以上）通过外部超声测

31、厚点检来评估全面腐蚀有效性差：有效性差：检验方法提供很少的信息来正确地识别实际破坏状态（40%）通过锤击试验、指示孔等来评估全面腐蚀无效无效：检验方法没有或几乎没有提供能正确地识别实际破坏状态的信息（33%）通过外部肉眼检查来评估全面腐蚀失失效可能性的计算效可能性的计算60全面腐蚀检验有效性全面腐蚀检验有效性技术模块次因子技术模块次因子检验结果确定实际破坏状态的可能性差/无效 一般有效 通常有效 高度有效实际破坏率范围破坏率状态实测速率或更小实测速率2倍实测速率24倍实测速率3210.330.330.330.50.30.20.10.20.70.010.090.9检验后破坏率置信度检验后破坏率置

32、信度实际破坏率范围破坏率状态实测速率或更小实测速率2倍实测速率24倍实测速率123一个一般有效 的检验后一个十分有效 的检验后一个高度有效 的检验后0.660.240.100.8140.1400.0460.9400.0560.004失失效可能性的计算效可能性的计算61技术模块次因子技术模块次因子计算程序提高破坏置信度计算程序提高破坏置信度贝叶斯定贝叶斯定律律后验概率计算过程后验概率计算过程 a 根据腐蚀表估计一个新装置的腐蚀率 b 运行一定时间后进行一次彻底检验 c 确认预期腐蚀率 d. 预期腐蚀率的置信度可通过贝叶斯定到更新失失效可能性的计算效可能性的计算62通用次因子通用次因子工厂工厂条件

33、条件冷天气冷天气运行运行装置条件类别数值明显好于工业标准与工业标准大致相当低于工业标准明显低于工业标准ABCD-1.00+1.5+4.0冬季温度数值40以上2040 -2020 -20以下01.02.03.0地震地震活动活动地震区数值42或30或12.01.00失失效可能性的计算效可能性的计算63机械次因子机械次因子设备复杂性设备复杂性设备1.00+1.0+2.0塔器全部46塔器一半23压缩机23-67-1010换热器壳体16换热器管程11泵-2-44-容器16接管数与数值接管数与数值失失效可能性的计算效可能性的计算64机械次因子机械次因子管道复杂性管道复杂性复杂度系数复杂度系数法兰头数 10

34、 注入点数 20 支管数 3 阀门数 5复杂度系数/英尺数值10.04.0复杂度系数复杂度系数失失效可能性的计算效可能性的计算65机械次因子机械次因子 建造规范建造规范规范的状况规范的状况类别类别数值数值设备满足规范的最新版A0自设备制造时间以来，该类设备规范已作了重大修改B1.0制造时这类设备没有正式规范，或未按现行规范制造C1.5规范状况值规范状况值失失效可能性的计算效可能性的计算66机械次因子机械次因子 设备的寿命周期设备的寿命周期已逝去的设计寿命的已逝去的设计寿命的数值数值072.01750761001.01004.0寿命周期值寿命周期值失失效可能性的计算效可能性的计算默认设备寿命默认

35、设备寿命4040年年67机械次因子机械次因子安全系数安全系数P运行/P设计数值1.05.00.91.01.00.70.892.00.50.69-1.0550 2.01%5%铬钢650 2.05%9%铬钢750 2.0304不锈钢1500 2.0所有钢材6年1.5非计划停车次数非计划停车次数数值数值01/年-1.01.13/年03.16/年1.06年1.5 计划停车数值计划停车数值 非计划停车数值非计划停车数值失失效可能性的计算效可能性的计算70工艺次因子工艺次因子 工艺稳定性工艺稳定性稳定性评级数值比平均工艺更稳定1.0工艺具有大致平均的稳定性0比平均工艺较不稳定1.0比平均工艺更不稳定2.0

36、 稳定性评级用数值稳定性评级用数值失失效可能性的计算效可能性的计算71工艺次因子工艺次因子 泄压伐因素泄压伐因素泄压伐维护状态泄压伐维护状态类别类别数值数值小于误期泄压阀的5%A-1.0误期泄压阀的515%B0误期泄压阀的1525%C1.0大于误期泄压阀的25%，或缺少泄压阀维护或切断阀程序D2.0结垢趋势结垢趋势类别类别数值数值没有大量结垢A0有一些聚合体或其它结垢，有偶然在系统的部分堆积历史B2.0高度结垢，有在泄压阀和/或系统的其他部件上沉积物频繁堆积的历史C4.0 泄压伐维护用数值泄压伐维护用数值 泄压伐结垢趋势数值泄压伐结垢趋势数值失失效可能性的计算效可能性的计算72工艺次因子工艺次

37、因子 泄压伐因素泄压伐因素腐蚀工况（无腐蚀设计）数值是3.0否0非常清洁工况数值是1.0否0 腐蚀工况用数值腐蚀工况用数值 非常清洁工况用数值非常清洁工况用数值失失效可能性的计算效可能性的计算73项目项目主题主题问题数问题数分值分值 1领导和管理领导和管理6702工艺安全信息工艺安全信息10803工艺危害性分析工艺危害性分析91004变更管理变更管理6805操作规程操作规程6806安全作业安全作业7857培训培训81008机械完整性机械完整性201209开工前安全审查开工前安全审查56010应急措施应急措施66511事故调查事故调查97512承包商承包商54513安全生产管理系统评估安全生产管

38、理系统评估440 合计合计 101 1000管理修正因子管理修正因子 FMa. 管理管理b. 操作操作c. 维护维护d. 安全安全e. 检验检验f. 培训培训g. 工程工程 失失效可能性的计算效可能性的计算7401020304050607080901000.1110100修正系数分值（）50X1M10F 管理系统评估分值与管理修正系数的关系管理系统评估分值与管理修正系数的关系分值/10失失效可能性的计算效可能性的计算管理修正因子管理修正因子 FM752后果分析后果分析 后果分析后果分析流程流程确定泄放类型确定泄放类型在设备和环境在设备和环境中流体的性质中流体的性质泄漏率泄漏率泄漏孔径范围泄漏孔

39、径范围0.25”,1”,4”,破裂破裂持续泄放流量持续泄放流量瞬时泄放流量瞬时泄放流量确定最后相确定最后相确定最后相确定最后相持续持续/气体气体持续持续/液体液体瞬时瞬时/气体气体瞬时瞬时/液体液体泄放总质量泄放总质量有毒后果有毒后果可燃后果可燃后果减减缓缓环境后果环境后果停产后果停产后果762后果分析后果分析 泄放的后果确定泄放的后果确定后果类型：后果类型：可燃、有毒、环境、营业中断后果评估：后果评估：可燃 用事故树计算概率，用API581程序计算组合后果 有毒营业中断：可燃结果的函数环境： 根据泄放量或泄放率确定772后果分析后果分析 泄放的后果确定泄放的后果确定蒸汽云爆炸液池火安全分散火

40、球闪火火球安全分散迟点火早点火闪点温度以上不点火点火不点火最后状态气体最后状态液体782后果分析后果分析 毒物确定毒物确定API BRD 581评估毒性物质：评估毒性物质：硫化氢硫化氢氢氟酸氢氟酸氯氯氨氨79定量定量RBI分析分析风险计算风险计算选择一组孔估计泄漏可能性估计后果风险可能性后果完成所有后果？完成所有情形？从RBI数据库提取汇总所有情形的风险是是否否80设备风险是设备风险是所有风险所有风险总和总和s 为对象数量为对象数量Cs为对象结果为对象结果 ft2 or $/yrFs对象损坏频率对象损坏频率 /年年Risks=CsFsRisk s 一个对象的风险一个对象的风险 ft2 or $

41、/yrRisk item每台设备的风险每台设备的风险 ft2 or $/yrRisk item=Risk sRisk weighted每台设备加权风险每台设备加权风险 ft2 or $/yrfs对象损坏频率对象损坏频率Risk weighted=Risk itemfss2定量定量RBI分析分析风险计算风险计算81对象对象可能性可能性后果后果风险风险频率（每年）频率（每年）设备破坏设备破坏设备破坏设备破坏1/4英寸泄漏英寸泄漏6.910-6540ft20.0037ft2/年年1英寸泄漏英寸泄漏1.710-67,500ft20.1275ft2/年年4英寸泄漏英寸泄漏1.710-617,500ft2

42、0.0289ft2/年年破裂破裂1.010-6130,000ft20.13ft2/年年设备项破坏总风险设备项破坏总风险0.29ft2/年年 某台设备某台设备泄漏泄漏可能性、后果、风险计算可能性、后果、风险计算2定量定量RBI分析分析风险计算风险计算82失效后果失失效效可可能能性性风险线2134657121181092定量定量RBI分析分析风险计算风险计算风险图风险图83风险矩阵风险矩阵失失效效概概率率54321ABCDE失效后果失效后果设备风险等级表设备风险等级表等级等级风险区风险区采取的对策采取的对策低风险区低风险区酌情减少检查保养酌情减少检查保养(延长检验周期延长检验周期)中风险区中风险区

43、应进行定期保养及检验应进行定期保养及检验次高风险区次高风险区进行在线监测和无损检测进行在线监测和无损检测(缩短检验周期缩短检验周期)高风险区高风险区重点加强管理，进行整改，彻底消除事故隐重点加强管理，进行整改，彻底消除事故隐患患84四，降低风险检验程序四，降低风险检验程序85检验技检验技术术减减薄薄焊缝表焊缝表面开面开裂裂近表面开近表面开裂裂微裂纹微裂纹/ /微孔形微孔形成成金相变金相变化化尺寸变尺寸变化化鼓鼓泡泡目视检查目视检查1-31-32-32-31-31-31-31-3超声纵波超声纵波1-31-33-3-3-3-2-32-31-21-2超声横波超声横波1-21-21-21-22-32-

44、3荧光磁粉荧光磁粉1-21-23-3-着色渗透着色渗透1-31-3声发射声发射1-31-31-31-33-3-3-3-涡流涡流1-21-21-21-21-21-23-3-漏磁漏磁1-21-2射线检查射线检查1-31-33-3-3-3-1-21-2尺寸测量尺寸测量1-31-31-21-2金相金相2-32-32-32-32-32-31-21-2不同破坏类型检验的有效性不同破坏类型检验的有效性1=高度有效高度有效 2=通常有效通常有效 3=适当有效适当有效 =不常用不常用检验效果分类检验效果分类：高度有效高度有效、通常有效通常有效、适当有效适当有效、效果差效果差、无效无效 862定量分析中所考虑的腐

45、蚀机制定量分析中所考虑的腐蚀机制1) 减薄机制减薄机制(Thinning Mechanism)q HCl溶液腐蚀溶液腐蚀 (Hydrochloric Acid (HCl) Corrosion)q 高温硫高温硫化物化物/环烷酸腐蚀环烷酸腐蚀 (High Temperature Sulfidic/Naphthenic Acid Corrosion)q 高温高温H2S/H2腐蚀腐蚀 (High Temperature H2S/H2 Corrosion)q HF腐蚀腐蚀 (Hydrofluoric Acid (HF) Corrosion)q 氨腐蚀氨腐蚀 (Amine Corrosion)q 高温氧化

46、腐蚀高温氧化腐蚀 （High Temperature Oxidation) 872) 应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking)q 碱性开裂碱性开裂 (Caustic Cracking)q 无水液氨无水液氨开裂开裂 (Amine Cracking)q SSC/HIC/SOHICq 碳酸盐腐蚀碳酸盐腐蚀开裂开裂 (Carbonate Cracking)q 连多硫酸腐蚀连多硫酸腐蚀开裂开裂 (Polythionic Acid Cracking)q 氯化物应力腐蚀开裂氯化物应力腐蚀开裂 (Chloride Stress Corrosion Cracking)(Cl

47、SCC)q 氢致应力腐蚀开裂氢致应力腐蚀开裂 (HSC-HF, HIC/SOHIC-HF)q 湿湿H2S开裂开裂 (Wet H2S Cracking)3) 高温氢腐蚀高温氢腐蚀 (High Temperature Hydrogen Attack)(HTHA)4) 外部腐蚀外部腐蚀 (External Damage) 包括隔离腐蚀包括隔离腐蚀5) 考虑的毒性物质：考虑的毒性物质：H2S、HF 、Cl 、NH388不同腐蚀机理检验有效性分配不同腐蚀机理检验有效性分配例：局部减薄腐蚀例：局部减薄腐蚀有效性侵入性检查非侵入性检查高度有效100%目视（拆除全部内件）和测厚腐蚀工程师或专家指定范围50-1

48、00%UT或RT通常有效100%目视（拆除人孔、接管部分内件等）和测厚腐蚀工程师或专家指定范围20%UT，或50%RT一般有效20% 目测和UT测厚腐蚀工程师或专家指定范围20%UT，或RT和点检测厚效果差不检验腐蚀工程师或专家不指定范围RT或点检测厚无效不检验腐蚀工程师或专家不指定范围点检测厚89五，五，RBI程序操作程序操作90开工会议开工会议出报告出报告相互培训，现场考察相互培训，现场考察数据采集数据采集数据审查数据审查数据录入数据录入录入审查录入审查风险计算风险计算检验策略制定检验策略制定软件安装软件安装培训培训硬件准备硬件准备修正，补充修正，补充管理系数管理系数FM确定确定BV总部和

49、总部和RBI专家审查专家审查YESNONOYESRBI程序程序操作过程操作过程91 定量定量RBI分析流程分析流程图图工艺条工艺条件件PHA结果结果保养保养/检测记录检测记录PSM系统评估系统评估结果结果设备资料档案设备资料档案后果严重性分析后果严重性分析失效概率分析失效概率分析危害风险评估危害风险评估其它降低其它降低风险措施风险措施检测计划变更检测计划变更RBI程序程序操作过程操作过程923.基础数据采集基础数据采集3采集数据内容采集数据内容通用数据通用数据：气候条件、地震系数、工艺稳定性、投用年份、气候条件、地震系数、工艺稳定性、投用年份、 开停车开停车 频率等频率等设计设计(制造制造)数

50、据数据：设备类型、温度、压力、材料、设备类型、温度、压力、材料、 壁厚、容积壁厚、容积等等工艺数据工艺数据：物流物流(代表性流体、杂质代表性流体、杂质) 组份、操作温度、压力等组份、操作温度、压力等检验数据检验数据：检验年份、历次检验的项目及有效性等检验年份、历次检验的项目及有效性等安全信息安全信息：安全保护装置设置及维护等安全保护装置设置及维护等RBI程序操作程序操作93RBI程序操作程序操作3. 数据审查数据审查q装置单元流程图装置单元流程图1.标注物流号、温度q物流表：物流表：1.换算为质量百分数2.添加腐蚀物质，PH值，氢分压等3.编写物流号q设备表与管道表设备表与管道表1.位号、名称

51、、规格、容积、材料、设计与操作条件2.保温（冷）、硬度、热处理、油漆状况q列年检验状况和有效性分类列年检验状况和有效性分类94数据录入及分析数据录入及分析数据录入层次建立数据录入层次建立装置装置单元单元工段工段设备设备（管道）（管道）部件部件设备类型设备类型部部 件件塔器（直立容器）塔器（直立容器）上封头、分段筒体、下封头上封头、分段筒体、下封头反应器反应器上封头、筒体、下封头上封头、筒体、下封头卧式容器卧式容器封头、筒体、集液器封头、筒体、集液器管壳式换热器管壳式换热器壳体、封头、管箱筒节、管箱封头壳体、封头、管箱筒节、管箱封头空气冷却器空气冷却器管箱、管子管箱、管子加热炉加热炉炉体（炉管不

52、考虑）炉体（炉管不考虑）RBI程序操作程序操作95分析假设条件分析假设条件 q 设备与管道的设计寿命为设备与管道的设计寿命为30年年q 加氢裂化装置加氢裂化装置3台加氢反应器、乙烯裂解装置的台加氢反应器、乙烯裂解装置的C C2 2和和C C加氢反应器加氢反应器的重要程度定为的重要程度定为“极为重要极为重要”(Vital)q 其它设备和管道均定为其它设备和管道均定为“重要重要”(Important)q 下次检验年份：加氢裂化装置为下次检验年份：加氢裂化装置为2006年，乙烯裂解装置年，乙烯裂解装置为为2005年年q 最小允许壁厚按原设计规范计算确定最小允许壁厚按原设计规范计算确定 q 腐蚀裕量取

53、原设计值腐蚀裕量取原设计值 q 当软件不能确定物流腐蚀机理时当软件不能确定物流腐蚀机理时(主要是采集的物流组主要是采集的物流组分数据中没有明确的腐蚀性物质，如含水量为分数据中没有明确的腐蚀性物质，如含水量为100%的物的物流流)，我们设定称为，我们设定称为“未知未知”(Unknown)的腐蚀减薄机理，的腐蚀减薄机理，腐蚀率定为腐蚀率定为0.02mm/y。RBI程序操作程序操作96应用案例简介应用案例简介q项目名称项目名称茂名石化公司茂名石化公司乙烯裂解装置乙烯裂解装置和和炼油加氢裂化装置炼油加氢裂化装置风险评估风险评估(RBI)q 完成单位完成单位合肥通用机械研究所压力容器检验站合肥通用机械研

54、究所压力容器检验站(GMRI) 法国国际检验局法利咨询法国国际检验局法利咨询(上海上海)有限公司有限公司(BV) 茂名乙烯工业公司、茂名石化炼油厂茂名乙烯工业公司、茂名石化炼油厂(MPCC)q 目的目的根据装置风险评估的需要，在完成风险评估所需资料根据装置风险评估的需要，在完成风险评估所需资料收集和现场调查基础上，结合必要在线检测结果，按照收集和现场调查基础上，结合必要在线检测结果，按照API581等标准和等标准和BV开发的风险评估软件开发的风险评估软件RB-eye，建立整个，建立整个装置风险分析的数据库装置风险分析的数据库，根据定量风险计算结果对两套装，根据定量风险计算结果对两套装置进行置进行风险评估风险评估，并建立一套基于风险检验技术的，并建立一套基于风险检验技术的检验计检验计划划 。97 应用案例应用案例主工艺系统内的静设备及管道主工艺系统内的静设备及管道(其公用工程系统及燃油、其公用工程系统及燃油、燃气、冷却水等辅助系统不包