基于RBI风险评估的检验技术

1、.,第三部分 基于RBI风险评估的 检验技术简介,.,“风险管理”是一门跨学科的新兴科学 它所涉及的不仅有相关的广义物理学、生物学等自然科学、工程技术（所谓硬科学） 以及决策理论、心理学、社会学、政策科学、经济学等软科学 还有判决、立法、意识形态、公众舆论、通讯传媒等人文领域。 风险管理是在经济与社会效益、风险和费用的三度空间中寻求达到风险最小、效益最大的目标。,一、风险管理的基本内容,.,风险管理学科起始于20世纪70年代核动力工业，20世纪90年代逐渐形成风险管理学科，并在航空、航天、石油化工、电力、压力容器与管道、油气输送管道等工业方面得到广泛推广应用。 风险管理主要由风险评价、风险控制

2、和风险管理的功能监测三部分组成，基于风险的检测是风险控制的重要内容。 正确对待安全问题，就要有风险概念和科学的风险评估工具，而综合安全、效益的关系可以给企业创造更大的竞争力。,一、风险管理的基本内容,.,风险管理力求把风险导致的各种不利后果减少到最低程度，使之正好符合有关方在时间和质量方面的要求。 一方面，风险管理能促进决策的科学化、合理化、减少决策的风险性； 另一方面，风险管理的实施可以使生产活动中面临的风险损失降至最低。,一、风险管理的基本内容,.,目前我国大部分企业没有专门的人员或机构进行企业风险管理活动，每个人或部门往往只针对自己工作中的风险独立地采取一定对策，缺乏系统性、全局性。 企

3、业中的风险管理基本上是一种被动式管理； 企业中风险管理活动往往是间断性的，缺乏系统、科学的风险管理理论方法指导。,一、风险管理的基本内容,.,构建企业风险管理体系，是在对相关信息采集的基础上，分析可能导致生产活动中出现风险的根源性因素，通过定性与定量相结合的方法发现企业各生产环节管理与运作过程中的潜在风险。 充分重视企业风险管理，建立风险管理体系，并对风险分析的理论方法进行全面、深入、细致的研究，将对成功实现企业目标，达到资源的优化配置起到重要的理论指导作用。,一、风险管理的基本内容,.,1、风险管理的内涵 （1）风险的含义 风险和危险是不同的，风险包含着一种不确定性，每个结果的概率是可知或可

4、以估计的，而危险则只意味着一种不好的预兆。 风险与危险的区别：危险是客观存在的潜在损失，而风险是危险发生的概率与危险一旦发生所造成损失的共同组合后果。 因此，有时虽然有危险存在，但不一定要冒此风险，我们要想方设法去改变风险发生的条件，使之不发生，甚至带来转机。,一、风险管理的基本内容,.,综上所述，可以这样定义的风险：风险就是活动或事件的消极方面，人们不希望的后果发生的潜在可能性。 具体地说，风险一般应具备以下要素： （1）事件（不希望发生的变化）； （2）事件发生具有的不确定性； （3）风险的影响（后果）； （4）风险的原因。,一、风险管理的基本内容,.,将风险表示为事件发生的概率及其后果的

5、函数 即 R=f（P，C） （1） 式中，R风险，P概率，C后果。 风险和不确定性是我们很容易混淆的概念： 不确定性是客观事物不断发展变化的客观特性，是产生风险的原因。 虽然风险和不确定性这两个概念经常互相使用，但它们并不是一回事。 不确定性仅仅考虑事件发生的肯定程度，而风险则要考虑事件发生后果的严重程度。,一、风险管理的基本内容,.,不确定性在某些特定的情况下并不完全是坏事，关键要看不确定性是在向着我们希望的方向发展，还是相反。 由此可见，风险是针对不希望发生的事件而言的，它包括以下两个方面： （1）发生的可能性； （2）一旦发生，后果的严重程度。,一、风险管理的基本内容,.,由此知道，有两

6、类事件的风险性质是没有争议的 一类事件是“高可能性，严重后果”，对这类事件可以立即判定属于高风险问题； 另一类事件是“低可能性，轻微后果”，对这类事件我们可以立即判定属于低风险问题。 有两类事件的风险等级的判定是容易引起争议的，它们是： （1）高可能性，轻微后果； （2）低可能性，严重后果。,一、风险管理的基本内容,.,这两类风险性质的判定与个人的主观判断有很大的关系 不同的人由于持有不同的立场、观点，以及所处的环境不同，会有不同甚至相反的判断。 在风险导致的后果严重程度如果逐步增大的情况下，人们在做出决定时会产生犹豫，在这种情况下，对项目风险等级的判定会更加依赖个人的解释。 这时，主管人员一

7、方面要依靠不同领域的专家，另一方面也要做好准备，对判定风险问题作最后的决断。,一、风险管理的基本内容,.,（2 ）风险管理的含义 风险管理涉及到各个行业，每个行业都有其自身的特点 企业风险管理是指生产过程中，风险管理部门对可能遇到的各种风险因素进行识别、分析、评估 以最低成本实现最大的安全保障的过程。,一、风险管理的基本内容,.,从表层上分析，风险管理就是对生产活动或行为中的风险进行管理 从深层上研究，风险管理是指通过对风险的识别、风险的量化、风险的评价等风险分析活动，对风险进行规划、控制、监督，从而增大应对风险发生的能力，以成功地完成并实现总目标。 风险管理的主体是管理人员 客体是生产活动中

8、的风险或不确定性 大型、复杂的生产活动过程应设置专门的风险管理机构和相应的风险负责人。,一、风险管理的基本内容,.,而且，风险管理是一个过程，由风险的识别、量化、评价、控制、监督等过程组成 然后通过计划、组织、指挥、控制等职能，综合运用各种科学方法来保证生产活动顺利完成； 风险管理技术的选择要符合经济性原则，充分体现风险成本效益关系，不是技术越高越好，而是合理优化达到最佳，制定风险管理策略，科学规避风险； 风险管理具有寿命周期性，在实施过程的每一阶段，均应进行风险管理，应根据风险变化状况及时调整风险应对策略，实现全寿命周期的动态风险管理。,一、风险管理的基本内容,.,3、风险管理过程及方法 风

9、险管理过程包括风险规划、风险识别、风险评价、风险处理和风险监控几个阶段： （1）风险规划 风险规划，指决定如何着手进行风险管理活动的过程。 风险规划确定一套完整全面、有机配合、协调一致的策略和方法，并将针对该风险形成文件的过程，这套策略和方法用于识别和跟踪风险区； 拟定风险缓解方案； 进行持续的风险评估，从而确定风险变化情况并配置充足的资源。,一、风险管理的基本内容,.,在进行风险规划时，主要考虑的因素有： （1）风险管理策略； （2）预定义的风险类型和可能发生时应承担的责任； （3）针对各项风险的容忍度； （4）如何有效的将风险工作进行分解，从结构上或根本上减缓风险造成的影响或避免风险的发生

10、； （5）风险管理指标体系。,一、风险管理的基本内容,.,（2）风险识别 风险识别是风险管理的第一步，即识别实施过程中可能遇到（面临的、潜在的）的所有风险源和风险因素，对它们的特性进行判断、归类，并鉴定风险性质。 风险识别的目的是减少结构的不确定性。 亦即发现引起风险的主要因素，并对其影响后果做出定性的估计。 该步骤需要明确两个问题： 明确风险来自何方（确定风险源），并对风险事项进行分类； 对风险源进行初步量化。,一、风险管理的基本内容,.,（3）风险分析和评价 风险分析和评价是在对风险进行识别的基础上，对识别出的风险采用定性分析和定量分析相结合的方法 估计风险发生的概率、风险范围、风险严重程

11、度（大小）、变化幅度、分布情况、持续时间和频度 从而找到影响安全的主要风险源和关键风险因素 确定风险区域、风险排序和可接受的风险基准。 在分析和评价风险时，既要考虑风险所致损失的大小，又要考虑风险发生的概率，由此衡量风险的严重性。,一、风险管理的基本内容,.,（4）风险处理 风险处理就是对风险提出预防、处置意见和办法。 通过对风险识别、估计和评价，把风险发生的概率、损失严重程度以及其他因素综合起来考虑 就可得出发生各种风险的可能性及其危害程度 再与公认的安全指标相比较，就可确定其危险等级，从而决定采取什么样的预防措施以及控制措施应采取到什么程度。 有效处理风险，可以从改变风险后果的性质、风险发

12、生的概率或风险后果大小三个方面提出多种策略。,一、风险管理的基本内容,.,（5）风险监控 风险监控就是通过对风险识别、估计、评价、处理全过程的监视和控制，从而保证风险管理能达到预期的目标。 监控风险实际上是监控生产活动的进程和环境，即情况的变化 其目的是：核对风险管理策略和措施的实际效果是否与预见的相同； 寻找机会改善和细化风险控制计划，获取反馈信息，以便将来的决策更符合实际。,一、风险管理的基本内容,.,在风险监控过程中，及时发现那些新出现的以及没有考虑在预先制定的策略或措施中的因素，或事件性质随着时间的推延而发生变化的风险 及时反馈 并根据对生产活动的影响程度 重新进行风险识别、估计、评价

13、和处理 同时还应对每一风险事件制定相应标准和判据。 风险监控的主要方法有：审核检查法、风险监控过程报表、风险报告等。,一、风险管理的基本内容,.,4、总结 风险管理是一个全寿命的动态过程，它与管理的四个阶段，即启动、规划、实施和结束阶段密切结合，渗透在寿命周期的全过程之中。 在企业开展有效的风险管理，能够达到： 促进各单位决策的科学化、合理化； 减少决策的风险性； 能为企业提供安全的经营环境； 保障企业经营目标的顺利实现； 促进企业经营效益的提高。,一、风险管理的基本内容,.,无论从理论还是从实践的角度来说 大胆创新、探索性地恰当运用风险管理的理论与方法，已成为关注的一个热点 对于提升企业管理

14、水平、加强安全保障、创造更好的经济效益具有十分重要的意义。,一、风险管理的基本内容,.,1、RBI的定义 基于风险的检验(Risk Based Inspection，RBI)是在设备检验技术、失效分析技术、材料损伤机理研究、设备安全评估和计算机技术等发展的基础上产生的一种设备管理和管线检验及腐蚀管理的新技术。 基于风险的检测(RBI) 是在追求系统安全性与经济性统一的理念基础上建立起来的一种优化检验策略的方法 其实质就是对危险事件发生的可能性与后果进行分析与排序，发现主要问题与薄弱环节，确保设备或系统的本质安全，同时减少运行费用。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简介,.,上个世纪九十年

15、代中期后，欧美发达国家率先将风险分析方法应用在石化企业尤其是炼油厂的承压设备检验与维修中，取得了良好的效果。 在本世纪的前两年中，美国石油学会先后颁布了API BRD 581与API RP 580两个文件，为各国开展石化装置的RBI工作提供了一个统一的基础平台。 自2003 年以来，在国家质检总局特种设备局的关注下，在中石化与中石油两大石化集团公司的支持下，在国内已进行了数十套石化装置的定量RBI检验分析工作,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简介,.,API BRD 581与API RP 580是RBI技术的规范 采用该技术时，对在役设备不采用常规的全面和定期检验方法，而是在风险分析基础

16、上，针对高风险设备的特点对其进行重点检验。 采用此技术可提高设备的可靠性，降低设备检修费用，具有在保证设备安全性的基础上降低成本的效果。 下面有一些现场生产图例 及某些零件的微观分析照片可以辅助了解开展RBI技术的重要性,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简介,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,由此可见：针对石油天然气生产现场而言，RBI技术即是采用先进的软件，配合丰富的实践经验和腐蚀及冶金学方面的渊博知识及经验，对石油天然气开采与集输、炼油厂、石油化工厂等工厂的设备、管线进行风险评估及风险管理方面的分析。 根据分析的结果提出一个根据风险等级制定的设备检测计划。 其中包括：会出现何种

17、破坏事故；哪些地方存在着潜在的破坏可能；可能出现的破坏的频率；应采用什么正确的测试方法进行检测；可以采取哪些措施来避免或减缓风险的影响等。,二 、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,这一技术不但使工厂的生产、设备在风险管理下可控制、可预见的运行 还可以按照风险大小对检验进行排序，有针对性地进行检验和维修 在保证安全的前提下，停止无效的、不必要的或者不正确的检验，降低成本。 并可对现场人员进行培训来正确的实施，成功的完成这些检测工作。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,RBI可在评估失效风险的基础上确定出有针对性的、可以有效检测出设备损伤机理的检验计划，如下图所示,二、基于风险

18、评估的设备检验技术RBI简介,RBI检验计划图,.,RBI过程并不复杂，都是经过风险的计算与排序，确定主要的失效模式、失效机理，通过对可能失效的部位进行分析，选择相应的检验方法来形成一种优化的检验策略 具体的方法在API的文件中进行了介绍。 下面针对国内十套石化装置已经开展了定量RBI工作（如下表）的示例加以分析 通过对这些实施的事例，分别针对装置中设备与管道的风险分布、失效模式、损伤机理、损伤部位和检验策略及检验周期等方面进行简单的讨论，来分析RBI的实施效果。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,开展RBI评估检验的设备内容,.,二、基于

19、风险评估的设备检验技术RBI简介,(1)风险分布结果分析 采用5 5 矩阵作为风险排序的输出格式,风险矩阵图,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,(1)风险分布结果分析 十套装置中静设备及管道的风险分布情况见下表 与后面图13。,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图1 十套装置的各类静设备及管道风险分布,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图2 十套装置的静设备风险分布,图3 十套装置中管道风险分布,.,从静设备与管道风险分布统计结果来看，该十套炼油及化工装置中具有“中高”或“高”风险的静设备约占44 %，具有“中高”或“高”风险的管道约占11%。 而欧美等发达

20、国家的石化装置中“中高”或“高”风险水平的设备大概占总数的20%左右(即满足二八分割理论)。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,从目前的RBI风险分析结果来看，我国石化装置的风险水平总体上要高于国外同类装置。 就装置而言，加氢装置中“高”风险相对较多，催化裂化装置次之，随后是常减压装置及制氢装置，而乙烯裂解装置在工艺系统中没有高风险设备。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图2 十套装置的静设备风险分布,.,由此可见，由于有了“有的放矢”的科学检测计划，从而保证了企业设备安全、可靠的运行及取得最好的经济效益。 在这个基础上，对运行的设备或系统所实施的管理措施就可以成为科学而

21、透明、可预见的。 工厂设备的维护维修也由机械的、管理人员人为地安排，转为按设备、设施、运行的薄弱环节及风险管理做出科学的安排。 这就消除了一些不必要的停机维护或延长了维修周期。 使得工厂的生产、设备在风险管理下可控制、可预见的运行。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,由此可见，RBI技术及可用于整个工厂，也可用于某些设备、某些操作，或某些设备的部件、操作的某些特定环节。 RBI技术也是执行“化学制造商协会”（Chemical Manufacturers Association）的“机械管理整体化规范”（Mechanical Integrity Rules）的重要基础及技术保证手段。

22、,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,这一规范要求石油化工企业对能导致灾难性失效事故的机械及设备作为一个机械整体，从风险评估及风险管理的角度进行管理。 通过RBI分析，就可区分出哪些设备对造成灾难性事故是重要的，应该包括在整体化规范适用的范围内 而其他一些设备则相对重要性较低，可不必列入整体化管理范围。 这就简化了工作，提高了效率，降低了成本。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,如何实施RBI技术： 实施及完成RBI技术，要求有一支知识渊博、实践经验丰富的专门技术人员队伍，和一个高水平的计算机软件系统。 RBI技术的实施是一个长期的过程，它包括：分析阶段、制定检测计划、实

23、施RBI、对实施效果的检查、审核、修正及提高。 后续的工作是根据不断取得的检测数据来进行的。 除可对系统进行安全评估外，还可对主体设备（如反应器、热交换器等）、辅助设备（泵站等）及管线进行RBI分析。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,对于前面的示例分析，还需要进一步开展如下的工作： （1）失效模式与损伤机理分析 RBI分析结果表明，乙烯裂解装置静设备和管线主要的失效模式为：腐蚀减薄、外部腐蚀； 加氢装置、常减压装置和催化裂化装置中静设备和管线主要的失效模式为：腐蚀减薄、应力腐蚀开裂、外部腐蚀； 制氢装置静设备和管线主要的失效模式为：腐蚀减薄、外部腐蚀及高温氢腐蚀； 十套装置中静设

24、备与管道的损伤机理分布情况见图48。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图4 乙烯装置损伤机理分布,从损伤机理分布统计结果可见，乙烯裂解装置中静设备和管道的损伤机理主要有保温层下的腐蚀、SSCC、HIC/ SOHIC（金属的氢脆或氢致开裂/湿硫化氢应力下的氢致开裂）、酸性水腐蚀和碳酸盐开裂等。 保温层下腐蚀主要发生在有保冷设备和管线的低温分离系统上。 由于乙烯裂解装置所使用的原料(主要为石脑油) 较为清洁，因此设备和管线运行过程中的腐蚀损伤(特别是湿H2S 环境下的损伤) 相对炼油装置而言比较轻微。,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI

25、简介,图5 加氢装置损伤机理分布,加氢装置(包括加氢裂化和加氢精制) 中静设备和管道的损伤机理主要有SSCC、HIC/ SOHIC、酸性水腐蚀、保温层下的腐蚀和高温硫/ 环烷酸腐蚀等。 其中SSCC、HIC/ SOHIC 在各类设备(塔、反应器、换热器、空冷器、储存容器等) 均可能发生，酸性水腐蚀主要发生在换热器、空冷器和部分容器上，高温硫/ 环烷酸腐蚀则主要出现在反应单元的换热器和反应器及相关管线上。 同时，加氢装置RBI 分析结果还表明，带堆焊层的加氢反应器在正常的运行条件下存在的损伤机理主要是内壁堆焊层的高温硫化氢/ 氢腐蚀、高温硫/ 环烷酸腐蚀。,.,二、基于风险评估的设备检验技术RB

26、I简介,图6 催化装置损伤机理分布,催化裂化装置中静设备的腐蚀损伤较管线更为严重，静设备的损伤机理主要有SSCC、HIC/ SOHIC、酸性水腐蚀、碳酸盐开裂和保温层下的腐蚀等，而管道的损伤机理则主要为SSCC、HIC/ SOHIC、酸性水腐蚀等。 另外催化再生系统有硝酸盐应力腐蚀开裂机理，烟气管线可能有烟气粉尘冲刷现象。,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,常减压装置中静设备和管线的损伤机理主要有SSCC、HIC/ SOHIC、酸性水腐蚀、高温硫/ 环烷酸腐蚀和保温层下腐蚀等。 相对其它装置而言, 该装置中设备和管线的高温硫/ 环烷酸腐蚀显得更加突出。,图7 常减压装置损伤机理分布

27、,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,制氢装置中静设备和管线的损伤机理主要有保温层下腐蚀、高温硫/ 环烷酸腐蚀和高温氢腐蚀等，该装置中设备和管线的损伤机理比较少，特别是基本不存在其它装置中典型的SSCC、HIC/ SOHIC 损伤形式。 主要原因是制氢装置是以较为清洁的轻烃为原料，工艺过程中也不会注入或反应形成其它的腐蚀性较强的物质。,图8 制氢装置损伤机理分布,.,由上述示例分析可见，RBI技术是以风险为基础，通过RBI评价来指导设备管理人员实现对设备的风险管理。 如何来判断风险事件的概率呢？ 风险是事件发生的概率和与事件相关联的后果的结合： 风险=概率后果 RBI风险评估分为定性

28、、半定量和定量3种方法，这3种方法在AP1 580里面有详细的介绍。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,企业进行RBI风险评估的形式取决于环境、分析要求等因素。 对RBI风险评估方法必须包括如下主要要素： RBI危险辨识； RBI失效概率的评估； RBI失效后果评估； RBI风险计算； RBI风险排序； 风险的再评估。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,而具体实施RBI的步骤一般如下： 1确定实施范围、目的、工作方法、交付项目及日程 2收集资料：工艺流程数据、历年检修记录、失效分析记录、工艺介质分析数据、设备设计资料等； 3确定工艺物流环路和腐蚀环路； 4由工艺工程师、

29、腐蚀专家审查损伤机理，并且由失效概率和失效后果专家审查数据； 5利用RBI软件进行风险分析，得出分析结果； 6根据风险矩阵图得出设备风险等级，并对设备按照风险等级进行排序； 7根据分析结果，制定检验计划，执行预防性维修； 8输入检验结果，更新风险排序计划，定期重新计算。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,RBI危险辨识 在RBI分析中，传统风险分析的一些阶段被做了不同的处理。 例如，危险识别是传统风险分析中的一个关键步骤 而RBI是将风险分析和机械完整性这两个原理组合的一种混合方法 其着重于由设备内流体、温度、压力和设备材质等相互作用形成的设备退化机理的归类和划分。 该过程包括设备

30、物流的识别和物流系统化的划分。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,（1）物流的识别 工厂中相同的工艺过程流体往往是由大致相同的流体组成 在RBI分析中把组分相同的流体定义为一个物流 在物流的划分过程中起主导作用的是流体的化学组分 当管道中流体的化学组成发生变化时，就要定义一个新的物流来对其进行描述 因此，物流的划分是RBI分析的基础 通过物流的划分就把设备或管道根据其内部流动的流体进行了一个“粗略”的归类。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,（2）物流系统化 物流系统化则是进行整个RBI分析的基础，其目的在于简化分析的对象 RBI分析就是建立在系统化的基础上的 系统化的

31、过程就是对前面物流进一步细化的过程 对于系统中物流的部分，将具有大约相同压力和温度的流体可以划为一个系统 在一个物流中，流体的操作压力或温度可能是发生变化的 这就可能导致相同的物流产生不同的失效机理或失效速率，这就有必要引进系统的概念。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,例如经过换热器的一个物流，在经过换热器前后温度发生了变化，从而可能导致流体对管道腐蚀速率或腐蚀机理的改变，所以就需要把换热器的这个物流划分为两个系统。 在该过程中，利用传统风险评估中的危险辨识方法对分析也是非常有帮助的。 这些方法有：危险与可操作性分析；失效模式与影响分析；检查表；故障树分析。,二、基于风险评估的设

32、备检验技术RBI简介,.,RBI失效概率的评估 在进行设备失效概率评估之前，首先要进行设备失效机理的识别 设备失效机理的识别，是根据设备物流和系统的相关信息并结合设备的材质等来确定设备的失效机理 通过前例可见，用RBI检验技术所考虑的设备失效机理有内部腐蚀、外部腐蚀、焊缝腐蚀、浸蚀、蠕变、内部应力腐蚀开裂、外部应力腐蚀开裂、脆化、疲劳、湿H2S开裂等 这些失效机理基本上包含了石化设备的大部分失效类型 设备失效机理分析重点在研究设备的全部退化机理，集中关注那些容易发生各种退化机理的设备,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,RBI失效概率的评估主要是根据设备失效机理（设备内的流体介质、设

33、备的材质和工艺参数等因素）来评估设备的失效概率。 在失效概率的评估过程中，很重要的一点就是根据设备目前的失效机理来计算未来的设备失效速率。 失效概率的评估分为定性、半定量和定量3种方法。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,其依据是基于风险的影响程度划分，包括： 灾难性影响（Catastrophic） 危险性影响（Critical） 重大性影响（Significant） 重要性影响（Important）,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,1、定性方法 设备失效概率的定性评估就是通过使用“非常不可能”、“不可能”、“可能”、“经常发生”、和“频繁发生”或者使用“高”、“中”

34、、“低”等术语来表示设备失效的概率 在评估之前，必须对这些术语进行明确的描述 通常这些失效等级都有一个 最大的失效概率值来区分这些 失效概率间的区别,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,风险矩阵示例图,.,2、半定量方法 设备失效概率的半定量评估是根据设备的材质、设备内的介质、操作运行的工艺参数和工厂相关的一些技术数据，使用一些失效计算模型来计算设备的失效概率情况，进而判断失效概率等级 对于每一种失效机理，RBI中都有相应的计算模型,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,根据设备的每一种失效模型并结合设备操作情况、日常维护情况来进行设备失效概率的评估。 如前述示例中，某设备发生金

35、属减薄： 在RBI模型中，减薄的机理有：盐酸腐蚀、高温硫化物/环烷酸腐蚀、高温H2S/H2腐蚀、硫酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、酸水腐蚀、胺腐蚀和高温氧化等机理,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,在这些因素中，根据具体环境设备才能确定上述介质可能产生的影响，并据此来确定其主要机理 并结合长期生产实践的经验总结，通过必要的计算与评定，确定减薄的主要影响因素，然后针对性的进行相关计算与评估，最终得出合理的结果,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,3、定量方法 定量评估方法是最科学合理的风险评估方法 其具体方法是：基于可靠性的原理，在获得充分的数据基础上，通过科学的计算与分析，得出一个合

36、理的分析结果 在此基础上，根据实际的分析对象和环境因素的影响，根据风险频率和可能产生的后果，确定风险的等级 在计算过程中，对于某些难以量化的内容，可以通过专家背靠背打分的方式，进行必要的换算，换算成相应的计算因子，再完成评估计算，以确定风险的等级,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,根据前述示例为例来分析其具体评估内容： （1）制定检验策略 所谓制定RBI 的检验策略就是要解决对设备进行检验时查什么、在哪里查、用什么方法查、多长时间查一次等四方面的问题 前面三个问题已经进行了讨论，下面则主要介绍检验周期（多长时间查一次）的确定情况。 合理地确定设备的检验周期是体现RBI 检验策略科学

37、性的一个重要方面，如下图给出了十套装置中静设备的检验周期划分情况。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,.,图9 十套装置中静设备的检验周期划分情况,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,如何确定出这些检验周期的呢？ 下面分别加以分析说明,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,确定前面示例中检验周期的一般原则是： 一是对风险为“中高”或“高”且失效可能性等级大于3的设备检验周期一般定为23年，这类设备约占总数的4%； 二是对风险为“中”且失效可能性等级大于3，或风险为“高”且失效可能性等级为3的设备检验周期一般定为6年，但期间应增加一次在线检验，这类设备约占总数的17%；,确

38、定RBI风险等级对策表,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,三是对失效可能性等级为3且风险为“低”，或失效可能性等级不大于3 ，风险为“中”和“中高”，或失效可能性等级不大于2的“高”风险设备检验周期一般定为6年，这类设备约占总数的68%； 四是对风险为“低”或“中”且失效可能性等级小于3的设备检验周期一般定为适当延长为79年，但期间应增加一次在线检验，这类设备约占总数的11%(主要是一些储存干燥压缩气体类介质的容器) 。,确定RBI风险等级对策表,风险矩阵示例图,.,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,需要指出的是，从上面示例研究的结果中可以发现： 在4套加氢(包括裂化、精制

39、) 和1套制氢装置共20台加氢反应器中，除2台使用时间超过三十年的反应器外，其它均属于高失效后果低失效可能性的设备，只要进行正常的运行和维修(检验) 管理，这些设备发生失效的可能性很低 由此可见，国内以往对加氢反应器的检验项目过于全面，同时检验周期偏短，属于“过度检验”,.,以某海上浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and OffloadingFPSO)为例 其特点为：具有海域储卸油适应性强、储存能力大、全海式操作、可转移和重复使用、建造或改装周期短以及投资回报快等优势 在世界海上油气开发中得到广泛应用，成为海上油气生产主流设施 但对FPSO，又会因其

40、设计、建造、安装调试和运行过程中的复杂性、不确定性和可变动性而造成误差，进而引起运行中安全、环保和经济效益方面的隐患 由此可见，针对这些设备的管理应具有两面性，需要尽可能发挥其优点，同时注意发现与预防其缺点的影响 国外油田尤其是北海油田的经验表明，应用RBI技术可以实现企业安全可靠运营，得到最大化的经济回报。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,RBI技术在设备管理中的应用步骤分析 石油天然气设施的维修一般经历了事故性维修、定期维修及预防性维修等阶段，各阶段虽有各自的特点。 但是都存在过度维修或者维修不足的现象。 通过RBI的研究，可以更好地分配资源，使中、高风险的设施得到更加有

41、效的维护，减少过度维修和维修不足，从而达到节省资源和降低风险的目的。 通过对成本和运行曲线的研究发现，优化直接花费，亦即优化事故预防费用和事故维修费用可寻求到最佳的总费用，这就是RBI要实现的目标。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,（1）RBI分析方法 RBI是一种科学的、系统的基于风险分析的评价方法。 首先通过确认设备、管线或结构的损伤机理(得出失效可能性大小)和损伤所造成的失效后果，进而计算出其风险大小。 在风险计算的基础上，通过有针对性地选材、腐蚀管理、预防性检验、维护监控及工艺监控来有效地管理风险和降低风险，防止失效和损伤机理的发生。 同时避免检验过度和检验不足。,三

42、、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,RBI的重点放在静设备、管道、储罐等及结构上 这些设备的完整性因受到损伤的影响而逐渐恶化，如上述示例的管线及所有承压设备的损伤有均匀腐蚀或局部腐蚀、应力腐蚀裂纹及脆断等 失效风险的计算取决于失效可能性和后果： 风险=失效可能性x失效后果。 引入对有关区域的每一个设备都进行失效可能性、失效后果和剩余寿命的评估和计算，从而得到失效风险大小 RBI是一个以风险为基础的优化检验活动的系统方法,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,RBI使用风险评估结果和生产可获得性分析来评估潜在的失效后果，通过综合材料科学和力学模型来确定失效概率，最后得到风

43、险大小或等级。 RBI可对过程设备、配管和集输管线在安全环境风险、生产损失和损坏成本方面进行量化排序 将检验聚焦于高风险设备和存在潜在失效破坏可能性的设备，从而优化使用检验资源,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,RBI可在评估失效风险的基础上确定出有针对性的、可以有效检测出设备损伤机理的检验计划，如下图,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,RBI检验计划图,.,采用RBI技术可以计算当前或将来的风险，可以计算风险极限、检验时间，可以进行风险优化排序并确定降低总风险和成本的机会，是一种较为准确和系统化的方法。 其优点是可以多次重复、不断更新，可以使用和更新检验数据，并可

44、以建立数据库。 RBI方法为合理分配维修和检验力量提供了基础，它能够保证对高风险项给予更多的关注，同时对低风险项采取适当的措施，从而达到安全生产和节约成本的目的。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,（2） RBI分析过程 1）数据收集与整理收集所分析对象的基础资料 包括设备清单、工艺流程图、装置工艺说明、装置操作手册、装置工艺数据包、管线规格书和管线清单等，并对其进行分析评估。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,2）筛选分析 筛选的目的： 是识别出那些对系统或设备风险等级具有重大影响的系统并筛选出低风险系统 对低风险系统，只需采用相应的维护就可以解决 而对筛选出

45、的高风险系统，则需进行详细的评估，确保数据的采集及分析工作能够针对最有影响的部分 筛选是以前述计算评估分析的形式进行，筛选分析定性地考虑了每个系统的失效可能性和失效后果,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,失效可能性评估了内部腐蚀、外部腐蚀、疲劳及其它等失效机理发生的可能性高低 失效后果评估了失效对人员安全、经济(生产中断、延误和资产损失)和环境的影响 从而确定了每个系统失效后果的高低,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,3）详细评估 详细评估是对在筛选分析中被确定为高风险系统中的每个设备、部件以及管线进行详细分析 根据操作条件和设备、部件及管线参数来确定可能发生的失效退化机理 同时计算出每一种退化机理定量失效的可能性。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,失效后果是采用风险分析软件上简化的定量风险分析模块进行计算的。 对每种退化机理，可以分别计算出其安全和经济的风险。 在对每个设备、部件以及管线进行风险计算的基础上确定出检验的时间 该检验时间是风险超过规定可接受准则的时间函数。,三、基于风险的检验在设备管理中的应用示例简介,.,4）检验计划通过详细评估的计算分析，利用风险分析软件得出所分析的高中风险设备的检验计划清单。 5）与企业管理系统连接 将风险分析所得出的检验计划与公司目前现有的MAXIMO