API_581_新版变化

1、API 581 2008版主要变化,合肥通用机械研究院 2010年1月 合肥,第五届石化装置工程风险分析技术应用研讨与经验交流会,第一部分 新版581主要变化内容,名称及结构层次的变化 RBI评估等级的变更，老版本从水平1到3（定性、半定量、定量） 失效可能性评估方法的改变 失效后果评估方法的改变 物流数据库的扩充 增加了损伤机理模型 增加了新的设备模型（安全阀，常压储罐）,2008版API581主要的改动包括以下七方面:,第二部分 新版581的结构变化,5.1标准名称变化,标准名称中删除了“Base Resource Document”，增加了“Technology”一词，并由原来的公共出版

2、物升级为推荐性标准。 2008版：Risk-Based Inspection Technology(基于风险的检验技术) API RECOMMENDED PRACTICE 581 SECOND EDITION, SEPTEMBER 2008 (API推荐标准581 第二版，2008年9月) 2000版：Risk-Based Inspection Base Resource Document (基于风险的检验 基础资源文件) API PUBLICATION 581 FIRST EDITION, MAY 2000 API出版物581 第一版，2000年5月,新版API 581由3部分组成： 第1部

3、分:使用API RBI技术制定检维护计划 第2部分:API RBI评估中失效可能性的确定 第3部分:API RBI评估中失效后果的分析 第2部分包括2个附录 Annex A 管理系统评估手册（以前的附录D） Annex B 腐蚀速率的确定（老版本的附录G到N加上补充） 第3部分包括1个附录 Annex A 后果分析原则,在2000版581中，共有3种等级的评估： Level 1: 基于打分系统的定性分析方法 Level 2: 基于损伤因子-失效可能性评估的半定量评估方法 Level 3: 基于损伤因子及调节子因子（整体、机械、工艺）的定量评估方法 在2008版581中有两种评估等级： Leve

4、l 1: 老版本中level 3的失效可能性分析方法和失效后果分析方法 Level 2: 老版本中level 3的失效可能性分析方法和新的失效后果分析方法,总体来说 在新版本中取消了定性分析方法 新版中Level 1与2的唯一区别就是失效后果计算方法；两个等级的失效可能性都是采用全定量方法计算 新版的level 1方法（简单方法）仍然采用老版本中的模型，并适用于评估老版API 581中的已存在的物流组,新版中的level 2方法采用了所谓的物流解决方案（详见后果分析章节），可推广到更广的物流范围 新版中的level 2方法的失效后果评估现在基于查表法的结果而不是之前所采用的DNV PHAST的

5、后果计算方法，这种新的失效后果模型现在采用了NIST开发的物流模型（SUPERTRAPP软件）以及E2G专利的后果模型 (*) E2G: Equity Engineering (Houston USA) in charge of API RBI projects,第三部分 失效可能性计算,PoF: PoF=Gff * DF (t) * FMS 式中 Gff指同类设备失效概率 DF（损失因子）是一个随时间变化而调整的因子 FMS指的是安全管理因子（和老版本相同） 取消了老版中的设备修正因子,失效可能性计算,老版定量分析中失效可能性的计算方法,损伤评价,损伤动力学评估+检验结果,通用子因子 SF1

6、j,机械子因子 SF2j,工艺子因子 SF3j,失效可能性,DF = DFk,损伤因子 DFk,管理系统评估子因子 FM,平均失效概率 GFk,老版中设备修正因子构成,Gff（同类设备失效概率）也被更新。新版本中的Gff比2000版本中的平均要低1个数量级左右,新版中的Gff将会导致失效可能性降低，并使得最终的风险降低（与可能性轴上的降低相一致）,DF = DFi i 代表损伤机理 在581 2000版中，DF的计算是先分别计算每一种腐蚀模块（如减薄、外部腐蚀、开裂等），然后将每种腐蚀模块计算出的DFi相加，得到最终的损伤因子。 在新版本中，这个规则（加法规则）仅适用于计算壁厚损失 DF =

7、Max DFthin, DFext 原有的在给定腐蚀模块中对不同损伤机理的损伤因子取最大值的规则仍然适用 例: DFSCC= Max DFcaustic, DFamine, DFSCC, DFHIC/SOHIC-H2S, etc.,第四部分 失效后果计算,对于不同的评估等级，采用如下的程序来进行失效后果的计算,Level 1即所谓的“简单后果评估法”基于： 一个“限制”的物流数据库 但不管是可燃性物流还是毒性物流，这个物流库仍然要比老版本中的物流库中的物流数量多 使用代表性流体（与老版本相同）用于后果计算 失效后果的单位为面积（平方米）或者经济损失（美元） 最终泄放流体的相为液相或气相 对于储

8、罐（地上储罐），后果计算的单位仅使用经济损失而不采用面积单位,表中列出了Level 1 后果分析中使用的代表性流体,在level 1级别的CoF毒性后果评估中，添加了以下代表性流体： 三氯化铝 一氧化碳(CO) 氯化氢(HCl) 硝酸 二氧化氮(NO2) 光气 甲苯二异氰酸盐(TD) 乙二醇单乙醚 (EE) 环氧乙烷(EO) 环氧丙烷(PO),在level 1中，失效后果的计算仍然采用事件树来分析瞬时和持续泄放，以及老版本中指定的四种泄放孔径进行计算。 事件树上的每个分支都采用一个固定的发生频率/可能性来加权。,影响面积的计算仍然采用Area=A*XB的公式，其中A和B为物流的常数，X=泄放速

9、率（连续泄放）或泄放总质量（瞬时泄放） 以下是对面积计算的补充修正 当瞬时泄放的泄放量大于4540kg时，我们引入一个能量效率因子 面积= 计算面积/ 能量效率因子 式中 能量效率因子= 4 * log (质量) - 15,对于燃烧后果计算来说，当泄放情况介于瞬时和连续泄放之间的情况（例如，3分钟内泄放量达到4540kg或者泄放速率为55.6lbs/s），基于不同泄放类型的计算后果将被混合（加权）以圆整最终的燃烧后果影响面积 Area = Area (instantaneous) * Kinst + Area (continuous) * (1-Kinst) Where K = Min rat

10、e/55.6, 1 对于燃烧后果计算，还存在基于自燃点温度的计算后果混合（加权）方法,Area AIT = Area (自燃可能) * KAIT + Area (自燃不可能) * (1-KAIT) Where K= 0 for T+100 AIT T-100 1for T-100 AIT T指的是正常操作压力下的物流温度，即泄放前的温度 最终，燃烧后果影响面积的计算如下： Area = weighted sum for the set of hole size,在以下情况下采用新的level 2 CoF分析方法 待分析的物流不能使用Level 1物流库中的现有物流进行替代 存储的物流接近临界状

11、态，对于气相泄放采用理想气体假设模拟很不准确 必须在评估过程中考虑两相泄放的影响,对于流体组成的分析：采用“物流特性解算器”来计算物流的物理性质（在容器内时）以及进行闪火计算来更好的确定泄放流体的相态（含两相）。,以下是需要被计算的流体性质： “存储”相态（气相，液相，两相） 液相，气相质量组成 分子量，液相密度，液相粘度，理想气体热容 混合物的焓与熵（用于闪火计算） 温度与压力 自燃温度 “存储”条件下的饱和压力 燃烧极限，高限和低限 闪火前的相态（气相、液相、两相） 闪火的温度及组成 液相与气相的密度 液相状态下的起沸点 气相状态下的露点 其他.,用于评估CoF的事件树中加入了两相事件。,

12、现在也增加了对从液池产生的蒸汽云的考虑,第五部分 其他变化,更新的物流库嵌入了NIST的物流模型“SUPERTRAPP”，包含超过225种物流及纯净的混合物。,对于储罐中的代表性流体采用特别的代表性流体数据,对于储罐的壳体和底部使用了单独的泄露孔径进行评估,对于罐底和壳体采用不同的计算方法 对于壳体的计算将会考虑泄露点高度的影响，可能泄放存量将只考虑泄漏点上方的部分 经济损失后果的计算将会考虑清洁周围环境的成本。,分别计算储罐“土壤侧”和“产品侧”的腐蚀速率 对于土壤侧，基本腐蚀速率应当来自检验数据；如果检验数据无法获得的情况，可采用设定的默认腐蚀速率0.13mm/year 土壤侧的腐蚀速率可

13、通过以下因子进行修正：土壤电阻率，衬里材质（碎石、混凝土等），排水，阴极保护，底部设计（API 650）以及操作温度 对于产品侧，基本腐蚀速率应当来自检验数据；如果检验数据无法获得的情况，可采用设定的默认腐蚀速率0.05mm/year 产品侧的腐蚀速率也存在一系列修正因子：存储产品（干/湿），操作温度，蒸汽盘管（是/否），除水工艺（是/否）,在第1部分中描述的压力紧急排放系统的评估方法不同于普通的风险评估，而是一种可靠性的计算 对于PoF的计算 我们考虑2种形式的失效：需求时无法打开以及泄露 无法打开压力泄放系统会导致受保护的设备产生超压危险 对于两种模型来说，基础失效概率都是通过Weibull方法来计算的 对于无法打开的情况，PoF的计算是以累乘的方式计算 PRD可能需要开启的频率；对于不同的情况如火灾或排放堵塞所造成的PR