特种设备风险管理与RBI检验技术应用

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：燕山石化原本计划在2006年对厂内的压力容器、压力管道等特种设备进行大检修，但2005年时通过做RBI检验技术项目进行风险评估后，发现这些设备可以进行到2007年7月份。图1-30 RBI检验技术的作用3.RBI检验技术应用的案例1）液体管线失效：这一事故导致了严重的河水污染。RBI检验技术是一种系统管理设备维护与检查的方法，它是一种技术，更是一种管理理念。RBI检验策略就是在适当的检验周期内对每台设备可能产生缺陷的

1.RBI检验技术在国际中应用

当前设备技术发展迅猛，分别朝着集成化、大型化、连续化、高速化、精密化、自动化、流程化、综合化、计算机化、超小型化、技术密集化的方向发展。先进的设备与落后的检验、维修能力的矛盾严重地困扰着企业，成为经济发展的瓶颈，特别对炼油、化工行业矛盾更为突出。由于这些行业的工厂生产设备大多数是压力容器、压力管道、锅炉设备，包括相当数量的各种气瓶等，这些特种设备运行时处于高温、高压状态，加上介质往往具有腐蚀性或毒性，为了确保设备安全运行，做好对设备状态管理是十分重要的，而加强对设备检验又是十分重要的环节，为此国际上采用RBI检验技术——基于风险评估的设备检验技术，从而保证这些工厂安全、可靠地经济运行，并得到最佳经济效益。

2.RBI检验技术

RBI检验技术是以风险评估管理为基础的设备，监测故障预报检验技术，最早由美国APTECH工程服务公司提出，目前在世界上处于领先地位。

（1）RBI检验技术RBI检验技术即采用先进的软件，结合丰富的工厂实践经验和腐蚀及材料学方面的渊博知识及经验，对炼油厂、化工厂等设备、管线进行风险评估及风险管理方面的分析。分析的结果提出一个根据风险等级制订的特种设备检测计划。其中包括：会出现何种破坏事故；哪些地方存在着潜在的破坏可能，可能出现的破坏概率；应采用什么正确的测试方法进行检测等。并可对现场人员进行培训来正确地实施、成功地完成这些检测工作。

（2）实施RBI检验技术RBI检验技术的实施是一个长期的过程，它包括分析阶段，制订检测计划，实施RBI检验技术，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，对主体设备（锅炉、压力容器等）、辅助设备（泵站等）及管线进行RBI分析。为进行RBI分析就必须有一个强有力的软件系统，这是核心，也是RBI检验技术的重要组成，这个软件以APTECH公司的专利“RD-MIP”为最佳。它较美国石油研究所的软件API和Tischuk公司的T-REX软件要先进，应用范围更为广泛。

（3）RBI检验技术在中国的应用2005年中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司（以下简称燕山石化）开展定期检验，首次在定期检验中全面利用RBI检验技术。

RBI检验技术使工厂设备的维护、维修由原来机械的、人为的安排转为按设备、设施、运行的薄弱环节及风险等级做出科学的安排。这就消除了一些不必要的停机维护，从而延长了维修周期，使得工厂的生产设备在风险管理下可控制、可预见地运行。燕山石化原本计划在2006年对厂内的压力容器、压力管道等特种设备进行大检修，但2005年时通过做RBI检验技术项目进行风险评估后，发现这些设备可以进行到2007年7月份。这样延长的维修周期给企业带来的经济效益至少是上亿元，以一个裂解车间为例，设备停1天的损失就达300万元。

（4）RBI检验技术的作用基于风险的检验是一个识别、评估和预估工业风险（压力和腐蚀破坏）的流程，在RBI检验过程中，技术员可以设计出与衰退预测或观察机制最有效匹配的检查战略。

在重型工业企业，特别是石油、化工、医药行业，可以从实施RBI检验技术中获得更大的收益，如图1-30所示，具体包括：增加对可能会出现潜在风险的设备的知识；更可靠地确保设备和工厂运营；提高安全水平；对特种设备设施有关项目的检验更优化、更科学化；消除一些不必要的停机维护；建立或进一步完善相关的数据库，包括设备设计能力、流程特性、机械损害和检验战略等。

图1-30 RBI检验技术的作用

3.RBI检验技术应用的案例

1）液体管线失效：这一事故导致了严重的河水污染。通过分析确定是因一种早期机械损伤所导致的破裂。用有限元的分析确定了管线中局部应力的部位，采用先进断裂学疲劳分析技术确定了将来可能出现失效破坏的时间。

2）地下天然气管道爆破：原以为是这根地下天然气管道破裂导致附近一家过氯酸氨生产厂的火灾，通过分析证明正好相反，是该厂的失火引起的后果是造成天然气管破裂。(www.chuimin.cn)

3）阿曼至印度的天然气输气管项目：为阿曼至印度的天然气输气管项目完成了整个项目的（设计、安装、运行）险情分析，对主要险情做出了可能的风险程度的评估。

4）日本的液化天然气采购合同续约可靠性分析：日本与世界上最大的一家液化天然气生产公司采购液化天然气的20年合同已经到期，应再续约20年。但日本方面对该厂是否能再安全、可靠地供应20年天然气无把握。要求APTECH公司对该供应商做评估。APTECH制订了一项评估方案，对该厂54个主要的影响寿命的因素精细分析，提出了每个因素延长其寿命的建议方案，并找出了潜在的对使用寿命有威胁的因素，主要涉及材料选择及海水冷却系统腐蚀问题带来的威胁。对这些问题也提出了针对性的解决方案，例如：对某碳钢管路只要计划做到取样、分析及连续监测，此管线再换管前仍可安全运行。对于海水冷却系统，APTECH开发了检测及预警软件系统来防止突发性事故，使这个工厂取得了与日本续签20年的供气合同。

5）在中国台湾的大型化工企业成功地应用了RBI检验技术：某大型化工企业由于对环境造成严重污染（被评为D级）而被勒令停产。这家的实际生产能力只达到原设计的40％以下。APTECH公司应邀对该企业做了生产过程安全管线及机械整体性分析的工作及改善，随后又提供了后期咨询服务。9个月后，该企业被环保部门评为B级，恢复了生产，同时生产能力达到了设计能力的90％。

4.应用RBI检验技术，提高特种设备的安全性和可靠性

1）RBI检验技术是设备的检验策略，通过计算设备的风险水平，来制订设备的检验周期、检验项目、检验方法，确保设备的风险水平在可接受的范围内。国内设备在管理和维修系统时，定性的、经验式的管理仍占据着主要地位。这种定性、经验式的维修管理已不适应当前要求装置长周期运行、降低成本、增加企业竞争力的需要。RBI检验技术是一种系统管理设备维护与检查的方法，它是一种技术，更是一种管理理念。这项技术的实施需要管理理念的更新，吸纳风险管理的理念，摒弃经验式的管理模式。

RBI检验策略就是在适当的检验周期内对每台设备可能产生缺陷的部位采用合适的检测方式进行检验，即每台设备的检验策略至少应包括查什么、在哪里查、什么时间查一次、用什么方法查等四方面内容。RBI检验策略的本质上就是依据一定的失效模式制订有效的检验方案，既要减少不必要的检验项目，又要有效降低设备的失效可能性。

2）检验对象、检验部位的确定。以设备部件为基本单元，通过RBI分析来确定检验对象、检验部位失效模式和失效机理可能产生的危害性缺陷，即确定了应查什么、在哪里查的内容。检验策略中除了明确检测失效可能产生的部位，还确定重点检查部位（如设备进出料接管及接管正对方器壁、液位波动部位等）。

3）检验项目、检验程度（方法与比例）的确定。确定失效机理可能产生的危害性缺陷应采用什么方法查，根据损伤机理和失效可能性大小确定检验项目及比例，可以达到有效降低设备的失效可能性、减少不必要的检验项目的目的。

在设备管理方面，国际上欧美、日本等工业发达国家已从定性的经验管理向以风险为基础的管理转变。应用RBI分析成果，可以优化系统检修计划，达到既提高设备、系统的可靠性，又延长运行周期的目的，不仅缩短检修时间，而且节约修理费用。

4）检验对风险的影响主要表现在失效可能性方面（也可以通过增加防护措施降低后果），而要降低设备的风险，关键在于降低失效可能性，避免失效事件的发生。根据RBI分析结果，对高风险设备与管道适当地加强检验力度，制订有针对性的检验策略，可以在一定程度上降低风险。

5）定量的RBI分析量化了设备的失效概率及失效后果，并且指出了影响设备失效概率的主要腐蚀机理，这些信息对设备管理人员制订设备维护措施、检维修计划、日常监测计划是非常有用的。

6）通过RBI检验技术的实施，能够对系统进行非常全面而且高效的腐蚀调查，可以帮助了解每个生产单元直至每一设备部件存在什么样的腐蚀机理、风险程度，使我们对装置更加心中有数，提高管理效率，从客观上提高了装置的安全性。同时，RBI软件通过计算特种设备在各种腐蚀工况下的腐蚀速率和设备损伤因子，筛选出具有高损伤因子和腐蚀率高的特种设备部件，为制订腐蚀监测方案提供了依据。总之，RBI的分析数据及结果不仅可以用于制订设备检验策略，还可以用于企业特种设备管理及安全管理的各个环节。

7）通过RBI检验技术在特种设备管理中的应用，可得到如下的结论：①通过应用RBI检验技术，可以优化装置检修计划和优化检验策略，节省检维修费用，并为制订腐蚀监测方案提供了依据，同时能够提高特种设备的安全性和可靠性。②RBI的分析数据及结果不仅可以用于制订设备检验策略，还可以用于企业设备管理及安全管理的各个环节，发挥更大的作用。③生产车间是特种设备管理最基层的单位，特种设备的维护维修、保养及检验计划均由车间提出，RBI的应用也应以车间为主体，才能真正发挥作用。因此，车间基层设备管理人员要使用RBI方法、软件及分析结果，用分析结果指导日常维护及装置检修，从而避免维护维修的盲目性。

特种设备风险管理与RBI检验技术应用

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