风险评估技术在海上压力容器和压力管线的应用研究

唐晓娟

【摘要】本文简介了压力容器和压力管线等风险评估技术的基本原理，并阐述了RBI技术在国内外的应用情况、RBI技术在海上压力容器和压力管线的研究背景及意义和效益；该技术在海上压力容器和压力管线领域具有很好的应用前景。

【关键词】海上石油平台 压力容器 压力管线 风险评估 RBI

1 前言

压力容器、压力管线等承压设备广泛应用于各行各业，一旦发生泄漏或断裂将有可能导致火灾、爆炸及中毒事故，是生产和经济遭受严重破坏，生命和财产蒙受重大损失。

当前，中海油海上平台建设发展迅速，海上压力容器和压力管线数量逐年增多，压力容器和压力管线的检测或检验市场份额巨大，研究海上压力容器和压力管线的风险评估是提高资源优化配置的有效途径，实现压力容器和压力管线的信息化管理，对促进设备管理水平进步、保证海上设备运行安全具有重要意义，且可减少对低风险设备和装置的维护和检验周期，从而降低检验风险，减低成本。因此，海上压力容器和压力管线的风险评估技术的应用前景非常广阔。

2 RBI技术

2.1 RBI的概述

R B I是英文“R I S K B A S E D INSPECTION”的缩写，我国翻译过来 称谓“风险评估”，目前国际上商业化的RBI软件都是基于API580标准。在API580中，RBI定义为：一种风险评估和管理的过程，重点放在压力容器和工业管道由于材料破坏导致的介质泄露。

RBI采用系统论的原理和方法对系统中固有的或潜在的危险及其程度进行定量分析和评估，它旨在找出薄弱环节，避免盲目检验；帮助企业筛选出较高危险的区域，确认高风险的设备，制定有效的检查计划，用来降低设备运行风险、提高设备运转可靠性、降低设备运行成本；同时RBI又是一个决策工具，在保证设备运转可靠、安全的前提下有效避免“检验不足”或“检验过剩”，从而优化检验的效率和频率，降低停机次数，减少日常检验及维修的成本。

2.2 RBI技术的原理

RBI技术奖设备在使用期间可能发生的风险与设备在用检验相联系。运用风险分析，将流程中所有的设备按照风险进行排序，从而得到风险分布，然后优化检验策略，对高风险设备按照其损伤的特点，采取有效的检验方法，显著降低其风险。

风险的级别可以用风险矩阵图表示，见图1及表1。无论失效后果或失效概率（失效频度）都可以用数字表示，把两组数字按照严重程度的次序分别划分为5个等级。失效概率（失效频度）划分为极高（very high）、高级（high）、中级（medium）、低级（low）和极低级（very low）概率（失效频度），简称特、高、中、低、微5级；失效后果同样也是五级。五个等级分别用A、B、C、D、E和1、2、3、4、5表示。这样，就可以在一个5×5的风险矩阵图上来确定分析对象的风险等级，并根据相应的风险等级采取相应的措施。

图1 RBI风险矩阵图

3 RBI技术在国内外的应用情况

上个世纪九十年代初期，欧美二十余家石化企业集团为了在安全的前提下降低运行成本，共同发起资助美国石油学会（API）开展RBI 在石化企业（主要是炼油厂）的应用研究工作。1996 年API 公布了RBI 基本资源文件API BRD 581 的草案，2000 年5 月又公布API 581 正式文件。2002 年5 月正式颁布了RBI 标准API RP 580 。十多年来，西方发达国家甚至亚洲的韩国、新加坡等国家和地区的石化炼油厂广泛应用了RBI 方法进行成套装置中的承压设备的检验与维修，使得风险和检验维修费用都大幅度下降。国际上，海上石油平台很早便已应用风险评估理念。到目前，挪威、英国等已拥有比较完善的RBI风险评估体系。

但我国的海上石油工业起步较晚，开始对平台的安全评估认识不足，已经发生了很多的海滩事故，造成重大人员伤亡和经济损失。近年来，科研工作者和生产企业逐渐认识到，成熟的RBI技术对我国的海上石油工业安全保障有十分重要的作用。目前，DNV和中石化青岛安全工程研究院致力于该方面的研究和应用，对胜利埕岛油田海上设施进行定量风险评估。

我国海上压力容器压力管线检验应用RBI刚刚开始，国内还未有应用和基础性研究。海上压力容器、压力管道在自然大气环境、空间布局及操作要求等方面与陆上设施存在较大差异。海上压力容器压力管线应用RBI时既要考虑海上设施在石化工艺、设施布局、配管布置及设备防腐等方面的特点，也要考虑海洋工程和海洋自然环境等方面的独特要求，还要考虑海上操作及安全管理的特点：高流量状态下流程含砂的磨蚀风险；海上盐雾导致设备外腐蚀风险；压力管线的振动疲劳风险；CO2大气腐蚀风险等。

其主要管理手段为它能有效提高检验的效率，优化检验计划和检验策略，减少设备不必要的例行检验内容，实施针对性的检验内容；避免“检验不足”带来的安全隐患或“检验过剩”造成的设备维修费用的浪费和设备在役运行时间的降低；对于保证海上压力容器、压力管线的运行安全、促进管理进步具有重要意义。

5 海上压力容器、压力管线风险评估产生的效益

5.1 经济效益

以中海石油技术检测有限公司为例：油公司（天津、上海、湛江）共计海上中心平台（含终端）约35个，每个中心平台的维修策略评估与制定项目平均费用为50万元，项目推广后每年可实施6-8个RBI项目，预计年收入可达到300-400万元。此外还有下游炼油厂（常减压、连续重整、加氢精制、加氢裂化、催化裂化、制氢、焦化等）、化工厂（乙烯裂解、醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳烃、橡胶、乙二醇、合成氨、尿素、PTA等）装置的关键设备，实现关键在役设备的在线检测具有广阔的市场。

5.2 社会效益

基于风险的检验技术（Risk Based Inspection，以下简称RBI检验技术）是在追求特种设备安全性与经济性统一的基础上建立的一种优化检验方案的方法。引入RBI检验技术，对于推进企业特种设备安全监察方式的改革创新，有效预防和整治特种设备事故隐患，降低政府和企业安全管理成本，促进中海油企业安全发展和科技进步具有重要的意义。

6 结论

综上所述，海上压力容器和压力管线的风险评估技术符合安全性和经济性相统一的发展趋势，必将在我国海洋石油行业得到迅速发展和普遍应用，为促进经济的可持续性发展，及降低设备风险和生产成本具有重要作用。随着RBI技术在海洋石油行业的技术研究和应用力度的加大，相信RBI技术一定能够在海洋石油行业发展的更加完善并发挥更大的作用。

参考文献

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