RBI技术在在用压力管道上的应用探讨

赵刚

摘 要：文章对RBI的概念及其实施过程等进行了简要阐述，对当前在用压力管道检验中存在一定的无序性、数据缺少等现状，提出了应用RBI技术解决这些问题的一些建议，建议加强这方面的研究和技术储备工作。

关键词：压力管道风险；RBI检测技术；研究分析

1 RBI的概念

RBI检测技术是基于风险检测（Risk BasedInspection）的缩写，是近十年来发展起来的承压设备管理与检验新技术。美国自1995年开始了对压力管道基于风险的检测（简称RBI）研究，2000年发布了API 580（基于风险的检测）和API581（基于风险的检测的资源文件）标准，在化工和其他领域中得到了大量的应用。该项技术对于降低设备风险，优化设备检测和备件计划，提供延长装置运行周期的决策依据发挥了重要作用。在API581中，RBI定义为：对设备实施风险评估和风险管理的过程，关注的重点有两方面：一是材料退化失效引起的压力设备（如压力管道）内容物泄漏的风险；二是通过检测实施风险控制。

2 RBI技术实施过程

维尔佛雷德·帕雷图（VilfredoPareto）是19世纪意大利的一位经济学家，他提出了帕雷图定律，用以描述当时意大利财富和收入的集中程度。该定律有时也被称作二八规则，即：80%的结果是由20%的可能原因产生的。大量统计研究表明，在生产领域存在一个类似经济领域的帕雷图二八规则——80%的风险往往集中在20%的设备上。

RBI的理论是采用系统论的原理和方法，通过对化工装置工艺和损伤机理的全面掌握，将检测资源按照设备的风险等级重新分配，在保证给予低风险项目足够检测和维护资源的情况下，将大量检测和维护资源转移到高风险项目上，给高风险项目提供更高水平的检测，是一种更主动、更有针对性的检测。

2.1 RBI评估的目的

（1）发现工厂的高危险风险区域（装置）。（2）发现装置中的重要设备与管线。（3）根据风险排序，安排检验时间和周期。（4）根据风险分析结果，调整检测、维修计划。（5）制定相关的风险管理制度。（6）提高企业的安全管理水平。

2.2 RBI工作流程

（1） RBI实施的准备，确定评价的目标和范围、采用的方法和所需要的资源。实施RBI应有明确的目标，这个目标应被RBI分析人员和管理人员理解。评价应建立在一定的物理边界和运行边界上，通过装置、工艺单元和系统的选择建立物理边界。

（2）寻找设备的失效机理和失效模式。找出设备在所处的环境中可能产生的退化机理、敏感性和失效模式，这对RBI评价很有帮助。

（3）评价数据的采集。采集风险评价设备的数据，包括设计数据、工艺数据、检测数据、维护和改造、设备失效等数据。

（4）评估失效概率。评估设备在工艺环境下每一种失效机理的失效概率，失效概率评估的最小单位是按失效机理不同划分出的设备部件。失效概率评估包括确定材料退化的敏感性、速率和失效模式，量化过去检测程序的有效性，计算出失效的概率。

（5）评估失效后果。评估设备发生失效后对经济、生产、安全和环境造成的影响。

（6）风险评价。根据上面评估的失效概率，计算出设备失效的风险，并进行排序。根据制定的风险接受准则（如ALARP原则），将风险划分为可接受、不可接受和合理施加控制三个部分。

（7）风险管理。制定有效的检测计划，控制失效发生的概率，将风险降低到可接受的程度，促进检测资源的合理分配，降低检测的时间和费用。对通过检测无法降低的风险，采取其他的风险减缓措施。

（8）风险再评价和RBI评价的更新。RBI是个动态的技术工具，可以对设备现在和将来的风险进行评价。然而，这些评估是基于压力管道当时的数据和认识，随着时间的推移，不可避免会有改变。有些失效机理随时间发生变化；增加检测活动可以增加设备的可信度；工艺条件和设备的改变，通常可带来设备风险的变化；RBI评价的原始条件也可能发生变化，采用减缓策略也可以改变风险，可以进行RBI再评价，对这些变化进行有效的处置措施。

3 压力管道检验中应用RBI技术的建议

基于风险的管道检测技术通过制定合理、准确、经济、有效的检测方案，给予高风险管道更多的检测资源，同时避免在低风险管道上的过多投入，借助仪器设备等对在用管道的各种缺陷问题进行定量化分析，检测数据和分析结果作为管道安全评估的基础，它可以解决在用管道是否需要改造或更换、能否升压运行、是否需要降压运行等问题。可以摸清管道的现实状况，确定管道安全状况等级，提出适宜的检修方案。为此提出以下建议：

（1）在RBI分析过程中必须确定检测方法的有效性，以保证能检测出设备己存在缺陷和严重程度。例如，特定的损伤机理造成无法预测的局部腐蚀，采用沿管线测厚的方式，很难发现己存在的缺陷。在这种情况下，超声波等检测更为有效。总之，对引起安全或经济等严重后果的高风险管道必须保证检测的质量。

（2）关注无损检测技术进展。以压力管道自动超声成像检测技术进展为例，中国特种设备检测研究中心与美国CD国际公司合作研制了相应的检测仪器，应用于一些新安装和压力管道的检测（最小探测直径为57，解决了国外技术存在的许多问题。压力管道焊缝如采用射线检测易漏检面状缺陷，特别是开口度小的裂纹和未熔合等，用超声自动成像技术就很容易发现这些缺陷，且可以快速得到检测结果；而射线检测需大量消耗品，且对人体有害。另外，射线检测不能显示缺陷深度，而自动超声检测通过分区法判定缺陷深度精度可达1mm，得到的彩色B超扫描图形可实时打印，也可存入光盘，不像射线检测需用大量底片。

加拿大和美国等国家有关法规对压力管道的焊接技术鼓励采用自动超声成像检测技术。要关注管道在不拆保温层或在线状态下的脉冲涡流测厚技术进展，以及磁记忆检测（MMT）方法。

参考文献

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