特种设备基于RBI检验与传统定期检验模式对比分析①

任志峰

(中国石油大庆石化分公司检测公司，黑龙江 大庆 154007)

为有效保证压力容器等特种设备的使用安全，打破传统定期检验的局限性，实现炼油化工装置长周期平稳运行.如何选择更为有效的检验模式和检测方法，成为炼油企业实现特种设备本质安全的迫切需求.

RBI做为一种基于风险的检验方法，从分析特种设备风险入手，通过风险评估，风险排序，找出位于高风险、中高风险的设备，进行优先重点有针对性的检验，从而实现降险增效的目的.下面就这两种检验模式特点进行详细的分析对比和讨论.

1 特种设备传统定期检验模式

传统定期检验模式是特种设备检验机构按照一定的时间周期，在特种设备停机时，根据相关的标准规范对其安全状况所进行的符合性验证活动.它是一种以检查特种设备缺陷为目标，对装置中到期的特种设备逐台进行检验的方式，通过检验周期的滚动，达到在用特种设备100%检验.其中，检验周期和检验方式主要依据《固定式压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》、《在用工业管道定期检验规程》等相关标准规范进行确定.

1.1 检验周期

现行的检验规范对检验周期的规定基本是刚性的，对于压力容器，除个别情况外，若要延长检验周期，必须经过严格的程序.这就带来了炼油化工企业装置的检修周期与设备检验周期不一致的矛盾.

1.2 检验方式

现行的检验方式仅是从单台容器入手，并没有从整套装置的损伤模式、失效机理、风险控制、工艺流程等方面全局考虑在用设备的整体检验策略，存在局限性.同时，这种逐台的检验方式，针对性差，会造成重点设备检验不足，而非重点设备检验过度的情况发生，导致有限的检验资源分配不合理，检验成本上升.

1.3 传统定期检验模式的局限性

通过从以上分析，传统定期检验模式存在以下几点不足:

(1)没有根据设备风险等级大小和失效模式进行有区别性、针对性的检测;

(2)定期检验是在停车检修期进行的，往往仅是为满足法规要求的被动检验;对于停车检验时发现的部分问题，可能因备件不足等原因难以在检修期间整改，缺乏维修预知性，影响开工时间;

(3)装置检修周期与设备法定检验周期存在不一致.

(4)停工检修工期短，检验量大，在有限工期内难以保证检验质量.

2 基于寿命和风险的RBI检验模式

RBI(Risk Based Inspection)是一种基于风险的检验，是一种优化的决策方法.它是通过评定目标过去的状态，辨识和分级单台设备的风险，通过对装置设备进行风险排序，来合理有效安排检验资源，找出安全隐患，从而最大限度的达到整套装置的安全平稳运行.

2.1 炼油化工装置设备风险分布

图1给出了某炼油化工厂装置设备的风险分布图，由图1可以看出，整套装置94%的风险都集中在10%的高风险设备上.因此，如能有效保证高风险设备安全运行，将会大幅度降低整套装置的运行风险.

2.2 RBI检验基本程序

(1)数据和信息采集:通过建立分析计划，确定评估筛选范围，采集包括设备类型、材料、检测维修及更换记录、运行条件、损伤模式、停产损失、设备修复和更新费用等相关数据，为下一步风险评估过程做好数据信息基础准备[2].

(2)风险评估:通过对承压设备进行失效可能性和失效后果等级的定性、半定量、定量分析计算，确定装置中设备风险值.

图1 某炼油化工厂装置设备风险分布图

(3)风险排序:根据风险值对设备进行风险排序，列出风险矩阵，找出处于高风险、中高风险、中等风险、低风险的设备.

(4)检验策略:按照风险等级制定检验策略.检验策略包括检验类型、检验时间、无损检验部位、方法、比例，压力试验要求，降低风险措施等.针对高风险设备可增加检验比例，同时根据其损伤模式、失效机理采用有针对性的检测方法，保证缺陷的检出，对低风险的设备可适当降低检验比例，从而实现了检验策略有效性和针对性.

(5)检验实施:按照检验策略实施检验.包括前期不停车在线检验，停车时的补充检测和维修，以及对设备缺陷进行合于使用评价.

(6)再评估和RBI评估结果的更新:RBI是个动态的管理过程，其分析结果具有一定的时效性.随着工艺条件、设备条件、损伤机理、损伤速率、损伤严重程度以及RBI前提条件的改变均需要进行再评估[3].

图2 两种检验方法的检验量与风险之间的关系

图3 检验量与检验费用之间的关系

2.3 RBI检验效果

(1)建立基于风险的检验策略，指导检验实施.基于风险的检验方案的制定和实施，使检验更有针对性和有效性，同时节省了检验及辅助配合费用，缩短了装置检修时间，提高检验效率，降低了企业生产成本.

(2)实现超期未检设备的合理延期.通过风险评估与在线检验新技术的结合应用，解决了设备不停车检验的技术难题，应用不拆保温脉冲涡流测厚、超声导波等多种在线检测新技术，通过理论计算，可使超期未检设备合理延长到与装置检修周期同步，避免停车损失.

(3)结合风险评估结果及腐蚀监测结果，进行寿命预测和材质评价，为设备使用管理提供依据.对处于高风险区域，或腐蚀监测显示腐蚀加剧的设备，进行详细寿命预测和材质评价，给出设备安全运行周期和材质升级建议.

3 传统定期检验模式与RBI检验模式对比分析

3.1 对比分析表

表1给出了RBI检验与传统定期检验相关内容的对比，通过表1可以分析出:

(1)RBI检验由于前期风险评估过程中充分考虑了设备损伤模式及失效后果，检验策略制定时可以更有针对性选择检测方法检出设备缺陷，提高检测有效性.

(2)RBI检验在确定检验周期上具有更大的灵活性，可以根据装置实际情况，依据风险等级弹性设定检验周期.

(3)在检验方式上，部分高风险及高中风险设备可以通过不停车在线检验方式降低设备风险，达到减少停工检修时间，节约成本和提高生产效率的目的.

(4)将安全阀进行风险等级划分，实现分级管理，高风险的缩短计量检定周期，低风险的延长计量检定周期，打破了传统检验规定必须全部一年一校的模式.

(5)通过计算设备剩余寿命的方式确定检验周期，可实现装置检修周期与检验周期保持同步，节约企业检验成本.

表1 RBI检验与传统定期检验相关内容对比

3.2 对比分析曲线

图2给出了两种检验方法的检验量与风险之间的关系，由图2可以得出:检验量相同时，RBI检验的风险要小于传统检验模式的风险;同样的风险水平时，RBI检验的工作量要小于传统检验的工作量[7].

图3给出了检验量与检验费用之间的关系，由图3可以得出:随着检验量增加，设备可能产生的风险损失减少.通过RBI检验，可以找到一个可接受的风险损失与检验量的平衡点，即成本与效益的最优点.

4 结论

从以上针对RBI检验与传统定期检验模式的对比分析，可以得出RBI检验有以下优点:

(1)RBI检验通过风险评估、计算剩余寿命的方法，有效解决了传统检验中设备检验周期与装置检修周期不一致的问题，实现了炼油装置在相对较低风险下的长周期平稳运行.

(2)RBI检验通过分析设备损伤模式、失效机理，选择更有针对性的检测方法，提高检验有效性，达到合理分配检验资源，降低检验成本的目的.

(3)RBI检验实现了在不停车状态下对部分高风险及中高风险设备的在线检验，达到了在线降险的目的，保证设备安全运行.

[1]TSG R7001－2013压力容器定期检验规则.

[2]API 580－2009 Risk－based Inspection.

[3]GB/T 26610.1－2011承压设备系统基于风险检验实施导则第1部分:基本导则和实施程序.

[4]TSG R0004－2009固定式压力容器安全技术监察规程.

[5]金承尧，赵建平.基于RBI方法的在役安全阀风险评价技术研究[J]南京工业大学学报(自然科学版)，2004，05:25－29.

[6]王鲁荣，王伟，等.基于风险检测技术在催化裂化装置风险评估中的应用[J].石油化工设备，2006，06:77 －79.

[7]陈学东，杨铁成，等.基于风险的检测(RBI)在实践中若干问题的讨论[J].压力容器，2005，07:36－44.