美国特种设备风险管理及对我国的启示——以哈特福德蒸汽锅炉检验和保险集团（HSB）为例

刘三江黄 岩蓝 麒曹逻炜



美国特种设备风险管理及对我国的启示
——以哈特福德蒸汽锅炉检验和保险集团（HSB）为例

刘三江1黄 岩2蓝 麒1曹逻炜1

（1. 中国特种设备检测研究院 北京 100029）
（2. 美国哈特福德蒸汽锅炉检验和保险集团 上海 200120）

摘 要：美国开展特种设备风险管理已经有上百年的历史，通过对美国承压类特种设备检验及保险发展历程的回顾，结合美国哈特福德蒸汽锅炉检验和保险集团（HSB）的实践，从安全风险和财务风险两个视角，梳理美国特种设备风险管理概况，以过程安全管理和其核心要素设备完整性为重点，总结美国石化行业特种设备风险管理经验，从风险管理的内涵、保险机制的作用、石化企业过程安全管理等方面探讨对我国特种设备风险管理的启示。

关键字：美国 特种设备 风险管理 启示

黄岩（1961～），男，HSB风险管理中国区首席工程师，从事特种设备风险管理工作。

特种设备是一种高风险设备，很多设备在高温、高压、复杂腐蚀介质环境下运行，具有较大危险性和潜在危害性，一旦发生事故将造成重大生命财产损失，因此，加强风险管理对保障特种设备安全显得尤为重要。本文从美国承压类特种设备检验及保险的发展历程出发，对美国特种设备风险管理进行了初步的分析和探讨，以期对我国提供借鉴和参考。

1 美国承压类特种设备检验及保险发展历程

在美国承压类特种设备检验及保险领域，哈特福德蒸汽锅炉检验和保险集团（简称：HSB）是一个典型代表。回顾HSB的发展历程，能够反映美国承压类特种设备检验及保险发展历史的概貌。

19世纪50年代的美国工业革命初始，大量制造商发现水轮机的工业应用已经达到了其能力极限，并纷纷转向开发使用蒸汽锅炉和蒸汽动力机械。然而，高压蒸汽动力的快速发展导致了一个新工业危害即灾难性锅炉爆炸。当时几乎每四天就有一起锅炉爆炸事故。这种急剧增加的生命财产损失悲剧，迅速引起工程业界对锅炉安全的关注。1857年哈特福德的一起重大蒸汽锅炉爆炸后，由一批企业家和商界领袖发起，在哈特福德成立了一个“理工俱乐部”，专门讨论当时的科学发展和安全技术问题。“理工俱乐部”的成员中包括后来成为普惠的创始人弗朗西斯·普拉特和阿莫斯·惠特尼，柯尔特专利灭火器制造有限公司的总裁以利沙·如特等业界著名人士。1865年密西西比河上发生了苏丹娜蒸汽客货两用轮船爆炸沉船事件。因当时锅炉设计存在缺陷，铸铁质量差，脆性材料的使用，再加上船上锅炉前期修理不当等众多原因，造成船上四台锅炉中的三台爆炸，导致轮船沉没，超过1800名乘客死亡［1］。这起惨烈事故引发了建立一个既懂得工程又能够保险的专业公司的想法，并以防范锅炉爆炸和拯救人民生命作为公司的宗旨。1866年“理工俱乐部”的成员之一，耶利米默温·艾伦正是基于这种理念，正式成立哈特弗德蒸汽锅炉检验和保险公司［2］。正如公司创始人耶利米默温·艾伦所宣称的那样，HSB是美国历史上第一所主要致力于工业安全保险的金融机构［3］。

1867年HSB售出了第一份5000美元限额的60美元保单，用于承保3台管式锅炉。1884年，HSB增加了伤亡保险条款，1887年将第三者责任险加入到保险产品中，1889年又增设了运行中断保险作为扩展条款。1909年首次保险了机械飞轮设备，标志着公司从单一的锅炉保险服务扩展到特殊专业保险产品，被称为锅炉及机械（B&M）保险，即现在所说的设备损坏保险（EBI），包含机械电气控制设备。HSB于1961年正式成为美国国外保险协会会员，使其可以在美国以外的全球范围内提供保险产品和相关的服务业务。1964年公司加入工厂保险行业协会和石油保险协会，这样HSB又扩展到消防和相关风险项目中。除了保险，HSB在1867年首次发行“动力机车”定期技术刊物，专注于蒸汽动力和工业安全，该刊物是美国历史最悠久的定期技术刊物。HSB首位检验师，D.M.狄龙曾在1874年发明了具有革命性的纵向管式锅炉，这种锅炉设计当时很快就成为了行业标准。公司原创始人兼首席执行官耶利米默温·艾伦于1896年建立了“哈特弗德标准”，当时几乎所有在美国制造的锅炉都是按照这个标准设计制造和检验的，也为第一部ASME标准规范奠定了基础。

HSB具有近150年丰富的风险管控经验、工程技术及专业知识，在全球范围内拥有超过1200工程师、检验师和各类工程技术人员，仅在美国就为500多万的大小商业和工业企业提供保险服务，工程技术人员几乎每天在世界各地对 超过1000台各类设备进行检验。尽管HSB起源于锅炉检验和保险服务，如今HSB所涉及的业务远远超越锅炉及压力容器风险的范围，保险和工程服务范围涵盖日常工作和生活领域所需的各个方面，从办公大楼常见设备，到采暖空调系统、可再生能源、电力、炼油化工、石油天燃气、钢铁冶炼、采矿、制冷和电信等，风险评估和检验的对象包括特种设备、旋转机械、电气设备、生产工艺机械和各类电子设备，协助数百万的客户提高风险管理，以达到防灾防损的目的。

在美国特种设备检验中，保险公司扮演了重要角色。目前，除了HSB外，还有ACE、Travelers等保险公司在美国开展特种设备检验业务。总的来看，在美国承压类特种设备的定期检验领域，保险公司占到了85%的业务份额。

2 美国特种设备风险管理概况

2.1风险管理的内涵

在美国，特种设备风险管理的主体是企业，这也是企业成功的核心，其风险主要包含“安全风险”和“财务风险”两个方面。安全风险包括人员安全、设备损伤、自然灾害、火灾和第三方责任等，而财务风险包括政策风险、材料供应链、业务中断、工期延误、人为和管理风险等。在这里，我们选取比较有代表性的一类风险，即安全风险中的设备损伤风险以及由此造成业务中断的财务风险展开讨论。设备损伤风险的管理是一个决策制定和实施过程，将设备损伤带来的损失以及造成的不利影响减少到最低程度，通常包括收集风险管理初始信息、进行风险评估、制定风险管理策略、提出和实施风险解决方案、风险管理的监测和改进5个步骤。详见图1。

图1　风险管理流程

这5个步骤形成了企业风险管理的一个闭环，从而实现风险管理水平的不断改进与提升。在这个闭环当中，风险评估是一个关键步骤，通常委托专业的第三方公司来开展，包括对风险管理和保险业所需的直接损失和业务中断损失进行评价，提供可靠的、量化处理的风险评估， 以及促进风险改善的增值建议，其评估的可靠性和准确性将直接影响到其他步骤的决策和实施。风险评估水平又主要取决于评估机构及评估专家对特种设备的设计制造工程的熟悉程度和经验，对安全监察法规和标准的认知，对各种仪器设备的应用、失效机理和检验技术的了解，以及对风险进行综合分析，并向企业提出有效的风险改进措施的能力。风险评估主要包括安全风险评估和财务风险评估两个方面。

2.2安全风险评估

特种设备，如锅炉、压力容器或管道系统的损伤，可能是由于设计、制造、运输、安装，恶劣环境和应用不当，设备状况较差，操作失误，或缺乏保养等原因造成的。解决的办法是，由风险评估师针对特种设备的风险点，重点在设备可靠性、制造质量、材料使用、安装和维修质量控制、运营条件、日常维保、检验检查程序、检验设备的校准、以及拆卸过程等进行评估并提出风险改进建议。

例如，HSB风险评估工程师与ASME授权锅炉压力容器检验师所做的工作并不完全一样。风险评估工程师通过进行现场调查，收集原始数据并对特种设备的状况、风险点的控制、以及预防预测性维保（PPM）的有效性进行详细审查评估，但不从事具体的检验工作。为了确定特种设备的完整性，主要审查10个方面的内容，一是设备预防预测性维保（PPM）程序及实施执行情况，二是近期检修报告，三是压力管道及容器定期检验计划及结果，四是基于风险的检验（RBI）分析结果，五是无损检测报告的可靠性和准确性，六是保温层下腐蚀检测，七是燃料和液体分析（用于热媒炉或再热器），八是振动监测（用于压力搅拌容器），九是设备异常运行状况历史及近况，十是修理或更换所用材料的识别和移植。

最重要的是，评估特种设备是否遵循当地政府监察机构的要求，按照指定的国家和行业标准进行设计、制造、安装、运行、定期检验、RBI、修理、改造。参与无损检测的公司和人员资质是否满足监察机构的要求并得到授权。

2.3财务风险评估

除了对安全的影响，特种设备损坏可能会导致生产停顿及运营延误经济损失，以及巨额的修理和更换费用。因此，风险评估工程师需要对可能造成直接维修或更换费用，以及可能造成的业务中断经济损失进行量化处理。在财务风险评估方面，HSB和美国保险行业一般用三个术语来表达对风险点的评估：NLE、PML及MPL。

NLE-正常预期损失：一个相当于设备正常维修的损失事件，往往与设备零部件的寿命有关。核保人通常以这个正常预期损失值为基础，建立适当的免赔额和等待期条款，这样可避免高频率的维保性理赔。由于腐蚀或冲刷造成的一根或数根锅炉管泄漏，更换泄漏管子就是锅炉NLE的一种情况。

PML-最大可能损失：包含设备损失、业务中断等间接损失的程度及其可能性，这种损失只局限于一次事故和单台设备本身。还必须考虑当事故发生时，在线检测保护装置以及紧急措施对设备起到相应保护作用，设备损失及间接损失减少到一定程度。锅炉过热器由于严重的过热损失，导致过热器必须更换的情况就是PML的一个例子。

MPL-最大可预见损失：设备事故发生造成合理预见的最大损失。这是特种设备在极其异常条件下发生最严重事故，极可能造成设备全损，并波及周边或临近的设备和建筑。也必须考虑当事故发生时，在保护装置以及紧急措施使设备损失及间接损失减少到一定程度。例如，由于锅炉严重缺水过热，突然进水导致蒸汽爆炸，锅炉房坍塌，锅炉全损，相邻锅炉亦受到一定程度的损坏，造成极其严重的设备损失及间接经济损失。

开展NLE、PML及MPL评估时，直接设备财产损失和间接营运中断损失以美元进行计算。直接损失是基于修理或更换的总费用，使设备恢复达到事故前可继续运行状态。评估业务中断损失时，根据特种设备的损失导致部分生产线或整个工厂的生产能力受到影响，而造成的经济损失。例如，工厂有五台相同的锅炉并需要所有的锅炉来满足生产，其中一台过热爆管停炉修理，20%工厂生产受到影响，由此造成的经济损失可以估算。如果是严重锅炉爆炸事故，可能导致其他锅炉不能向生产供应所需蒸汽，造成工厂运营停止，导致收入利润损失。根据生产恢复时间和业务中断财务损失可以估算出间接经济损失。HSB风险评估工程师还将根据操作条件、设备状况、检修维保实践等对事故发生的概率进行预测。

所评估结果报告将用于企业风险管理部门以及保险公司核保部门。一方面，根据设备损失风险评估，企业风险管理部门将决定风险自留比例，并通过购买保险进行风险转移，确保企业在出险后能够得到保险赔付以迅速恢复生产，对企业财政进行有效保护。另一方面，保险公司将根据风险评估报告确定保险条款、免赔额以及再保险比例。

同时，风险评估工程师将对现存风险提出行之有效的改进建议，即所谓的增值服务。这些建议是基于国际经验、风险控制实践知识、最新科学技术，将有助于企业制定一套有效的风险管理措施，对现存的风险予以改善。这就是企业作为投保人常常依靠具有丰富经验的风险评估工程师的原因。

3 美国石化行业特种设备风险管理

在石化行业中，特种设备是关键生产装置，这些设备风险极大，例如高温高压加氢容器、催化反应器和管道系统，其介质又含有毒易燃、高反应的液体或气体。这些设备破裂或爆炸造成化学危险品意外泄露的事故在世界上均有报道。例如，1984印度博帕尔气体泄漏事件［4］，被公认是世界上迄今为止最严重的一起工业灾难，超过50万人受甲基异氰酸酯和其他化学品中毒，官方报道有2259人当即死亡。1989年10月，美国帕萨迪纳的菲利普斯石油公司反应器聚乙烯易燃气体泄漏，造成23人死亡、132人受伤［5］。1991，美国洛杉矶MCI特林顿泄漏事件造成8名工人死亡、128人受伤［6］。

3.1过程安全管理（PSM）

国际上及美国发生的石化行业重大事故促使美国职业安全与健康管理局（OSHA）于1992颁布了危险化学品工艺安全管理系统的相关要求（29CFR1910.119：Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals， PSM）［7］，要求石油天然气化工行业必须执行过程安全管理（PSM）体系［8］。这些既复杂又高风险企业，需要在各生产层面有一个全面完整的设备管理和技术故障诊断系统。过程安全管理（PSM）就是石化行业进行风险管理的有效工具，用来识别、评估和控制各种风险因素，以防止工艺过程相关的事故发生。

PSM体系由员工参与、过程安全信息、过程危害分析、操作规程、员工培训、承包商管理、生产前安全审查、设备完整性、高温作业许可、变更管理、事故调查、应急计划预案管理、符合性审核、商业秘密等14个基本要素组成。详见图2。

根据美国法律规定，企业在按标准进行过程危险分析之前，必须首先完成书面的过程安全信息编写工作。编写过程安全信息以及完成所需过程危险分析，将有助于业主和员工在参与操作过程中，共同确认和理解涉及高危险化学品可能造成危害的工艺过程。过程安全信息必须包括对所有使用的或生产过程中所产生的高危险化学品的危害，以及相关工艺过程和设备的信息。

3.2设备完整性

设备完整性是过程安全管理（PSM）14个要素中的核心要素，是指确保工艺过程中使用的设备，能够采用要求的合适材料生产制造，并能正确地安装、维护和更换，防止其在生命周期内发生设备故障和导致化工介质的泄露。美国职业安全与健康管理局（OSHA）认为保证包括特种设备在内的关键工艺设备的完整性至关重要，必须确保特种设备能够正常安全运行，并明确指出，设备完整性要求适用于压力容器和储罐、管道系统（包括阀门等管道元件）、超压泄放和排空系统和装置、紧急停车系统、控制系统（包括监控设备、传感器、报警、联动装置）、泵类等。

对于在化工过程中使用的特殊设备，保证承压装置部件的完整性最为重要，其信息管理必须包括以下内容：制造使用的材料、管道和仪表图纸、超压泄放系统的设计和设计机理、使用的设计规范和标准、处理过程中的物料和能量平衡、安全系统。美国法律规定，业主必须证明所使用的特种设备符合公认的、良好的工程实践要求。对现有的按照规范标准设计制造的非一般用途的特种设备，业主应有文档确认，其设备已根据安全要求进行设计、维保、检验、测试和使用。业主必须建立和实施以保持设备的持续完整性的书面程序。一切参与维护工艺设备持续完整性的员工必须接受工艺过程和危险品的培训，以及相关的工作程序的岗位培训。

设备必须按认可的、符合良好工程实践的程序进行检验检测。检验检测周期必须符监察机构的要求、原设备制造商的建议以及较好的工程实践。如果工厂对某种设备有以往经验，其检验检测周期按需要应缩短。每次检验检测必须记录存档，内容包含检验检测日期、检验人员姓名、设备序号或其他标识名称、检验检测内容以及检验检测结果。结果一旦超出过程安全信息定义的缺陷允许范围，其设备必须进行修复。符合规定的允许范围后，才能重新使用。在某些情况下，设备可以不作修复，但必须采取其他必要措施，以确保使用时能安全运行。

对设备完整性的管理在PSM中占有重要份额，根据利宝国际保险公司对石油天然气化工（OGPC）企业和工厂的损失统计分析［9］，在2000至2010期间，因设备完整性管理不善造成的损失占总损失量的54%，在设备完整性的损失中静设备的损失约占设备完整性损失的69%，详见图3。显而易见，锅炉压力容器和管道系统等承压类特种设备的完整性对石油天然气化工（OGPC）企业十分重要。

通过加强对特种设备完整性的管理，已证实在改进设备可靠性、减少设备破损、提高产品稳定性、促进维保效率及连续性、减少计划外维保、降低运行成本、改进零部件管理、促进承包商服务质量、满足政府监管要求、提高生产安全性等方面取得了切实的收益，对预防企业损失起到极其有效作用，也使这些高风险行业变得更加安全。

4 美国特种设备风险管理对我国的启示

4.1关于风险管理的内涵

国际标准（ISO 13702—1999）对风险的定义是某一有害事故发生的可能性与事故后果的组合。但由于对风险的认识程度和研究角度不同，对风险管理的理解也不尽相同。美国学者弗雷德里克·泰勒在《科学管理原理》中提出“管理就是实行计划、组织、指挥、协调和控制，而风险管理是企业或组织，由控制偶然损伤（坏）的风险，以保全盈利的能力”［10］，侧重强调风险管理的过程。赫利克斯·克莱蒙则认为“风险管理的目标是保存其组织前进的能力，并对顾客提供产品与服务以保全公司的人力和物力，保护企业的盈利能力”［11］，侧重强调风险管理的结果。从美国风险管理的实践来看，又将风险分为安全风险和财务风险，并通过定量评估，为风险管理奠定了坚实基础。目前，我国在安全风险评估方面已经有了长足的进步，特别是RBI广泛实施以来，通过GB/T 30579—2014《损伤模式识别》和GB/T 26610—2014《承压设备系统基于风险的检验实施导则》等标准，“改变了检验周期一刀切的传统做法［12］”，对风险评估实施程序和内涵进行了进一步明确和规范，例如，中国特检院自2003年在全国推广RBI技术以来，已完成500余套典型炼油、石油化工、煤化工、化肥、冶金等大型装置的RBI检验，通过缩短工期、排除隐患等，累计为企业节约成本数十亿元。但在特种设备财务风险评估方面，我国还只停留在理论层面，尚未得到行业的重视，缺少相应的规则和金融机构的介入，在实践经验方面更是缺乏。而以美国哈特佛德公司为例，作为保险公司，对特种设备损坏可能导致的生产停顿及运营延误经济损失，以及巨额的修理和更换费用，都有明确的计算公式，并将之与保费挂钩，通过金融手段提升风险管理质量［13］。

4.2关于保险在风险管理中的作用

保险机制是实现风险管理市场化运作和提升风险管理效能的最关键环节，在特种设备风险管理方面具有重要作用，一方面可以定量化规范设备财产损失，通过购买保险进行风险转移，确保工厂在出险后能够得到保险赔付以迅速恢复生产；另一方面，将保费与安全挂钩，可以充分发挥保险的风险平抑机制，促使与保险相关联的检验机构更加重视风险评估报告的有效性和合理性。目前，国内部分省市已经启动了特种设备责任保险试点工作的实践，例如广东、南京等地推行的电梯责任保险，但从统计数据看，目前全国投保率尚不足4%［14］，一是因为社会对保险在国内风险管理中的认识不足，主动参保意识不强；二是相关立法滞后，缺乏推动特种设备保险体制发展的有力支撑；三是专业保险机构未建立，没有形成针对特种设备的专业化保险服务市场。我国应当加大特种设备责任保险的培育力度，探索RBI经验丰富的检验机构与保险机构的合作机制，运用市场化手段完善风险管理模式、提高风险管理效能。

4.3关于石化企业的过程安全管理（PSM）

石化行业是高风险行业，在美国评估石化行业过程安全管理（PSM）的执行程度是安全风险和财务风险管理的一个关键环节。美国OSHA对危险化学品工艺安全管理系统有明确的要求，PSM是国际上被实践证明的先进事故预防和风险控制方法。2010年，国家安监总局发布了AQ/T 3034—2010《化工企业工艺安全管理实施导则》［15］。这是在借鉴国外化工企业生产过程中工艺过程管理模式和方法以及实践经验的基础上，结合我国实际情况制定的推荐性行业标准，在我国化工行业开始推广应用以来，取得一定成效，促进了化工企业安全管理水平的提升。然而，由于该行业标准是推荐性的，我国化工企业对该标准的落实和执行还有很多不足，与国际上先进国家的石油化工企业执行过程安全管理差距还很大。从美国的经验看，PSM是由法律规定强制执行的，企业负责人不但对执行艺安全管理负有行政责任，而且应负有法律责任。应当加大对石化企业开展过程安全管理的宣贯，特别是加强特种设备在运行过程中的风险管控，以达成企业对“过程安全文化”一致性的认识，自上而下通力合作，确保责任落实到位。通过有效执行过程安全管理，及时消除石化企业安全隐患，建立安全生产长效机制。

参考文献

［1］ Patrick Jennings， HSB， What happened to the Sultana？ The formation of HSB and new research on the disaster［C］. 2015 National Board of Chief Inspectors of Boiler and Pressure Vessel Inspectors Annual Meeting：2015.

［2］ Berryman HE， Potter JO， Oliver S. The ill-fated passenger steamer Sultana： an inland maritime mass disaster of unparalleled magnitude［J］.Journal of Forensic Sciences，1988，33 （3）：842-850.

［3］ Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Company.The history of Hartford Steam Boiler［EB/OL］. http：//www.munichre.com/HSB/hsb-history/index.html.

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［6］ IMC. Investigates cause of explosion at chemical plant in Louisiana［J］.Journal of Commerce Staff，1991.

［7］ 29 CFR 1910.119 Occupational Safety and Health Standards［S］.United States Department of Labor Occupational Safety and Health Administration，2013.

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［13］ 黄岩.风险管理-特种设备设施完整性［R］.北京：第三届国际检验检测技术与装备博览会，2015.

［14］ 龙润萍，何云强，何崇伦.建立特种设备责任保险制度［N］.中国保险报，2014-02-19003.

［15］ AQ/T 3014—2010 化工企业工艺安全管理实施导则［S］.

Enlightenment of Special Equipment Risk Management in the United States——Take Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Group (HSB) as an Example

Liu Sanjiang1Huang Yan2Lan Qi1Cao Luowei1
(1. China Special Equipment Inspection and Research Institute Beijing 100029)
（2. Hartford Steam Boilers Inspection and Insurance Group Shanghai 200120）

AbstractRisk management of the special equipment in the United States has carried out more than a hundred years. Based on the review of the inspection and insurance development history of the special equipment in the United States， together with the experience and practice of the steam boiler inspection and related insurance in HSB， risk management overview of the special equipment in the United States is highlighted from two perspectives of safety risk and fnancial risk. This paper focuses on the process safety management （PSM） and mechanical integrity related to the core elements in PSM， and discusses the enlightenment on the special equipment risk management in China from the risk management implication， the role of insurance mechanism， PSM in petrochemical industries by summarizing the risk management experience of the special equipment in the United States.

KeywordsThe United States Special equipment Risk management Enlightenment

中图分类号：X924.1

文献标识码：B

文章编号：1673-257X（2016）04-0051-06

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.04.009

作者简介：刘三江（1974～），男，硕士，副院长，从事特种设备安全技术和标准化研究工作。

收稿日期：（2016-02-04）