基于风险的检验技术在常减压装置上的应用

宋肖苗

（北京化工大学 机电工程学院 北京 100029）

1 引言

近年来，石化产业不断发展，它在带来经济效益的同时，也伴随着巨大的安全隐患，对人民和社会的安全和健康产生了威胁。而常减压蒸馏是原油的一次加工，而作为炼油厂的重要工序，常减压装置的安全性是重中之重。如何对常减压装置进行有效的检验和分析，对于保证整套石化装置的安全、平稳、长时间运行具有重大的意义。因此需要我们做好装置的危险性辨识、评估和控制，保证在初期就将事故的隐患控制及排除。

基于风险的检验（RBI）技术是近些年来对石化企业的设备等进行科学有效的风险评估方法，不仅能够保证安全性，还可以在很大程度上降低检修成本。通过对被评估单元进行风险分析，得出设备的风险等级并进行风险排序，找出高风险设备并针对其失效机理制定合理的检验计划，制定检验策略。20世纪90年代，应用于各类区域的RBI指导性文件首先是由美国机械工程师协会（ASME）颁发的[1]。

在之后的十几年的时间中，RBI技术实施范围增加，例如亚洲区域Singapore等国家和地区的工厂中[2]；非洲区域南非的部分液化厂之中，都能够有效的降低设备出现风险的概率，由此可以大大缩减检验维修的花费[3,4]。随着国外RBI技术实施的成功和逐渐成熟的技术，国内也开始在有关地区项目实践，主要是在炼油石化产业的应用。例如独山子石化利用RB.eye软件对它的催化裂化装置进行了RBI检测[5]；还有其他石化厂通过对RBI技术的应用，大大降低了装置出现事故的风险概率，使得安全性和经济效益都有了良好的提升和保障[6]。

本课题研究通过使用PCMS软件来实施RBI技术，以设备的失效机理和后果为切入点进行风险分析和评估，并在此基础上制定有效的检验计划，并且对风险检验的结果进行分析，对之前的风险评估进行验证、分析后进行改善，最终取得完善的检验结果。

2 PCMS软件RBI模块

工厂状态管理软件PCMS（Plant Condition Management Software,PCMS），由美国物理声学公司（PAC）和北京化工大学联合研发，是一个专注于工业加工过程应用的企业资产状态管理综合性软件。它对企业资产实施有效的管理，提高企业的生产效率，为生产安全提供了保障并在一定程度上降低了成本，同时也增加了事故发生前的识别能力，减少了非计划停工及其带来的利益上的损失。

PCMS与RBI之间，建立了一种有机的联系。这种联系能够实现将检测历史和腐蚀速度直接输入到RBI数据库中，可以根据数据进行RBI的定量检测分析。首先自动识别每条回路中的腐蚀机理和腐蚀结果；通过识别潜在的腐蚀机理、推荐的检验技术和检验方法的有效性，自动制定检验计划；然后基于风险的阈值，设定RBI目标检验日期，帮助制定检验计划；最后给出RBI风险矩阵和参数（后果和可能性），并对每一种设备失效程度进行排序。PCMS可自动更新检测时间表，同时提供一个完整的检测历史描述和传统基于风险的检测时间表。而当RBI的评估数据发生改变时，PCMS可以同步更新事件和计划，从而实现了对数据的更新，为新一轮的RBI分析循环奠定了基础。PCMS和RBI之间的这种紧密链接，能够共享和同步更新两者的信息。可以通过简单的操作，进行选择、校核和更新基于风险的检测信息。

3 应用

3.1 装置概况

本课题中采用PCMS对该常减压装置进行基于风险的检验。该装置的总设备数量为88个，腐蚀单元数为44个，腐蚀监测(CML)数量为275个，每日停工损失为$150,000.00。安装日期于1972年1月15日，下一次的停机日期为2016年1月11日，再下一次的停机日期为2025年1月1日。

图1 装置基本概况Fig.1 Basic condition of the device

3.2 装置评估结果

本装置在PCMS中所得出的RBI分析结果如图2和图3所示。

图2 风险矩阵Fig.2 Risk matrix

图3 风险比例Fig.3 Risk ratio

我们可以看出，在整个装置一共41个评价单元中，处于中高风险等级的有30个，处于中风险等级的有8个，处于低风险等级的有3个，整体风险水平较高。

3.3 风险等级排序

装置的回路风险等级排序如图4所示。

图4 回路风险等级排序Fig.4 The risk ranking of the circuit

装置的风险等级排序报告中包括设备的编号，回路编号，风险后果的总数，可能性等级以及现役设备的损害机理，后果的等级，后果总数以及目标日期。我们从报告中可以看出，罐、塔的顶、中，壳体和管处于高风险较多，所以在这些地方我们可以根据设备的风险等级，针对高风险的设备着重进行检修，合理分配检修资源，避免过度检验的浪费，节约检修成本。

3.4 检验计划

下面是PCMS程序为该常减压装置提出的检验计划，包括资产单元编号，设备类型，描述，下次检验日期，再下次检验日期，P&ID图编号，是否存档以及针对这个单元所提出的检验计划检验计划包括回路编号，损伤类型，检查有效性，事件类型，事件基础，期限日期，目标日期，损伤机理，筛选依据以及期限日期与目标日期的对比（本文仅放两个例子）。

图5 检验计划例子Fig.5 Examples of the inspection plan

3.5 管理总结与统计

该装置的管理总结与统计情况如下图6所示。

图6 管理总结与统计Fig.6 Management summary and statistics

通过管理总结与统计报告我们可以很容易的看出装置的检修情况，包括全部的设备数、全部回路数、所有腐蚀检测回路数、未超过退役日期的回路数，超过目标日期的回路数以及是在30天内，30天到1年，1年到3年的日期的数量，可以对检修日期有清晰直观的了解。

4 结语

本课题通过对常减压装置的组成、工艺流程、腐蚀特征和RBI的基本概念方法进行学习，对PCMS程序和RBI模块的计算方法进行研究后，利用PCMS程序对某常减压装置进行了实施。依据实施结果提出了检验计划，集中对中高风险的装置重点检修，合理配置检修资源，节约维修成本，为科学检修奠定了基础。