基于RBI技术的石油化工压力管道检测系统研究

邓亚华

摘要：中高风险以上的设备范围在石化企业整体风险分布中占比较高，对设备进行全面准确的风险评估具有重要意义，风险评估过程包括RBI检测及风险评价，基于RBI的定性判断和定量计算是基于风险的检测技术的主要方式，通过定性判断获取风险由高到低的排列顺序，再将其中风险相对较高项完成定量RBI计算，进一步对风险高者完成定量RBI计算。文章主要对基于RBI技术的石油化工压力管道检测系统进行了研究，为准确计算出设备失效概率运用了可靠度理论，通过RBI方法的使用可对未来的失效概率或可靠度进行预估，可获取较为完整准确的失效后果和失效概率，对石油化工压力管道设备在系统中的地位及重要程度做出评估，在此基础上完成检测、维修资源的适当分配，有效提高了管道检测系统的效率和准确率，为石油化工压力管道检测系统的完善和优化提高参考。

关键词：石油化工压力管道;风险评价;基于风险的检测技术;检测系统

中图分类号：TE65 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）10-0061-04

作为优化检验策略方法的一种，RBI检验技术能够对设备系统进行风险评估与优化检验，兼顾系统安全性与经济性，在石油化工领域应用广泛，该技术仍然是石油化工领域的发展重点。我国RBI技术的起步较晚，仍有较大的完善空间，以RBI理论研究为基础，本文主要对基于RBI技术的石油化工压力管道检测系统进行了研究，通过运用基于风险评估的设备检验技术能够准确采集现场设备数据，结合各类专业知识（包括腐蚀机理、材料力学等）及在具体装置上的实践运行效果实现对石油化工设备的风险评估及检测过程，为石油化工压力管道检测系统的完善和优化提高参考。

1RBI技术原理

帕雷图二八规则（维尔佛雷德·帕雷图）同样适用于生产领域，即较小比例的设备上通常集中了较大比例的风险，以风险分析为基础的RBI技术可有效区别小比例的高风险设备，风险主要由失效可能性和失效后果构成，RBI对选定装置通过系统论原理和方法的使用，完成对其各设备生产过程的风险（失效可能性和失效后果）评估过程，由高到低排列风险级别，据此找出薄弱环节，使检维修费用得以有效降低，提高了检验效率，并据此制定安全技术建议及对策。①设备的失效机理是RBI失效可能性分析的重点，该分析过程由定性分析和定量分析构成，需对设备材料结构由运行环境引起的失效机理和速率进行充分考虑，据此完成失效模式的确定，对运行失效机理进行识别和监控，结合检测数据、检测有效性和预期的失效机理及速率，判断各类型和模式的失效可能性。②在风险分析的基础上通过RBI后果分析对某个设备项完成相对排序的建立，涵盖了经济、安全和环境，针对以设备失效后所造成的损失（包括生产经营、设备维修、安全和环境等）作为主要分析对象。RBI技术的动态过程如图1所示，通过使用该技术能够评估石化装置的安全风险，据此完成装置各部件风险等级的确定，以高风险部件作为检测、维修的重点，采取有针对性的措施降低风险发生的概率，在此基础上实现安全经济的检测方案的制定，RBI技术作为管理设备的有效手段以设备管理体系（以风险为向导）的建立为重点，其本身属于动态持续改进的过程，能够不断强化RBI管理体系，改进和提高设备管理绩效，从而使石化装置的安全性和可靠性得以有效提高，在降低企业检验维修成本的同时提升设备安全稳定运行的周期，促进企业市场竞争力的提高。

2失效概率評价的局限性

多年的实践经验表明基于风险的检测（RBI）方法在我国石化企业中起到了重要作用，显著提高了生产的安全性和经济性。我国中高风险设备的风险分布范围明显高于国外石化企业，在风险分布范围中承压设备的使用状况是主要影响因素，主要原因在于：①管理水平与发达国家有差距，在设计、制造上部分设备和管道存在不同程度的缺陷，提高了失效可能性;②后续检修的针对性不强，检验过程中缺乏对设备的损伤机理及部位的重视，检验缺乏有效性;③缺乏对处于超期服役状态的部分装置的有效检验。与服役时间相关的要素之一是机械次因子（RBI中）的寿命周期，承压系统在设备使用初期，初始设计制造问题易提高失效概率，经稳定运行一段时间后到达寿命终点时再次加大了失效概率（符合耗散模型的故障率曲线）嘲。APl581提出将服役时间对失效概率的影响选择设计寿命作为参量函数关系表示，先进工艺能够针对设备全寿命周期中的风险在设计制造的早期进行识别、评价及控制（以设备将要服役的工艺条件为依据），将部分符合退化机理的设备设计合理的寿命周期（如腐蚀、疲劳、蠕变等较严重的环境），质量良好的设备制造可有效避免使用管理上长期超期服役现象的出现，此时失效概率评价方法较为合理。发达国家生产工艺的改变通常不会超过40年。失效概率评价方法（以设计寿命为基准）的局限性表现在：①对原始超标缺陷影响的考虑不足，我国石油化工设备早期设计制造过程中提出的设计寿命的科学合理性有待提高，不存在退化机理的设备的基准调整风险可采用APl581方法，在恶劣环境下使用的设备在设计寿命未知的情况下难以有效完成失效概率的评价。②工艺过程条件会会设计寿命产生直接影响，预定的设计寿命在工艺条件或生产操作要素发生改变通常需要进行调整。③由于FE与服役时间相关，服役时间超过设计寿命时，仅采用失效概率调整系数则难以科学合理的完成预估和检测过程。石油化工压力管道承压结构由缺陷本身导致完整性被破坏会引发失效，设备的使用寿命受到缺陷和退化机理共同影响程度较深，不能仅以预先设定的设计寿命为依据。AP1581方法受到以设计寿命为基准的计算失效概率的局限，将石油化工设备的设计寿命用剩余寿命代替以作为计算失效概率的基准成为解决问题的方法之一，根据目前使用中承压设备实际状况及后续服役过程的工艺条件，对可能的退化机理与失效模式进行充分有效的分析，采用完整性评估方法及可靠度理论获取合理的剩余使用寿命。

3可靠度在石油化工压力管道中的应用

结构在规定的时间及条件内实现包括安全性、适用性、耐久性在内的预定功能的能力即为结构的可靠性，通常以可靠度对结构的可靠性进行度量，对统一标准的定义以现行结构可靠度为依据进行设计即结构在规定的时间和条件下（包括设计基准期，设计施工及管理过程）完成预定功能的安全作用的概率（包括安全、适用、耐久、特殊条件）。根据定义用结构的可靠概率（即结构能完成预定功能的概率）Ps表示度量结构可靠性大小。