RBI介绍.

中国特种设备检测研究中心贾国栋基于风险的检验和未来检验规范标准体系构想提纲•基于风险的检验（RBI）简介–风险、安全管理与基于风险的检验的衔接–RBI技术产生的背景–基于风险的检验方法–RBI项目执行–RBI执行效果–RBI执行案例•对未来压力容器定期检验规范标准体系构想的建议•相关的“十一五”科研课题介绍CSEIRiskManagement风险、安全管理与基于风险的检验的衔接ComponentsofPlantIntegrity工厂完整性的组成管理系统使其运作并跟踪绩效HSE&FinancialIntegritybuildsontheelementsshown:培训过的和称职的工作人员工厂完整性工厂设计操作&维护规程数据管理数据分析管理系统ProcessSafetyManagement(PSM)Elements工艺安全管理的要素(a)应用范围(b)定义(c)雇员参与(d)工艺安全信息(e)工艺危害性分析(f)操作规程(g)培训(h)分包商(i)开车准备(j)机械完整性(k)高温作业许可(l)变更管理(m)事故调查(n)应急预案(o)符合性评审(p)商业机密机械完整性是法规中16个PSM要素之一TypicalMechanicalIntegrityRequirements机械完整性要求定义所包含的设备编制和执行运行设备的维护规程人员培训以确保工作可以安全进行编制、执行检验、维护和试验计划以及相关信息的存档识别和改正设备缺陷对设备制造、安装、备件和材料管理提供质量保证活动RBI/RCMFFS修理改造,重新评级RBI技术产生背景从重大财产破坏损失中所得到的教训——炼油和天然气生产行业的损失世界上最大型损失有一半来自于炼油行业美国炼油厂爆炸马来西亚石油化工厂爆炸World-widenumberofrefinerylosses世界上炼油厂受损数目050100150200250300350400Numberoflosses1985-19901990-19951995-2000World-widenumberofgasplantlosses世界上天然气处理厂受损数目051015202530354045Numberoflosses1985-19901990-19951995-2000不明原因18%事故的原因检验和维护对大约一半的损失有影响机械失效41%设计失误4%操作失误20%自然灾害6%破坏行为/纵火3%工艺波动8%损失与设备类型010203040506070AverageLossUS$MMPipingVesselsTankagePumpsHeatersTYPEOFINDUSTRY:RefineryPlatformerUnit企业类型炼油铂重整装置COMPONENTTYPE:OverheadpipingatDebutanizer部件类型脱丁烷塔顶管PROBLEM:Leak,fire/explosion问题泄漏，失火/爆炸Explosionandfireatrefinery炼油厂爆炸失火RefineryExplosion&Fire炼油厂爆炸失火LocalisedCorrosioninoverheadPiping顶管局部腐蚀DebutanizerColumn脱丁烷塔DebutanizerOverheadReceiver脱丁烷塔塔顶接收器TYPEOFINDUSTRY:Onshoregasplant企业类型天然气处理厂COMPONENTTYPE:Pressurevesselsandpiping部件类型压力容器和管线PROBLEM:Gasexplosionandfire问题气体爆炸和着火Fireandexplosioningasplant天然气处理厂气体爆炸和着火Causeoffailure失效原因extensiveSCC/HIC/SOHICinpipingandpressureVessels管线和压力容器中大量的SSC/HIC/SOHICDamagemechanism:失效机理SCC/HIC/SOHICTYPEOFINDUSTRY:Styrenemonomerplant企业类型苯乙烯单体生产厂COMPONENTTYPE:316LReactor部件类型316L反应器PROBLEM:Pittingcorrosion问题腐蚀凹坑Shutdownofproduction!生产中断失效原因使用15个月后凹坑深4.6mm,壁厚15mm温度波动32-156°C建议采取的措施监控凹坑，2年后返修Damagemechanism:PittingCorrosionOn-linepittingcorrosionscanning在线腐蚀扫描On-line(156°C)Monitoringofpitting在线监控凹坑LongfordGasPlant天然气处理厂失火爆炸Richoilde-ethanizerreboiler脱乙烷塔底再沸器管板与管箱热应力事故原因分析管箱与管板焊缝脆性断裂工艺波动引起低温，在存在未熔合缺陷的焊缝根部引起脆性断裂建议采取的措施使用低溫鋼重新建造,并執行適當的超音波檢查.修改操作程序及控制,以避免工艺波动的再次发生Damagemechanism失效机理:Brittlefracture脆性断裂事故发生的根本原因•设备设计不完善或存在设计失误•工艺条件说明不充分•工艺改变的管理不够•缺乏有力的机械完整性管理•停工程序执行不力•类似事故未引起警觉面临挑战安全性经济性总结事故原因:保证装置安全检验与维护合理的成本:安全性与经济性的关系应当提供一种优化的方法解决之道:基于风险的管理方法(实质是一种优化的决策方法)•评定目标过去的状态•辨识和分级单台设备的风险•根据风险安排资源•找出需改进的区域RBI基于风险的检验RCM可靠性为中心的维护LifeCycleAnalysis寿命周期分析（FFS）EnterpriseResourcePlanning(ERP)企业资源规划在资产完整性管理中风险的定义潜在事件对人员/环境和经济财产所造成的损害Risk=ProbabilityoffailureXConsequenceoffailure风险=失效概率X失效后果APIRiskBasedInspection基于风险的检验CURRENTPRACTICES现行检验方法检验方式被动的(以检查缺陷为目标)无针对性固定周期不考虑失效后果Codes规范API510,570,653etc.《容规》、《容检规》、《管检规》Remaininglife剩余寿命安全状况等级RBI定义对每一台设备建立风险等级，区分优先次序的系统分析方法一个检验计划可以•确定会造成80~100%风险的设备，通常这种高风险设备只占所有设备的10~20%。•针对高风险设备，选用有效的检验方法，降低成本并量化计算实施RBI后所得到的效益。•降低设备的风险，并使检验费用能充分发挥作用，指导检验和维修资源合理分配一个决策工具RBI定义RBI（基于风险的检验）：a.以设备破坏而导致的介质泄漏为分析对象，b.以设备检验为主要手段的风险评估和管理过程。同样程度的检验，RBI的风险＜传统检验；同样的风险水平，RBI的检验量＜传统检验。WhatisRBI?RBI定义检验与风险检验量风险传统检验RBI无法检验的风险可能的损失检验费用总和费用及收益检验量可能的损失检验费用总和检验量费用及收益成本与效益TypicalRiskDistributioninRefineryUnit炼油厂典型风险的分布Refineryunit640Equipmentitems640台设备10%ofequipmentItemsContribute94%ofRisk10%的设备决定了94%的风险MainpurposeofRBI最重要的目的1.改进现行设备检验方法，以避免易燃、有毒介质泄漏到大气中，防止火灾、爆炸及人员中毒等重大事故的发生，提高设备的安全性;2.保证装置长周期平稳运行，提高设备的可靠性；3.合理配置维护和检验资源，降低设备风险和设备检修费用，避免停车损失，提高企业运营的经济性。按API计算风险失效概率PoF失效后果CoF风险通用失效频率GFF可能系数DF使用年限失效机理/腐蚀速率检验的有效性X($)人员伤害停车时间($)($)设备维修($)环境清理($)附近设备维修总额($)管理系数xx=后果模块计算DischargeModelsDispersionModelsFlammableandToxicEffectModels1423DischargeDispersionIgnition(Flammables)Consequence基于量化风险评估方法110-210-310-410-5100k500k1m100mHIGHRISK高的风险MEDIUMRISK中等风险LOWRISK低风险可能性上升后果上升MEDIUMHIGHRISK中高风险50m风险排序方法选择适合的方法定性方法迅速，粗略设备风险等级识别：-低风险设备/区域–-高风险设备/区域检验活动保守...但，取决于队员与经验ABCDE后果54321LowRisk低风险MediumRisk中等风险MediumHighRisk中高风险HighRisk高风险可能性定性方法选择适合的方法定量方法所有设备排列风险等级识别各区域的：+检验不足+检验过度费用收益分析产生检验计划选择适合的方法•基於所計算的風險及剩余壽命來建立設備的優先次序制定降险策略以降低整体的風險;藉由檢验,監控,修理及更换或者重新設計达到系統化的管理設備失效的風險目的定量方法SchematicofTMLlayoutfor500-T-005-BTMTopheadTMLsColumnshellTMLsBottomheadTMLsColumnshellwallWeldTraysupportringCheckforcrevicecorrosiononcolumnshellwallatgap12O'clock3O'clock9O'clock6O'clock12O'clock3O'clock9O'clock6O'clock12O'clock3O'clock9O'clock6O'clockSpecificInspectionplanforvessels/piping/tanksRiskrankingPlantdataassessment+RemaininglifeassessmentWorkingProcessCSEIRiskManagementRBI项目执行RBI团队Corrosion•团队负责人Operation•操作和维修人员RBIProcess•工艺工程师Inspection•材料和腐蚀工程师•检验和检验计划工程师ConsequenceProcessInspectionCorrosionRiskRBI管理層的支持及適量資源的提供是成功要素GeneralRBIProcessFlowRBI执行过程风险等级分析RBI方法介绍确定RBI研究范围数据收集后果信息确定破坏机理制定检验计划现场验证OKNY检验更新风险等级程序定期重新计算RBI分析所需的数据•設計/竣工資料－竣工图纸、设计计算书、选材依据以及主要受压元件材质单、NDT、热处理、安全阀计算资料•工艺资料－工艺设计基础、技术说明、操作规程－PID、PFD－操作数据、物料组分－外排污水、放空气分析报告•檢验/维修资料－历次检验报告及腐蝕速率－安全阀校验报告－维修更换及改造记录程序——RBI评估流程图定义系统判断风险来源评价事故发生概率评价事故后果$风险评估及控制PROB$程序——定性RBI评估流程图确定可能性类别确定燃烧爆炸后果类别确定中毒后果类别确定后果类别确定设备风险程序——定性RBI评估确定可能性类别•通过选择确定各相关因子的分值–设备因子（所评价的设备台数）–破坏因子（SCC、脆断、热疲劳、HTHA、蠕变、减薄、材料劣化）–检验因子（检验作业指导书覆盖范围、检验手段－负值）–条件因子（现场管理、设计建造质量、质量体系）–工艺因子（非计划停车次数、关键工艺