基于风险的检测(RBI)

1基于风险的检测(RBI)在石化企业应用情况介绍陈学东艾志斌杨铁成王冰合肥通用机械研究院二○○五年九月21.RBI技术概述2.API581简介3.国内RBI执行情况4.若干问题的讨论31.RBI技术概述4基于风险的资产管理（RBAM）5维修与资产完整性管理671.1几个基本定义危险与风险危险：可能产生潜在损失(损伤)的征兆，客观存在，无法改变风险：危险事件发生的概率一定程度上可以随危险一旦出现的后果严重程度与损失大小着人的意志而改变社会与环境企业自身8风险分析与风险工程危险源风险链暴露后果风险分析分析风险链相互关系及相互作用的方法风险评价风险预测风险检测风险设计风险管理风险工程控制风险及对风险采取相应措施9基于风险检测(Risk-BasedInspectionRBI)理念：安全性＋经济性原理：失效可能性×失效后果风险排序关键：优化检验策略目的：本质安全＋节约成本WHAT：要检查何种类型的缺陷？WHERE：何处去寻找缺陷？缺陷的位置/可接近性？HOW：能发现缺陷的最佳技术？破坏形式(减薄，裂纹等)WHEN：从风险级别和经济性平衡角度确定最佳检验时间？避免检验不足与检验无效过度检验10RBI风险矩阵失效概率5ⅢⅢⅢⅣⅣ4ⅡⅡⅢⅢⅣ3ⅠⅠⅡⅢⅣ2ⅠⅠⅡⅡⅢ1ⅠⅠⅡⅡⅢABCDE失效后果设备风险等级表等级风险区采取的对策Ⅰ低风险区酌情减少检查保养Ⅱ中风险区应进行定期保养及检验Ⅲ次高风险区进行在线监测和无损检测(缩短检验周期)Ⅳ高风险区重点加强管理，进行整改，彻底消除事故隐患风险矩阵11RBI过程示意图检验计划风险评估ABCDE12435风险矩阵121.2RBI的意义避免传统检验的某些不足、确保本质安全不清楚特种设备失效模式，失效机理检验不足盲目追求“全面”不清楚失效发生的可能部位检验无效过度检查装置、设备的重要度划分考虑因素较少重点不突出检验周期确定依据不足过频或过长或13RBI与传统方法的区别传统检测计划RBI检测计划检测活动进行的程度潜在的危害风险不可检测出的风险采用RBI进行风险管理人为错误自然灾害外部事件人为破坏检测能力限制设计错误物料本身风险1480%的损失是由20%的设备引起的风险系数不是越小是好，安全与经济的统一“二八”理论模型15影响压力容器安全的突出问题八年来，课题组6次全国性安全状况调查45家大型石化企业，164638台压力容器，1166台高强钢压力容器，686台液化气球罐超标缺陷全球原油品质劣化——介质腐蚀加剧装置大型化——高强钢使用(裂纹敏感性增大)长期超期服役——未经合理评估，盲目使用近年来缺乏有效检测科学评估未达设计寿命过早失效突然失效5%70%13%12%30%70%腐蚀、疲劳等使用中产生缺陷引起失效设计选材不当、结构不合理、焊接缺陷引起失效各种腐蚀焊接缺陷高温损伤疲劳八十年代末期前投用九十年代中期后投用不同时期的压力容器失效的不同原因事故起数050100150200250198019821984198619881990199219941996199820002002200405010015020019901992199419961998200020022004事故起数死亡人数受伤人数1980～2004年部分国内固定式容器爆炸事故的统计情况1990～2004年部分国内压力管道失效事故的统计情况有利于针对突出问题16风险演化与寿命关系寿命风险如果进行风险管理浴盆曲线17满足国家与社会需求，促进社会经济发展●国家的需求：用先进的风险工程学理念，处理安全与经济的关系；加入WTO→提高企业国际竞争力。●企业管理层的需求：管理层需要一个系统、完善的管理体系来规划、监控风险、制定严格有效的风险应对计划来降低风险带来的影响。●设备管理的需求：执行RBI项目实际上同时将工厂设备的信息进行了全面的整理归纳，形成了一套信息库，这对于设备管理部门来说是非常有帮助的。同时在执行RBI管理的过程中也产生了一个集工艺、设备、腐蚀、安全等跨部门的知识核心小组，改变了以往各个部门间知识不流通的状况。●经济效益需求：确保安全→最根本的效益保证国外：降低成本国内：短期成本可能会上升，长期降低成本181.3国外RBI技术发展概况RBI在石化行业发展背景风险工程的本质——重要度的划分不是什么新东西，我们日常工作生活中不知不觉经常采用现在要做的：依据科学的理论+长期的经验=更为准确的分析与划分海上石油平台、建筑物、桥梁等都有RBI的做法美国人上个世纪九十年代初开始此项工作30年以来，100件重大损失事故统计表明风险因素复杂增加检测力度来看，花费巨大，事故仍然发生设备故障操作失误流程异常自然灾害设计结构人为破坏不明原因43%21%11%5%5%1%14%19美国人W.KentMuhlbauer1992年提出了输油与输气长输管道的风险评估方法原因分析(第三方破坏与最小埋深、腐蚀、设计、操作)介质危险性评定：泄漏指数、相对风险程度20家石化公司赞助API研究RBI1996年出台API581的草案，2000年5月正式出台RBI执行文件APIBRD5812002年5月公布RBI标准APIRP58020目前国外情况法令/政府要求：CaliforniaRiskManagementandPreventionProgram(RMPP)EPA40CFRPart68，RiskManagementProgramsforChemicalAccidentReleasePrevention(美国环保署)欧洲工业基于风险的检验和维护规程(RIMAP)(正在制订)工程规范：API581，IEC1508，ANSIS84.01UFIPGuidelines(France)，UICGuidelines(France)等团体组织：AIChE(美国化学工程师协会)/CCPSGuidelinesforChemicalProcessQuantitativeRiskAnalysis波音公司ReliabilityCenteredMaintenance，RCM21法国政府法令No.99-1046(1999.12.13)规定承压设备检验的相关要求2000.3.15针对在役承压设备，对No.99-1046作了补充其中第三款(定期检验)第十条第4部分规定：由被认可的检验部门来执行的检验，其检验计划，包括检验手段和周期，要按照由专业协会提出并被工业部和承压设备委员会批准的导则来制定。法国石油工业协会(UFIP)颁发的“针对炼油厂基于风险分析改变停产大修周期与耐压试验周期制定的检验计划的导则”已获得批准。印尼、新加坡、荷兰等国政府也有类似规定22欧洲各国现行关于承压设备检验的一些规定23241.4国内RBI技术发展现状上世纪九十年代末政府介入与关注中石油、中石化积极推动国外技术机构乘虚而入与国内联合大学、研究机构已逐步引入概念基础性工作定性与半定量工作国家科技部立项特种设备局“十五”攻关社会公益国际合作重点法国BV挪威DNV英国TISCHUK英国TWI韩国SK瑞典SKF特检中心、通用所、南化、华化、青岛安工院、北航提出安全与经济性的关系安全技术委员会的关注张局长对茂名RBI关注→通用所→南化、华化→青岛安工院→特检中心25执行情况单位已完成(套)正在进行(套)合肥通用机械研究所1012特检中心12～3南京化工大学10青岛安工院31华东理工大学1(定性)0262.API581简介API581于2000年5月出版，文件由正文和附录组成正文的主要内容介绍RBI的基本概念风险分析重要度风险可靠性分析检测程序工厂基础标准数据表等27附录的主要内容:附录ARBI定性分析工作手册附录BRBI半定量分析工作手册附录CRBI定量分析工作手册附录D管理系统评价工作手册附录EOSHA1910和EPA危险化学品表附录FAPI和ASTM的RBI比较28附录G腐蚀减薄模式(其中包括HCL，高温硫和环烷酸，高温H2S/H2，H2SO4，HF，酸性水，胺，高温氧的各种腐蚀数据和判据)附录H应力腐蚀裂纹模式(其中包括以下应力腐蚀裂纹的数据表和判据：碱，胺，硫化物，HIC/SOHIC-H2S，炭酸，连多硫酸，HSC-HF，HIC/SOHIC-HF附录I高温氢腐蚀模式附录J炉管模式附录K材料疲劳(仅管线)模式附录L脆断模式附录M设备衬里模式附录N外部损坏模式292.1API581与其它规范的关系API581提供基于风险分析检测计划程序，有关检测的实施仍需参照其它的API规范，例如：API750过程危害性管理API510压力容器检测、评级、修理和变更规范API570在役压力管道检测、修理、变更和维护规范API653储罐检测、修理、变更与重建规范API530石化炼油厂计算热交换管壁厚的实例API581分为定性分析、半定量与定量分析定性分析主要适用于较大范围的评估，如工厂、装置区。定量分析主要适用于特定设备的评估，主要项目包含有塔器、储罐、转动机械与管线。API581注重评估因腐蚀所造成穿透泄漏等危害风险。30API750API510API570API653评估损坏的危险性和剩余寿命执行的文件供研究参考文件API-BRD581RISKBASEDINSPECTION执行的文件MPCFITNESSFORSERVICERBI文件APIRP579APIRP580目前312.2RBI分析层次定性半定量定量高详细技术分析程度低数据资料收集失效后果失效可能性减低风险检验计划制订风险等级确定重新评估风险评估RBI计划编制方法32Level范围评估对象评估方法用途1全厂过程单元或系统定性系统排序2单元/系统设备/子系统定性/半定量检测计划3单元设备/子系统定量详细检验计划332.3风险评估的执行步骤分类工艺设备定性分析定量分析设备类型可靠度PlotPlansPFD/P&ID失效概率损坏后果等级失效概率健康后果等级可燃性风险毒性泄放风险环境污染风险生产中断风险(两者中最坏情况)半定量分析或火灾爆炸风险毒性外泄风险342.4定性RBI分析－依据APIRP580Risk-BasedInspection－风险的意义：Risk＝Frequency×Consequence风险＝(概率)×(后果)概率分析(六项系数)设备系数损坏系数检测系数维修状况系数工艺系数机械设计系数后果分析损坏后果或健康后果(六项系数)(四项系数)化学物质系数毒性量系数物质存量系数扩散性系数状态系数保护系数自燃系数人口系数保护系数压力系数35定性RBI分析——失效概率系数构成设备系数EquipmentFactor损坏系数DamageFactor检测系数InspectionFactor++维修状况系数ConditionFactor工艺系数ProcessFactor机械设计系数MechanicalDesignFactor+++36定性RBI分析——损坏后果系数构成化学物质系数ChemicalFactor物质存量系数QuantityFactor状态系数StateFactor++自燃系数Auto-IgnitionFactor压力系数PressureFactor保护系数CreditFactor+++37定性RBI分析——健康后果系数构成毒性量系数ToxicQuantityFactor++保护系数CreditFactor+扩散性系数DispersibilityFactor人口系数PopulationFactor38定性RBI分析——失效概率等级划分失效概率系数构成：设备系数＋损坏系数＋检测系数＋维修状况系数＋工艺系数＋机械设计系数失效概率等级失效概率系数失效概率等级0～15116～25226～35336～50451～75539定性RBI分析——后果等级划分──后果等级由损坏后果等级和健康后果等级较高的确定损坏后果系数构成：化学物质系数＋物质存量系数＋状态系数＋自燃系数＋保护系数＋压力系数＋损坏可能系数健康后果系数构成：毒性量系数＋扩散性系数＋保护系数＋人口系数