基于风险的检验技术(RBI)在联合处理站上的应用

概述

科比公司对新港作业分公司联合处理站的储罐、管道及安全阀进行了风险评估（Risk-BasedInspection，以下简称RBI）。主要分析其潜在的失效模式和失效可能性，计算失效后果并确定失效风险的大小，按照失效模式、失效可能性和风险等级给出适宜的检验策略，按照设备风险水平提出科学合理的检验周期，保证检验工作的深度和合理性，提高处理站安全稳定运行的可靠性；

一、RBI技术概述

1.1RBI技术简介

RBI的中文意思是“基于风险的检验”，是对系统中固有的或潜在的危险事件发生的可能性与后果进行科学分析的基础上，给出风险排序找出主要问题和薄弱环节，以确保本质安全和减少运行费用为目标的一种管理方式。

传统检验包括两种：基于时间的检测方法和基于环境的检测方法。与传统的检验方法和大检修计划相对比，RBI技术全面考虑了评价对象的经济性、安全性以及潜在的失效风险，根据不同设备的失效机理确定相应的检验计划。

RBI的创新之处在于它是一种系统和动态的检验方法。一方面RBI充分考虑设备早期的检验结果和经验、服役时间、设备损伤水平和风险等级来确定检验周期，另一方面RBI提供了合理分配检验和维修力量的基础，它提供保证对高风险设备有较多的重视，同时对低风险的设备进行适当的评估，允许操作者将精力集中于高风险的设备上，应用有效的检验技术加以检测，在降低成本的同时提高设备的安全性和可靠性。

1.2RBI技术原理

RBI将设备在使用期间可能发生的风险与设备在用检验相联系。应用风险分析，将工艺流程中所有的设备（包括管道）按风险进行排序，在此基础上可仅对高风险的设备，按照其损伤的特点，采用有效的检验方法进行检验，显著降低其风险，以使流程中所有设备在下一个运行期间的风险都处于低的、人们可接受的风险水平。按照RBI方法制订的检验计划对中等与低风险的设备都不需要检验。因此说，RBI是一种制订优化检验程序的方法，采用这一方法可降低设备风险与生产成本。

1.3RBI的分析方法

RBI的方法可概括为定性和定量两种，如果按等级划分，包括定性分析、半定量分析和定量分析三种。

2装置工艺描述

该站的生产系统主要包括稠油处理系统、稀油处理系统、污水处理系统

1）稠油处理工艺

稠油处理工艺流程如图2-1：

2）稀油处理工艺

稀油处理工艺流程如图2-2：

3）污水处理工艺

二、工艺危害性分析

联合处理地面工程的主要危险危害物质有稠油、稀油、原油破乳剂等，派生危险有害物料有硫化氢和轻烃油气。

三、软件中风险计算的基本原理

3.1软件中风险计算方法

ORBITONSHORE和ASTRBI软件由DNV（挪威船级社）开发，是以定量风险评价技术为基础的RBI专业软件。ASTRBI软件考虑储罐建造结构，对罐底板和罐壁板分别进行风险分析，识别风险来源。

风险（RISK）=失效可能性（LOF）X失效后果（COF）

3.2风险矩阵

风险矩阵是风险的直观表示，而风险是失效可能性与失效后果（人身安全，环境危害，经济损失）的组合。

图5-3 风险矩阵

（1） 失效可能性等级划分

失效可能性指的是设备每年可能泄漏的次数，风险矩阵将失效可能性分为5个等级，具体划分见表4-1，每个等级是由按定量计算后的失效可能性确定的。

（2） 失效后果等级划分

失效后果的量化是按照失效后造成影响区域面积的最大值来确定的，风险矩阵按照面积的大小同样将失效后果分为5个等级，具体划分见表4-2。

表4-1 失效可能性等级划分 表4-2 失效后果等级划分

失效可能性等级 调整后失效可能性 等级 面积

1 0.000000to0.000010 A

2 0.000011to0.000100 B 1m2到10m2

3 0.000101to0.001000 C 10m2到100m2

4 0.001001to0.010000 D 100m2到1000m2

5 0.010001to10.00000 E >1000m2

四、风险评估实施过程

为保证风险评估的顺利进行，评估人员制订了详细的工作流程，整个风险评估过程完全按照流程图进行实施。

图5-1风险评估工作流程图

五、风险分析结果

5.1风险分析目的

装置平稳、安全、满负荷、长周期运行的需要对设备管理提出了更高的要求。装置的风险评估在以下几方面具有重要的指导意义：

①掌握装置的总体风险状况及装置、单元、工段之间风险水平比较；

②找出装置中的相对危险的区域（损伤机理复杂、风险水平较高或失效可能性相对较高），分析原因，制订合理降低风险的措施；

③找出下次检验应优先或重点安排的设备与管道；

④确定可延长检验周期的设备；

⑤根据风险评估结果，优化检验方案，制定有针对性的降低风险的检验策略，确定检验范围、检验手段，并对检验的有效性进行评估。

5.2定性风险分析结果

定性分析工作分为可能性等级的确定和破坏后果等级/健康后果等级的确定。

在进行了风险定性分析评估后，将联合处理站内各区块的定性分析结果（概率×后果）进行排序（详见表6-1）。

表6-1联合处理站各区块定性风险分析结果

序号 区块名称 可能性等级 后果 风险等级

破坏性后果 健康性后果

100 稠油处理站 2 C A 中低风险

200 稀油处理站 3 D A 中高风险

300 污水处理站 3 C B 中低风险

5.3联合处理站风险分析结果的治理措施

风险的两个因素一个是失效可能性，另一个是失效后果。RBI主要针对失效的可能性进行研究。

5.3.1管线系统安全隐患的治理措施

管线系统经常出现腐蚀穿孔、存量泄露、渗漏、弯曲变形、保温层下腐蚀及外保温脱落等情况，对装置的安全平稳运行构成安全隐患。此外，管线材质中化学成分的不均匀也将加速基体金属的腐蚀。焊接缺陷的存在也可造成焊缝的应力与间隙腐蚀。

为了防止管线系统安全隐患的发生，可以从以下几方面入手：

①对于高压蒸汽管段腐蚀严重，污水处理站管线腐蚀穿孔等安全隐患可采取选用合理的保温防水结构、筛选性能优良的防腐涂料方法。

②对经常出现腐蚀穿孔、渗漏、管线弯曲变形等情况做好监检测。监检测方法包括定点测厚、腐蚀挂片、化学分析等。

5.3.2储罐区的安全隐患的治理措施

储罐失效形式主要有储罐底板和壁板发生局部腐蚀穿孔导致罐内盛装介质泄露，若遇明火源可引起火灾爆炸事故，以此构成极大的安全隐患。通过分析发现储罐内易于腐蚀失效的部位是罐底板内表面和壁板表面1.5m

以下，这些腐蚀部位接触的介质是污水，其主要腐蚀形式是电化学腐蚀，若污水中矿化度高及罐内操作温度较高，则会加剧腐蚀速度。

为了防止储罐区安全隐患的发生，可以从以下几方面入手：

①涂层保护+阴极保护联合防腐。

②油品储罐进液管宜从罐体下部接入，若必须从上部接入应延伸至距罐底200mm。

③油品储罐需装设阻火器、机械呼吸阀、液压安全阀，四周设防火堤，进出口管道处设金属软管连接。

④油品储罐设液位计和高液位报警装置，必要时可设自动联锁切断进液装置。油品储罐宜设自动截油排水器。

5.3.3安全阀的安全隐患治理措施

消除安全阀的安全隐患的有效方法是经常检查安全阀的工作状态，发现渗漏等情况立即采取有效措施修理，并对安全阀定期校验且校验时严格按规定执行。