基于风险的检验 (Risk Based Inspection,简称RBI) 技术是以追求特种设备系统安全性与经济性统一为理念,在对特种设备系统中固有的或潜在的危险进行科学分析的基础上,给出风险排序,找出薄弱环节,以确保特种设备本质安全和减少运行费用为目标,建立一种优化检验方案的方法。

1　RBI风险检验技术概述

RBI风险检验技术能够使设备本质可靠性有实质的提高,可一定程度上延长设备检修的周期,从而降低设备的维护成本,不但可以减少检修成本,还可保证设备安全性达标。这项技术的基础是风险分析,对重点区域内风险较高的设备设施进行检验,能够系统地分析和评估整个装置,也可评估其组成的单元、设备以及零部件的风险,量化风险并进行排序,最后依据顺序的优先程度形成质量风险管控措施及策略[1]。经过对设备失效机理及模式的分析,提供有效的检验方法,制定明确的检验策略,能够切实提升设备设施运行的可靠性。目前,RBI风险检验技术在国外石油、化工等生产企业应用较为广泛。

2　RBI风险检验技术实施步骤

RBI风险检验技术的实施过程,可分为以下几个步骤。

2.1　收集基础数据

运用RBI风险检验技术所需的基础数据主要包括:一般的数据资料;机械方面的主要数据资料;生产工艺中重要的数据资料;检验和维修资料[2]。其中部分数据在风险评估的过程中是必要的,这些数据的准确性及真实性会对风险评估的结果产生很大影响。

2.2　进行失效分析

设备失效概率(LOF)是指通过设备中存在的破坏机理分析破坏发生的可能性大小。要对设备失效概率进行评估,应当先对设备失效机理进行识别和确认[2]。设备失效结果(COF)用于对设备可能造成的实际危险性进行评价,需要考虑的主要因素在生产、安全和环境等方面。将所有失效后果的影响因素加权求和后进行评价,并且可以根据实际情况来选择定性或定量的方法确定待检设备失效的后果。

通过定性分析法对设备失效后果进行分析,应充分考虑装置中物料本身的种类和理化特性,缺陷引发故障可能产生的实际影响,物料的形式及其产生的压力等主要因素。当设备失效的概率等级及失效的后果等级确定之后,一般按照由这两者组成5×5的风险矩阵对其级别加以具体确认。设备失效等级分为:“特别高”、“高”、“中”、“低”和“特别低”5个级别(对应的分别为Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅰ级)[3],如图1所示。

  

1ⅢⅢⅢⅣⅣ2ⅡⅡⅢⅢⅣ3ⅠⅠⅡⅢⅣ4ⅠⅠⅡⅡⅢ5ⅠⅠⅡⅡⅢEDCBA失效的后果

图1　RBI分析的风险矩阵示意

如果想要对设备的失效后果进行更精确的计算,可使用定量的方法。该方法主要指运用模型来描述因失效对人、财物及环境造成的损伤,常用定量的评估系统中都有多种关于失效模式和结果的标准模块作为参考依据。

由表1可见:对设备中可能的破坏机理进行分析,可能发生的破坏机理就有10多种。在设备的破坏机理被确定之后,就可以对设备的失效概率与失效后果进行计算,程序流程见图3。

2.3　制定检验计划

综上所述,通过RBI分析，在检修设备时,能够有效的减少进入容器内部实施检查的次数。同时,在确定检测方法时,不但要考虑设备的具体破坏机理,还应当结合无损检测方法的经济性及有效性,最后制定出每一台设备的检验计划。在针对设备实施风险评估的过程中,设备的壁厚是关键数据,应当把目视检查与测厚检查规定为必要施行的检验项目。综合所有无损检测技术的具体适用范围及各方优缺点,对设备失效的具体模式分别确定检测方法,不但可以只用1种检测方法而且也可以同时运用2种或2种以上的方法。

C、D泊位码头前沿供水栓兼作消火栓使用。码头后方需要设置2个泡沫栓，现场增设1个，间距35m位置处增设1个泡沫栓；消防给水管道采用已有给水管，泡沫栓管道采用DN100无缝钢管，接原有泡沫管道，埋地敷设，管道埋深与原管一致。码头后方增加配备移动式水泡和泡沫炮各1套，以及推车式（1台）和手提泡沫式灭火器（4具）。

3　RBI风险检验在PP装置中的实际应用

RBI风险检验的范围主要是某PP装置中的全部15台静设备。在RBI风险检验的初始阶段,结合PP装置的特点,利用专家打分法对装置的设备设施和工艺条件进行审查,内容从以下几个方面考虑:①在异常条件下发生危险事故的概率;②发生事故后会造成特别严重后果区域中的设备;③在材料与防腐措施选择等方面存在设计与使用有误;④针对人员误操作的具体预防措施;⑤同类型装置发生事故的情况。从检验计划中去掉装置中可接受风险等级的设备,以便达到减少费用和提高效率的目的,经过筛选后保留10台设备作为进一步检验的对象,其中包括3台反应器、2台换热器、4台容器和1台塔器。

针对保留下来待检的设备,详细分析其中可能存在的失效模式。内容包括:①明确工艺物料中包含的组分以及各组分的具体含量,最关键的是确定H2S等特别敏感介质的具体含量;②检查正常条件下运行的设备结构与材料失效概率;③详细检查装备以及其所属部分中产生的应力值;④参考同类型装置中设备可能存在的失效类型。分析过程见图2。图2中，风险等级由高到低依次为1级、2级、3级、4级、5级。

藏中联网工程中500 kV主变压器大量采用了合闸电阻和选相合闸相结合的涌流抑制措施。同时，500 kV主变压器首次空充前均采取了消磁措施，后续开断录波也为剩磁评估创造了条件。为评估藏中联网调试和运行期间存在的励磁涌流风险，基于PSCAD搭建了藏中联网工程东线电磁暂态仿真模型，其结构如图4所示。图中木里、水洛、乡城、巴塘、芒康均为500 kV变电站，四川侧主网在500 kV月城站做等值，乡城、水洛和木里变电站220 kV侧上网水电均搭建了详细模型并调整为与充电时段对应的运行方式。

  

图2　RBI评估的分析流程示意

PP装置中设备可能发生的失效模式见表1。

 

表1　PP装置中设备失效机制的分析结果

  

破坏机理PP装置容器反应器换热器合计高温氧化0213高温硫化2125氢化物的腐蚀2002硫化物的腐蚀2013点蚀1213氢导致的开裂2024冲蚀与侵蚀0101

 

续表1

  

破坏机理PP装置容器反应器换热器合计湿H2S的腐蚀3317湿H2S的应力开裂1203高温硫化氢的腐蚀0303腐蚀疲劳1001

如图5所示，通过构建索引文件和数据文件两个文件，对同一档案下的小文件进行合并存储，索引文件中存储小文件的相对路径、名称、大小、修改时间、数据区偏移量等基本信息，数据区存储了每个小文件的二进制数据流。针对系统经常访问文件元数据的需求，系统提供缓存模块将对索引文件缓存到内存中，实现高效访问，当系统需要读取文件内容时，先从检索信息中获取数据区偏移情况，根据偏移量从数据区中获取文件二进制内容。

1)在对装置运行的工艺流程及生产区域进行检查时,PP装置在运行过程中存在不符合规定的现象,主要包括:设备超负荷运转并且缺少操作稳定性的分析与评估,同时存在非常规操作管理缺失等状况。若要解决这些问题，可针对现有的工艺流程进行改进,从而提高其可靠性以及有效性。

  

图3　进行设备失效概率及失效后果分析的流程示意

从PP装置失效概率(LOF)及失效后果(COF)情况分析结果(见表2)可以得出,在设备设施破坏机理中多数是因H2S的存在而导致的破坏,因此,应对PP装置工艺流程中的硫和氯等高敏感性介质的量变多加注意。在众多破坏机理中,换热器的比例最大,因此,应将换热器作为重点检测对象。

 

表2　设备失效的概率和后果分析结果

  

设备类型总计失效的概率等级失效的后果等级12345ABCDE反应器32000102101塔10000100100容器41001200021换热器20010100110合计103121102331

4　具体检验计划的制定

按照RBI检验基本原则,依据设计公司及运营企业长期以来的相关管理经验,得出设备检验周期应当依据的主要内容如下:

1)当设备风险等级为1、2级,并且失效概率(LOF)等级大于3级时,应尽量在1年内对其进行在线无损检验,要在两年半内进行一次停机检验,而且全部设备都需要透过检修孔对其内部进行全面检查。

本发明是一种一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置，其特征在于该反应装置包括硫化系统、汽化系统、反应系统、冷却系统、净化系统、分析系统，各部分通过管道依次进行连接；硫化系统包括依次连接的原料气储罐、二硫化碳蒸发器和混合瓶；汽化系统包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器；反应系统包括单管管式反应器；冷却系统包括冷凝器；净化系统包括碱洗瓶、脱硫器；分析系统包括气相色谱仪。本实用新型装置投资成本低、占地面积小、试验流程简单、操作方便。采用原粒度管式反应器使催化剂的反应与工厂的实际状况比较接近，能较好地反应催化剂工业使用的实际状况。

3)若设备风险等级为4、5级,并且失效概率(LOF)等级小于3级时,可以在最近一次检验周期基础上延长3～5年再对其进行检验。而且在检验时,可以只按25%的比例透过检修孔对其内部进行检查。

2007—2016年，东营市绿色经济发展过程中经济水平整体比较稳定，经济得到了一定发展。2016年经济系统得分达到 0.022 6，是 2007年得分0.0123的1.84倍，由此可知，东营市绿色经济发展过程中，经济发展取得了较大成效。人均生产总值不断增加，经济增长率除2009、2015年受经济形势整体不景气影响有所下降外，其他年份均保持增长，居民消费水平和人均可支配收入不断上升。整体来看经济系统得分波动较小。

需从以下几个方面进行:RBI检验的策略;确定检验的主要任务;确定检验的方法;确定检验的内容及周期[4]。由于检验是一个动态的管控过程,因此一般都应当进行RBI的再评价工作,能够为不断变化的装置状态进行有效的风险管理提供依据。

5　意见和建议

3)若要保证总体PP设备设施在运行中保持较高的可靠性,不能仅依靠单个设备设施所具有的可靠性,更重要的是要确保与设备设施相互关联的转动机械、仪表以及仪器等附加设备也有与主体设备设施相匹配的可靠性,因此,也应对这类附加设备进行有效管理。

三是建设、实施、监理及施工等各参建单位间的沟通、协作及配合还不够密切，工程实施过程中出现的一些如监理不到位、施工进度缓慢、质量缺陷、工程款拨付困难等问题得不到及时解决，影响了工程的顺利实施。

炉内燃烧实际温度和稳定性都会因料层厚度的变化而产生影响，并且炉床内的蓄热量也会受到料层高度的影响出现递减的情况。操作人员需要根据实际情况，来对料层的厚度进行适当的调整，采取一次风作为返料风的，床层压力控制在8.5～9.5kPa。

2)对工艺中原本存在的防腐措施应当给出优化的实施方案。若是由设计因素导致的缺陷,应当在PP装置进行检维修时进行相应整改。

根据RBI评估的结果,对PP装置生产过程以及质量管理等方面提出一定改进建议。

4)应当在实施检测计划得出具体的结论后,及时利用RBI风险评估对系统数据进行修正和完善,才能保证PP装置可靠性分析结论具有较高的置信度[5]。同时,还应当对装置系统中高危部分进行更多次数的检验以及改进完善检验技术,以便达到设备设施可靠性的提升[6]。

6　结　语

进行RBI分析的目的就在于能够对装置以及设备的可靠性等级进行确定,然后再对设备中存在的缺陷经过检测、维护和降低风险措施后达到安全运行的效果。这个分析过程同样也是持续改进过程,不但能够实现对设备的检验以达到持续不断的改进,而且还能对压力容器与管道系统中失效的风险加以控制和降低,为提升质量检测工作的效率和准确率提供了一种切实可行的方法和方向。

参考文献：

[1]　JOVANOVIE A.Risk—based inspection and maintenance in power and process plants in Europe[J].Nuclear Engineering & Design,2003,226(2):165-182.

“教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”明确指出，课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。要建立突出职业能力培养的课程标准，规范课程教学的基本要求，提高课程教学质量。在教学活动中，要积极进行教学方法和手段的改革和探索，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。[1]

[2]　陈学东,杨铁成,艾志斌,等.基于风险的检测(RBI)在实践中若干问题讨论[J].压力容器,2005,22(7):36-44.

[3]　陈学东,王冰,杨铁成,等.基于风险的检测(RBI)在中国石化企业的实践及若干问题讨论[J].压力容器,2004,21(8):39-45.

吃早点时，一直打听，早年间，吉和街那家著名锅贴饺的去处，早已不知所踪，唯有天主教堂犹在，雁青色的细砖外围，哥特式尖顶，高高耸立于吉和街。弟弟妹妹上学的吉和街小学也不见了。

[4]　刘展,王智平,榆树荣,等. RBI在压力管道风险管理中的应用[C]∥中国安全生产科学院,江苏省科学技术协会. 2005中国第二届城市与工业安全国际会议论文集. 南京:东南大学出版社,2005:281-285.

[5]　刘展,王智平,榆树荣,等. 基于RBI的眼里管道风险检验技术研究—压力管道风险管理理论及其关键技术研究(8)[J].石油化工设备,2008,37(5):5-8.

[6]　雍莎.基于风险的检验(RBI)技术在常减压装置中的应用[D]. 北京:北京化工大学,2012.