RBI技術(shù)在在用壓力管道上的應(yīng)用探討

趙剛

摘 要：文章對(duì)RBI的概念及其實(shí)施過程等進(jìn)行了簡要闡述，對(duì)當(dāng)前在用壓力管道檢驗(yàn)中存在一定的無序性、數(shù)據(jù)缺少等現(xiàn)狀，提出了應(yīng)用RBI技術(shù)解決這些問題的一些建議，建議加強(qiáng)這方面的研究和技術(shù)儲(chǔ)備工作。

關(guān)鍵詞：壓力管道風(fēng)險(xiǎn)；RBI檢測技術(shù)；研究分析

1 RBI的概念

RBI檢測技術(shù)是基于風(fēng)險(xiǎn)檢測（Risk BasedInspection）的縮寫，是近十年來發(fā)展起來的承壓設(shè)備管理與檢驗(yàn)新技術(shù)。美國自1995年開始了對(duì)壓力管道基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測（簡稱RBI）研究，2000年發(fā)布了API 580（基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測）和API581（基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測的資源文件）標(biāo)準(zhǔn)，在化工和其他領(lǐng)域中得到了大量的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于降低設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化設(shè)備檢測和備件計(jì)劃，提供延長裝置運(yùn)行周期的決策依據(jù)發(fā)揮了重要作用。在API581中，RBI定義為：對(duì)設(shè)備實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理的過程，關(guān)注的重點(diǎn)有兩方面：一是材料退化失效引起的壓力設(shè)備（如壓力管道）內(nèi)容物泄漏的風(fēng)險(xiǎn)；二是通過檢測實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)控制。

2 RBI技術(shù)實(shí)施過程

維爾佛雷德·帕雷圖（VilfredoPareto）是19世紀(jì)意大利的一位經(jīng)濟(jì)學(xué)家，他提出了帕雷圖定律，用以描述當(dāng)時(shí)意大利財(cái)富和收入的集中程度。該定律有時(shí)也被稱作二八規(guī)則，即：80%的結(jié)果是由20%的可能原因產(chǎn)生的。大量統(tǒng)計(jì)研究表明，在生產(chǎn)領(lǐng)域存在一個(gè)類似經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的帕雷圖二八規(guī)則——80%的風(fēng)險(xiǎn)往往集中在20%的設(shè)備上。

RBI的理論是采用系統(tǒng)論的原理和方法，通過對(duì)化工裝置工藝和損傷機(jī)理的全面掌握，將檢測資源按照設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)重新分配，在保證給予低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目足夠檢測和維護(hù)資源的情況下，將大量檢測和維護(hù)資源轉(zhuǎn)移到高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目上，給高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目提供更高水平的檢測，是一種更主動(dòng)、更有針對(duì)性的檢測。

2.1 RBI評(píng)估的目的

（1）發(fā)現(xiàn)工廠的高危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域（裝置）。（2）發(fā)現(xiàn)裝置中的重要設(shè)備與管線。（3）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)排序，安排檢驗(yàn)時(shí)間和周期。（4）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，調(diào)整檢測、維修計(jì)劃。（5）制定相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)管理制度。（6）提高企業(yè)的安全管理水平。

2.2 RBI工作流程

（1） RBI實(shí)施的準(zhǔn)備，確定評(píng)價(jià)的目標(biāo)和范圍、采用的方法和所需要的資源。實(shí)施RBI應(yīng)有明確的目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)應(yīng)被RBI分析人員和管理人員理解。評(píng)價(jià)應(yīng)建立在一定的物理邊界和運(yùn)行邊界上，通過裝置、工藝單元和系統(tǒng)的選擇建立物理邊界。

（2）尋找設(shè)備的失效機(jī)理和失效模式。找出設(shè)備在所處的環(huán)境中可能產(chǎn)生的退化機(jī)理、敏感性和失效模式，這對(duì)RBI評(píng)價(jià)很有幫助。

（3）評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的采集。采集風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)設(shè)備的數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、維護(hù)和改造、設(shè)備失效等數(shù)據(jù)。

（4）評(píng)估失效概率。評(píng)估設(shè)備在工藝環(huán)境下每一種失效機(jī)理的失效概率，失效概率評(píng)估的最小單位是按失效機(jī)理不同劃分出的設(shè)備部件。失效概率評(píng)估包括確定材料退化的敏感性、速率和失效模式，量化過去檢測程序的有效性，計(jì)算出失效的概率。

（5）評(píng)估失效后果。評(píng)估設(shè)備發(fā)生失效后對(duì)經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、安全和環(huán)境造成的影響。

（6）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。根據(jù)上面評(píng)估的失效概率，計(jì)算出設(shè)備失效的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行排序。根據(jù)制定的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則（如ALARP原則），將風(fēng)險(xiǎn)劃分為可接受、不可接受和合理施加控制三個(gè)部分。

（7）風(fēng)險(xiǎn)管理。制定有效的檢測計(jì)劃，控制失效發(fā)生的概率，將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的程度，促進(jìn)檢測資源的合理分配，降低檢測的時(shí)間和費(fèi)用。對(duì)通過檢測無法降低的風(fēng)險(xiǎn)，采取其他的風(fēng)險(xiǎn)減緩措施。

（8）風(fēng)險(xiǎn)再評(píng)價(jià)和RBI評(píng)價(jià)的更新。RBI是個(gè)動(dòng)態(tài)的技術(shù)工具，可以對(duì)設(shè)備現(xiàn)在和將來的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而，這些評(píng)估是基于壓力管道當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)和認(rèn)識(shí)，隨著時(shí)間的推移，不可避免會(huì)有改變。有些失效機(jī)理隨時(shí)間發(fā)生變化；增加檢測活動(dòng)可以增加設(shè)備的可信度；工藝條件和設(shè)備的改變，通常可帶來設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的變化；RBI評(píng)價(jià)的原始條件也可能發(fā)生變化，采用減緩策略也可以改變風(fēng)險(xiǎn)，可以進(jìn)行RBI再評(píng)價(jià)，對(duì)這些變化進(jìn)行有效的處置措施。

3 壓力管道檢驗(yàn)中應(yīng)用RBI技術(shù)的建議

基于風(fēng)險(xiǎn)的管道檢測技術(shù)通過制定合理、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、有效的檢測方案，給予高風(fēng)險(xiǎn)管道更多的檢測資源，同時(shí)避免在低風(fēng)險(xiǎn)管道上的過多投入，借助儀器設(shè)備等對(duì)在用管道的各種缺陷問題進(jìn)行定量化分析，檢測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果作為管道安全評(píng)估的基礎(chǔ)，它可以解決在用管道是否需要改造或更換、能否升壓運(yùn)行、是否需要降壓運(yùn)行等問題?？梢悦骞艿赖默F(xiàn)實(shí)狀況，確定管道安全狀況等級(jí)，提出適宜的檢修方案。為此提出以下建議：

（1）在RBI分析過程中必須確定檢測方法的有效性，以保證能檢測出設(shè)備己存在缺陷和嚴(yán)重程度。例如，特定的損傷機(jī)理造成無法預(yù)測的局部腐蝕，采用沿管線測厚的方式，很難發(fā)現(xiàn)己存在的缺陷。在這種情況下，超聲波等檢測更為有效?？傊瑢?duì)引起安全或經(jīng)濟(jì)等嚴(yán)重后果的高風(fēng)險(xiǎn)管道必須保證檢測的質(zhì)量。

（2）關(guān)注無損檢測技術(shù)進(jìn)展。以壓力管道自動(dòng)超聲成像檢測技術(shù)進(jìn)展為例，中國特種設(shè)備檢測研究中心與美國CD國際公司合作研制了相應(yīng)的檢測儀器，應(yīng)用于一些新安裝和壓力管道的檢測（最小探測直徑為57，解決了國外技術(shù)存在的許多問題。壓力管道焊縫如采用射線檢測易漏檢面狀缺陷，特別是開口度小的裂紋和未熔合等，用超聲自動(dòng)成像技術(shù)就很容易發(fā)現(xiàn)這些缺陷，且可以快速得到檢測結(jié)果；而射線檢測需大量消耗品，且對(duì)人體有害。另外，射線檢測不能顯示缺陷深度，而自動(dòng)超聲檢測通過分區(qū)法判定缺陷深度精度可達(dá)1mm，得到的彩色B超掃描圖形可實(shí)時(shí)打印，也可存入光盤，不像射線檢測需用大量底片。

加拿大和美國等國家有關(guān)法規(guī)對(duì)壓力管道的焊接技術(shù)鼓勵(lì)采用自動(dòng)超聲成像檢測技術(shù)。要關(guān)注管道在不拆保溫層或在線狀態(tài)下的脈沖渦流測厚技術(shù)進(jìn)展，以及磁記憶檢測（MMT）方法。

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