RBI技術(shù)在壓力容器檢驗(yàn)中的應(yīng)用

摘 要：壓力容器是海洋石油海上平臺生產(chǎn)中重要的設(shè)備，傳統(tǒng)的定期檢驗(yàn)方法存在“檢驗(yàn)不足”和“檢驗(yàn)過度”的問題，且效率低。RBI技術(shù)是管理風(fēng)險(xiǎn)評估和優(yōu)化檢驗(yàn)方法的一種新型檢驗(yàn)技術(shù)方法。RBI技術(shù)解決了“檢驗(yàn)不足”和“檢驗(yàn)過度”，提高了檢驗(yàn)效率，并將風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受范圍，給平臺帶來了顯著地經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

關(guān)鍵詞：RBI技術(shù)；壓力容器；風(fēng)險(xiǎn)；檢驗(yàn)技術(shù)

Abstract： Pressure vessel is important equipment in the production of Marine oil offshore platforms， traditional periodical survey method is the lack of test and excessive checking out problems， and low efficiency. The RBI technique is risk assessment and management optimization test method is a new inspection technology method. The RBI technology solves the lack of test and excessive inspection， improve the testing efficiency， and risk control in the acceptable range， brought platform significantly economic and security benefits.

Key words：The RBI technology； Pressure vessel； Risk； Inspection technology；

壓力容器作為生產(chǎn)和儲運(yùn)設(shè)備是海洋石油平臺石油生產(chǎn)中重要的設(shè)施之一，擁有的壓力容器數(shù)量巨大。海上平臺采油的成本較高，設(shè)備損壞帶來的生產(chǎn)中止會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，所以需要對海上壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷[1]。

1 定期檢驗(yàn)方法

目前，我國中海油壓力容器檢驗(yàn)采用傳統(tǒng)的定期檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剑械膲毫θ萜骶裱秹毫θ萜鞫ㄆ跈z驗(yàn)規(guī)則》規(guī)定，根據(jù)評定等級情況，按照規(guī)范規(guī)定的檢測周期2年、3年獲6年，到期對所有的設(shè)備都采用相同的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢測，存在“檢驗(yàn)不足”和“檢驗(yàn)過度”的問題，因此定期檢驗(yàn)在資金使用和保障檢測質(zhì)量方法存在不足。

2 RBI技術(shù)檢驗(yàn)方法

RBI技術(shù)是以風(fēng)險(xiǎn)分析為基礎(chǔ)的檢驗(yàn)方法，以追求設(shè)備系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一為理念而建立的一種優(yōu)化設(shè)備檢驗(yàn)方案的方法。RBI技術(shù)通過對系統(tǒng)中可能發(fā)生失效的部位及其失效的概率和后果經(jīng)過分析技術(shù)，然后對系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序以便檢驗(yàn)優(yōu)化[2]。

歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)海上平臺風(fēng)險(xiǎn)的80%集中在20%的壓力容器設(shè)備上，說明海上壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)不是平均分散在設(shè)備上。因此不采取任何區(qū)別對待的全面檢驗(yàn)必然費(fèi)用高，效率低，可靠性低。采用RBI技術(shù)分析對容器的風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行排序，針對容器的損傷類型、風(fēng)險(xiǎn)的高低選擇檢驗(yàn)方法，確定檢驗(yàn)位置、檢驗(yàn)比例，根據(jù)腐蝕速率確定檢驗(yàn)時(shí)間[3]；同時(shí)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級合理安排檢驗(yàn)資源，將檢驗(yàn)資源集中于高風(fēng)險(xiǎn)的容器，避免造成“檢驗(yàn)過度”和“檢驗(yàn)不足”，降低檢驗(yàn)成本，提高了檢驗(yàn)的有效性和科學(xué)性。

3 RBI技術(shù)在壓力容器檢驗(yàn)的應(yīng)用

海上油田作業(yè)區(qū)采用RBI技術(shù)對油田的236臺壓力容器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定風(fēng)險(xiǎn)分布情況，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級結(jié)果制定優(yōu)化合理的檢驗(yàn)策略，制定一個(gè)現(xiàn)在的和未來的新的檢驗(yàn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)以合理有效的檢測成本以及維修成本來實(shí)現(xiàn)壓力容器及其系統(tǒng)長期有效并安全的運(yùn)行。

（1）首先通過定性分析執(zhí)行對236臺壓力容器的進(jìn)行失效概率和失效后果的評估，以確定236臺壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)等級，以便排除低風(fēng)險(xiǎn)的壓力容器，安排下一步對中高風(fēng)險(xiǎn)的壓力容器的詳細(xì)評估，以提高風(fēng)險(xiǎn)評估的效率。通過對236臺壓力容器的進(jìn)行定性風(fēng)險(xiǎn)分析，共確定了136臺壓力容器處于高風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)需要進(jìn)行更加詳細(xì)的評估，容器高風(fēng)險(xiǎn)的原因是由內(nèi)部和外部腐蝕問題引起的，例如CO2腐蝕、H2S應(yīng)力腐蝕裂紋、微生物腐蝕（MIC）、保溫層下腐蝕和涂層破損等。其它100臺壓力容器處于低風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)，這些容器可以使用較少的檢驗(yàn)資源。

（2）收集136臺壓力容器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)確認(rèn)無誤后，根據(jù)壓力容器的材料、運(yùn)行時(shí)間、壁厚、運(yùn)行壓力、運(yùn)行介質(zhì)、運(yùn)行溫度等因素進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其中的92臺壓力容器的條件與其他44臺壓力容器的條件極其相似，因此可以將詳細(xì)分析的焦點(diǎn)集中在這44臺容器上，選取這44臺典型壓力容器為代表進(jìn)行分析風(fēng)險(xiǎn)就能得到油田壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)狀況。壓力容器除本體外，還有很多的接管，由于材質(zhì)、壁厚、直徑、運(yùn)行介質(zhì)功能的不同，最終產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果也不相同，因此將其分為不同的元件進(jìn)行定量分析，44臺容器共劃分為472個(gè)不同的元件。

（3）對472個(gè)元件進(jìn)行定量分析，根據(jù)分析結(jié)果大小，將容器風(fēng)險(xiǎn)從低到高依次排序。

從風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖中可以總結(jié)出464個(gè)單元被分成了四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)類型，見表1：

1）風(fēng)險(xiǎn)高的元件有7個(gè)，占總數(shù)的1.5%（紅色區(qū)域）；

2）風(fēng)險(xiǎn)較高的元件有72個(gè)，占總數(shù)的15.3%（藍(lán)色區(qū)域）；

3）風(fēng)險(xiǎn)中等的元件有184個(gè)，占總數(shù)的39.0%（黃色區(qū)域）；

4）風(fēng)險(xiǎn)低的元件有209個(gè)，占總數(shù)的44.3%（綠色區(qū)域）。

較高以上風(fēng)險(xiǎn)的元件占總數(shù)的16.8%，也驗(yàn)證了風(fēng)險(xiǎn)主要集中在少數(shù)設(shè)備上。

（4）經(jīng)過RBI技術(shù)分析油田壓力容器的主要損傷類型，內(nèi)部是二氧化碳腐蝕、微生物腐蝕、硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂、氯化物腐蝕開裂，外部主要是不銹鋼腐蝕開裂、保溫下腐蝕。根據(jù)腐蝕類型采用TOFD和相控陣PTUA技術(shù)為首選檢驗(yàn)技術(shù)，同時(shí)根據(jù)材質(zhì)情況輔以傳統(tǒng)的檢驗(yàn)技術(shù)超聲波測厚UT/T、超聲波探傷、磁粉探傷MT、滲透探傷PT技術(shù)、硬度測試等。三臺壓力容器的檢驗(yàn)方案見表2。

4 結(jié)語

通過RBI技術(shù)的實(shí)施，準(zhǔn)確確定了各個(gè)元件的失效概率等級及失效后果等級，確定了油田中風(fēng)險(xiǎn)級別中、高級元件位置，解決了傳統(tǒng)檢驗(yàn)中的“過度檢驗(yàn)”及“檢驗(yàn)不足”的問題，制定了合理的檢驗(yàn)計(jì)劃表，通過優(yōu)化分配檢驗(yàn)資源，采用更有效的檢驗(yàn)方法，達(dá)到了節(jié)省檢驗(yàn)資源和降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。將風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受的范圍，實(shí)現(xiàn)了以合理有效的檢驗(yàn)成本和維修成本實(shí)現(xiàn)壓力容器在長期有效安全運(yùn)行，為平臺帶來了顯著地經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。利用管理系統(tǒng)的評審，找出公司管理的差距，提升了公司的安全生產(chǎn)、設(shè)備管理，提高了公司管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王慶鋒，楊劍鋒，劉文彬，袁慶斌，馬宏偉.過程工業(yè)設(shè)備維修智能決策系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2010，（24）：167-178

[2] 趙帆.海上壓力容器、壓力管道基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)管理系統(tǒng)應(yīng)用研究.北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文.2013.05：2-4

[3] American Petroleum Institute.API 581 Risk-based Inspection Base Resource Document. USA API，2008

作者簡介

劉斌（1981-），男，河北昌黎縣，就讀于西南石油大學(xué)，在職研究生工程碩士，石油與天然氣工程專業(yè)。