RBI技術(shù)在丙烯腈裝置的應(yīng)用

王莉 陳銘 韓毅 張婧 王鑫晟

摘 要：采用基于風險的檢驗（RBI）技術(shù)對公司丙烯腈裝置的106臺容器、2641條管道進行了風險評估。分析了裝置存在的損傷機理，并根據(jù)風險評估結(jié)果制定了檢驗策略，根據(jù)策略實施了定期檢驗工作，結(jié)合檢驗檢測發(fā)現(xiàn)問題對RBI評估損傷機理進行驗證。

關(guān)鍵詞：基于風險的檢驗;風險評估;損傷機理;驗證

RBI（Risk-Based Inspection）全稱為基于風險的檢驗，即以設(shè)備單元的失效破壞可能性和失效導(dǎo)致的后果為分析對象;通過對生產(chǎn)裝置中每個設(shè)備單元固有的或潛在的失效模式所導(dǎo)致的危險及其后果進行定性或定量的分析來量化風險的大小，從而確定設(shè)備的風險等級，發(fā)現(xiàn)裝置的主要薄弱環(huán)節(jié);在此基礎(chǔ)上對風險等級較高的設(shè)備單元給予重點關(guān)注，并通過有針對性的檢驗來保證設(shè)備的安全運行。

目前，RBI技術(shù)已在國內(nèi)一些化工裝置進行了運用，并取得了較好的效果。在此背景下，某石化為了實現(xiàn)其丙烯腈裝置的長周期安全運行目標，委托中國特檢院于2017年9月對丙烯腈裝置進行了RBI技術(shù)應(yīng)用。中國特檢院以2018年7月31日為時間節(jié)點對丙烯腈裝置進行風險評估并根據(jù)評估結(jié)果制定了檢驗策略，2018年8月至9月中國特檢院依據(jù)檢驗策略對丙烯腈裝置實施檢驗檢測，對結(jié)合檢驗檢測發(fā)現(xiàn)問題對RBI評估損傷機理進行驗證。

1 裝置基本概況

某石化丙烯腈裝置由3個部分組成，即AN部分、MMA部分、SAR部分。評估范圍為丙烯腈裝置中在用的106臺容器、2641條管道。評估采用中國特檢院自主開發(fā)的石化設(shè)備風險評估軟件，將壓力容器劃分為259個評價單元、壓力管道劃分為2641個評價單元。AN部分工藝基本原理就是丙烯、氨和空氣在催化劑作用下，進行氧化反應(yīng)生成丙烯腈，同時還生成氫氰酸、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸以及水等。MMA部分分為兩個單元，即丙酮氰醇（ACH）單元和甲基丙烯酸甲酯（MMA）單元。SAR部分以AN部分硫銨溶液和MMA裝置廢酸為原料，生產(chǎn)濃硫酸。

2 裝置損傷機理分析

根據(jù)丙烯腈裝置容器、管道的操作工況、材質(zhì)的腐蝕敏感性，綜合分析存在以下?lián)p傷模式：腐蝕減薄、應(yīng)力腐蝕開裂和其他損傷，各損傷模式下對應(yīng)的損傷機理見表1。

3 RBI風險評估結(jié)果

根據(jù)RBI風險評估得出2018年7月31日的安全風險評估結(jié)果，見圖1。丙烯腈裝置2900個評估單元中102個單元為高風險評估單元;中高風險評估單元有371個;中風險評估單元916個;低風險評估單元有1511個。失效可能性等級為5的評估單元有6個，失效可能性等級為4的評估單元有40個，失效可能性等級為3的評估單元有268個，失效可能性等級為2的評估單元有978個，其余評估單元的失效可能性等級為1。根據(jù)2018年7月31日裝置風險制定了檢驗策略并于2018年8月至9月按照策略對所評估的容器和管道實施了首次定期檢驗。

4 檢驗檢測情況

根據(jù)對丙烯腈裝置實施定期檢驗，主要問題有均勻腐蝕、局部腐蝕、氯化物應(yīng)力腐蝕開裂、氨應(yīng)力腐蝕開裂和氫氰酸致氫應(yīng)力開裂及壓力容器或管道存在的原始制造缺陷。

通過設(shè)備檢驗情況與RBI分析結(jié)果的對比，發(fā)現(xiàn)部分損傷情況與損傷機理、評估風險基本吻合，詳見表2和表3。

5 結(jié)論

①丙烯腈裝置所涉及的主要失效機理有高溫硫化物腐蝕（無氫氣環(huán)境）、胺腐蝕、堿腐蝕、酸性水腐蝕（酸式酸性水）、酸性水腐蝕（堿式酸性水）、硫酸腐蝕、二氧化碳腐蝕、有機酸腐蝕、鍋爐冷凝水腐蝕、冷卻水腐蝕、露點腐蝕、大氣腐蝕（有隔熱層）、大氣腐蝕（無隔熱層）、氯化物應(yīng)力腐蝕開裂、氫氰酸致氫應(yīng)力開裂、氨應(yīng)力腐蝕開裂、胺應(yīng)力腐蝕開裂、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂、堿應(yīng)力腐蝕開裂、碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂、沖蝕、蒸汽阻滯、機械疲勞、敏化、自聚堵塞、襯里失效等;

②以2018年7月31日作為評估時間點，丙烯腈裝置2900個評估單元中102個單元為高風險評估單元;中高風險評估單元有371個，其他為中風險、低風險評估單元，裝置中中高風險以上單元占16.3%;

③根據(jù)檢驗策略于2018年8月至9月對所評估的容器和管道實施了首次定期檢驗。丙烯腈裝置檢修期間發(fā)現(xiàn)的主要問題有均勻腐蝕、局部腐蝕、氯化物應(yīng)力腐蝕開裂、氨應(yīng)力腐蝕開裂和氫氰酸致氫應(yīng)力開裂及壓力容器或管道存在的原始制造缺陷;

④通過設(shè)備檢驗情況與RBI分析結(jié)果的對比，發(fā)現(xiàn)部分損傷情況與損傷機理、評估風險基本吻合，建議車間結(jié)合損傷機理對同類損傷機理設(shè)備加強重點關(guān)注，做好日常巡檢等管理工作，指導(dǎo)設(shè)備長周期運行使用。

參考文獻：

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