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第三节
基于风险的检验

一、概述

压力容器定期检验的最终目的就是降低失效风险,确保压力容器的安全运行和企业的正常生产。压力容器的定期检验需要进行停车、开罐、清洗、置换、脚手架搭设、打磨等一系列的辅助工作,这些为检验所进行的准备工作付出的成本要远远高于检验本身的成本。检验时,在保证容器安全的前提下,如何缩短和减少企业的停车周期和检验成本?检验所采取的各种检测手段哪些是降低风险必需的?这些检验手段是否真的能降低检验风险?正是基于以上这些问题,国际上许多相关机构进行了大量的研究和探索,提出了基于风险的检验。

基于风险的检验(risk basd in spection,RBI)以风险分析为基础,通过对系统中固有的或潜在的危险因素及其后果进行定性或定量的分析、评估,发现主要问题和薄弱环节,确定设备的风险等级,从安全性与经济性相统一的角度,对检验频率、检验程度进行优化,以使检验和管理行为更加经济、安全、有效。这种检验理念非常先进,不但直接抓住了检验重点,而且还把容器的失效风险分析及控制做到了极致。

20 世纪末我国开始学习、引进RBI。一些石化企业联合相关院校研究承压设备的风险分析技术,并逐步将其引入生产管理中。21 世纪初,我国石化行业为了缩小在生产装置长周期运行方面与世界先进水平之间的差距,降低生产成本,增加经济效益,提升企业的竞争能力,本着“重点试点,有序铺开”的原则,会同部分大专院校、科研院所,先后在茂名石化、天津石化、扬子石化、燕山石化等企业的成套装置上引入并试点开展了基于风险的检验,取得了较好的实际效果,为后续逐步推广积累了宝贵的经验。2006 年 5 月,国家市场监督管理总局就开展基于风险的检验技术试点应用工作专题下发文件,以我国部分具备条件的企业为试点,开展RBI技术应用,在保证容器安全使用的情况下,适当延长了风险不大的容器的检验周期。2009 年 8 月 31 日,国家市场监督管理总局颁布了《固定式压力容器安全技术监察规程》,引入了基于风险的检验技术。

二、主要检验流程及项目

(1)数据和信息采集。通过制订分析计划,确定评估筛选范围,采集设备类型、材料、维修及更换记录、运行条件、损伤模式、停产损失、设备修复和更新费用等相关数据,为下一步的风险评估做好数据信息基础准备工作。

(2)风险评估。通过对承压设备进行失效可能性和失效后果等级的定性、半定量、定量分析计算,确定装置中设备的风险值。

(3)风险排序。根据风险值对设备进行风险排序,列出风险矩阵,找出处于高风险、中高风险、中等风险、低风险的设备。

(4)检验策略。按照风险等级制订检验策略。检验策略包括检验类型、检验时间、无损检验部位、方法、比例、压力试验要求、降低风险的措施等方面的内容。针对高风险的设备可增加检验比例,同时根据其损伤模式、失效机理采用有针对性的检测方法,保证缺陷的检出,对低风险的设备可适当降低检验比例,从而实现了检验策略有效性和针对性。

(5)实施检验。按照检验策略实施检验,包括前期不停车在线检验、停车时的补充检测和维修,以及对设备缺陷进行合理使用评价。

(6)再评估和RBI评估结果的更新。RBI是个动态的管理过程,其分析结果具有一定的时效性。随着工艺条件、设备条件、损伤机理、损伤速率、损伤严重程度及RBI前提条件的改变需要进行再评估。

三、主要适用场景及特点

美国石油协会(API)对基于风险的检验的适用场景进行了说明,基于风险的检验技术既可用于整个工厂,也可用于某些设备、操作,或某些设备的部件、操作的某些特定环节。但是由于基于风险的检验流程复杂,因此在我国基于风险的检验主要运用于石化成套装置的检验上,其可以大幅缩短和减少石化企业的停车周期和检验成本,有效降低了成套装置的运行风险。与传统检验相比,基于风险的检验有以下优点。

第一,RBI具有更高的检验效能。RBI基于设备的失效模式和损伤模式,综合设备工艺、使用管理等方面的数据,对设备进行全面的风险分析和评估,实现对设备风险等级的分类,并据此制订具有针对性的检验策略,可实现高风险的设备的重点检验,将有限的检验资源分配给重要的设备,从而提高检验的效能。在相同的检验成本下,采用RBI的设备风险更低;在相同的风险水平下,RBI成本更低。RBI实现了更高的检验效能。

第二,RBI能有效控制风险,确保设备在使用过程中不会受到任何潜在的安全威胁。RBI可识别、分析、评估所有的风险因素,并对这些因素进行排序,据此制订检验策略,从而将风险控制在可以接受的水平。

第三,RBI在控制风险的同时,能大幅缩短和减少企业的停车周期和检验成本。在风险分析的基础上,对于风险不高的容器,RBI允许进行外部检验和在线检验,也就是说,对于有些设备,完全可以在不停车、不开罐的条件下进行检验,这大幅缩短了企业的停车周期,节约了相关的辅助成本。

第四,RBI更具针对性和实效性。检验的目的就是降低设备的失效风险,确保设备的安全运行,RBI正是基于所有的风险因素制订检验策略,每一种检测手段都是为了消除或者降低风险而采取的,每一种检验手段既是必要的,又是有效的,这就大大提高了检验的针对性和实效性。

四、局限性

RBI之所以没有被大规模推广和普及,是因为其受到诸多因素的制约,主要有以下几个方面。

1.对检验机构、检验人员要求高

实施基于风险的检验的机构需要取得相关的检验资质,方可从事基于风险的检验。目前,我国具备基于风险的检验的检验机构并不多。从事RBI的人员应当经过相应的培训,熟悉RBI的有关国家标准和专用分析软件。同时,还要对金属学、材料学、力学有一定的了解,能熟练运用相关分析方法和模型进行数据处理。基于风险的检验对检验机构、检验人员的要求比传统检验要高得多,也就是说,并不是随便一家检验机构或者随便一名检验人员都能进行基于风险的检验,这就直接导致了基于风险的检验没有得到推广和普及。

2.单台或小批量检验成本高

基于风险的检验适合大型成套装置的检验,但是我国大部分的压力容器主要分布在大大小小的化工厂内,这些化工厂内的容器往往分布在不同车间、不同装置、不同的生产线内,进行基于风险的检验成本较高,检验费用动辄几十万甚至上百万,这不是一般企业所能承受的。这也是基于风险的检验难以被大规模推广和普及的主要原因。

3.对申请基于风险的检验的单位要求高

对使用单位的管理水平要求高。根据《固定式压力容器安全技术监察规程》第 8.10.1 条的要求,申请应用基于风险的检验的压力容器使用单位应当经上级主管单位或者第三方机构对其开展特种设备使用安全管理评价(包括应用条件的符合性审查和特种设备使用安全管理风险评价),评价的各项要求不得低于相关安全技术规范和标准中关于承压设备系统基于风险的检验的安全管理评价的相应规定。这就是说压力容器使用单位,只有具备一定的特种设备管理水平,才能申请基于风险的检验。

对压力容器相关数据的完整度要求高。进行基于风险的检验,要求搜集、整理工艺流程数据、历年检修记录、失效分析记录、工艺介质分析报告、设备设计资料等相关数据,大部分企业对特种设备数据管理基本达不到RBI的要求。 u9aLg0R/9EHFES81nfriQkEFLf2oyieUz/cXO1RdMWwKWCPwv0e3gS8lIojFujQL

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