
問(wèn)題提出石油化工裝置在停車(chē)進(jìn)行定期檢驗(yàn)的過(guò)程中,要占用較長(zhǎng)的生產(chǎn)時(shí)間,影響生產(chǎn)效益。
在進(jìn)行壓力容器定期檢驗(yàn)時(shí)清洗、置換、拆裝保溫、卸裝觸媒催化劑及觸媒催化劑的再生等都要花費(fèi)大量的費(fèi)用。
對(duì)于絕大多數(shù)重要壓力容器來(lái)說(shuō),這些輔助工作所花費(fèi)的費(fèi)用要遠(yuǎn)大于直接的檢驗(yàn)費(fèi)用,而企業(yè)做這些工作的目的往往是單純?yōu)榱藟毫θ萜鞯亩ㄆ跈z驗(yàn)。
這樣就對(duì)檢驗(yàn)單位提出了一系列新的問(wèn)題,在保證安全的前提下,什么樣的檢驗(yàn)是必須的?
怎樣檢驗(yàn)才能既保證壓力容器使用安全,同時(shí)又能縮短企業(yè)停工時(shí)間,節(jié)省企業(yè)的輔助工作費(fèi)用?
我們知道壓力容器的安全并不是孤立的,它與自身因素、系統(tǒng)因素、使用因素、環(huán)境因素等有著緊密的聯(lián)系。
從事故案例來(lái)看,壓力容器安全事故中大部分與容器的使用和管理有關(guān)。如壓力容器制造質(zhì)量很好,設(shè)計(jì)條件滿足使用條件,這時(shí)對(duì)安全附件的檢驗(yàn)就更為重要,我們知道,壓力容器的正常腐蝕減薄是可以預(yù)測(cè)的,并且容易檢測(cè),而氫脆、應(yīng)力腐蝕等復(fù)雜的失效是要有相應(yīng)的條件才能發(fā)生的。
壓力容器檢驗(yàn)的目的就是降低風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于一臺(tái)壓力容器來(lái)說(shuō),計(jì)劃采用的檢驗(yàn)程序是不是降低風(fēng)險(xiǎn)所必需的?
檢驗(yàn)程序能否起到降低風(fēng)險(xiǎn)的作用?針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題,國(guó)際上許多機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究和探索,提出了基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)的概念。
這一概念一經(jīng)提出,立即得到了企業(yè)用戶的歡迎。目前已在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用。
基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)(RBI-Risk Based Inspection)是近年來(lái)國(guó)際上飛速發(fā)展的檢驗(yàn)理念,目前在西方發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用非常廣泛,美國(guó)石油學(xué)會(huì)( API)風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目于1993年5月由一個(gè)工業(yè)資助團(tuán)體發(fā)起,開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)實(shí)用方法研究,該資助團(tuán)體由API組織和管理。
2000年美國(guó)石油學(xué)會(huì)巳發(fā)行公開(kāi)出版物API 581 Risk Based Inspection。
它將風(fēng)險(xiǎn)定義為失效可能性與失效后果的乘積,下圖是API 581定義的風(fēng)險(xiǎn)矩陣,其縱軸代表失效可能性,依據(jù)失效可能性的大小,分為1~5級(jí)。橫軸圖代表失效后果,依據(jù)后果的大小分為A~E級(jí)。失效后果由失效后可能泄漏的介質(zhì)存量及介質(zhì)的性質(zhì)計(jì)算得來(lái),它主要考慮以下4個(gè)方面(在API 581中這4個(gè)方面被稱為4種情形);
1.可燃事件(熱輻射和爆炸沖擊波超壓)2.毒性泄放;3.環(huán)境污染;4.營(yíng)業(yè)中斷。
對(duì)于失效可能性,API 581總結(jié)了石油化工設(shè)備中的失效機(jī)理,并將其劃分為以下8個(gè)模式。
1.減薄技術(shù)模塊(Thinning Technical Module);2.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂技術(shù)模塊(Stress Corrosion Cracking Technical Module);3.高溫氫腐蝕(HTHA)技術(shù)模塊(High Temperature Hydrogen Technical Module);4.爐管技術(shù)模塊(Furnace Tube Technical Module);5.機(jī)械疲勞(僅管道)技術(shù)模塊[Mechanical Fatigue(Piping Only) Technical Module];6.脆性斷裂技術(shù)模塊(Brittle Fracture Technical Module);7.設(shè)備襯里技術(shù)模塊(Equipment Linings Technical Moduje);8.外部損傷技術(shù)模塊(External Damage Technical Module)。
每種失效可能性的總和即為總的失效可能性,每種失效情形的后果的總和即為總失效后果,總失效可能性與總失效后果的乘積即為風(fēng)險(xiǎn)。
這樣的分析是針對(duì)每一篩選的設(shè)備項(xiàng)的,在API 581中,設(shè)備項(xiàng)可以是一臺(tái)設(shè)備、一條管道、或者是一臺(tái)設(shè)備中的一部分(如換熱器中的管程和殼程)。
在檢驗(yàn)程序中,待檢設(shè)備部件根據(jù)其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)級(jí)。在每一情形中,一旦風(fēng)險(xiǎn)被識(shí)別,就會(huì)有降低風(fēng)險(xiǎn)的替代機(jī)會(huì)。
知道了設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的組成,就可通過(guò)采取相應(yīng)的檢驗(yàn)手段包括在線監(jiān)測(cè)等方法降低設(shè)備項(xiàng)的失效可能性,還可通過(guò)設(shè)置緩解設(shè)施如消防系統(tǒng)、隔離系統(tǒng)等降低失效后果。
壓力容器的檢驗(yàn)可降低其失效可能性,針對(duì)每一失效機(jī)理,APl 581將檢驗(yàn)方法按效果劃分為:高度有效,正常有效,基本有效,效果差,無(wú)效5個(gè)有效性等級(jí),并針對(duì)每一失效機(jī)理規(guī)定了每種有效性的內(nèi)容。
下表給出了不同檢驗(yàn)技術(shù)的效果,注意對(duì)于微孔的破壞類(lèi)型沒(méi)有高效果,同時(shí)也沒(méi)有哪種檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)所有破壞類(lèi)型都是最高的效果。但是對(duì)于大多數(shù)破壞類(lèi)型,卻對(duì)應(yīng)多種檢驗(yàn)技術(shù)可以使用,每種都可提高檢驗(yàn)有效性。
例如,在內(nèi)壁腐蝕情況下,如果結(jié)合目視檢查,超聲測(cè)厚數(shù)據(jù)將更加有效;蠕變、微孔、形變等失效形式用任何一種檢驗(yàn)手段都不太有效,但是結(jié)合超聲波測(cè)厚、射線檢測(cè)、尺寸測(cè)量等方法反復(fù)測(cè)量則會(huì)使數(shù)據(jù)更加有效。
量化了的風(fēng)險(xiǎn)程度結(jié)合量化了的檢驗(yàn)有效性,就可以考查計(jì)劃的檢驗(yàn)程序?qū)档惋L(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn),并優(yōu)化檢驗(yàn)程序,優(yōu)化的原則如下:
1.如果計(jì)劃的檢驗(yàn)程序不能足夠的降低風(fēng)險(xiǎn),就提高檢驗(yàn)有效性級(jí)別或縮短檢驗(yàn)周期;
2.如果使用了檢驗(yàn)有效性級(jí)別高的檢驗(yàn)程序而不能取得風(fēng)險(xiǎn)降低的效果,就降低檢驗(yàn)有效性,或延長(zhǎng)檢驗(yàn)周期。
有了以上分析結(jié)果,就可以考核我們的檢驗(yàn)方案是否針對(duì)了設(shè)備項(xiàng)的失效機(jī)理,是否真正起到了降低失效可能性的效果。
如降低檢驗(yàn)比例或取消檢驗(yàn)項(xiàng)目不影響檢驗(yàn)降低失效可能性的效果,則可減少檢驗(yàn)比例及項(xiàng)目。
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