石化領(lǐng)域管道與設(shè)備結(jié)構(gòu)完整性評估

石化領(lǐng)域管道與設(shè)備結(jié)構(gòu)完整性評估第1頁/共211頁結(jié)構(gòu)完整性評估完整性是指整體質(zhì)量完整、完善或狀態(tài)未損壞。結(jié)構(gòu)完整性評估是用于對結(jié)構(gòu)是否能夠安全符合服務(wù)條件以及在設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi)的可靠性進(jìn)行評價(jià)的一種方法。任何構(gòu)件公認(rèn)的設(shè)計(jì)方法是確保構(gòu)件制作材料的強(qiáng)度高于服務(wù)過程中的實(shí)際應(yīng)力。如果前者大于后者，可以認(rèn)為構(gòu)件適用于該服務(wù)，否則，需要修改設(shè)計(jì)或使用其他更高強(qiáng)度的材料。（劍橋大學(xué)AfshinMotarjemi等）第2頁/共211頁完整性評估所使用的技術(shù)焊接維修規(guī)范適用性（FFS）評估材料和腐蝕工程失效分析與專家證明FE分析設(shè)備的設(shè)計(jì)分析基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測與RBLM剩余壽命實(shí)驗(yàn)室測試無損檢測（NDT）—TELETEST?大范圍超聲測試第3頁/共211頁適用性（FFS）損傷評估蠕變腐蝕火災(zāi)損傷疲勞斷裂剩余壽命評估避免補(bǔ)焊和/或管道焊后熱處理（PWHT）APIRP579或BS7910材料缺陷應(yīng)力第4頁/共211頁FFS評估軟件CRACKWISE根據(jù)BS7910進(jìn)行斷裂和疲勞分析FATIGUEcalcS-N疲勞設(shè)計(jì)CvK夏比-斷裂韌度相關(guān)性第5頁/共211頁CRACKWISE實(shí)現(xiàn)了工程臨界評估中的斷裂和疲勞評估程序（BS7910）自動(dòng)化。決策支持軟件，用于輔助工程師評估存在裂縫的管道、壓力設(shè)備和結(jié)構(gòu)的完整性。嚴(yán)格使用修訂版BS7910：2005斷裂評估程序。目的適用性工程師采用的首選軟件——LINKpipe。第6頁/共211頁CRACKWISE適用于平板、曲殼以及鋼筋/螺栓的大范圍幾何缺陷，包括表面缺陷、通透缺陷、內(nèi)嵌缺陷和角部缺陷。計(jì)算臨界缺陷尺寸、材料性質(zhì)和外加或殘余應(yīng)力?？梢源_定待評估構(gòu)件的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和延長使用壽命的限制條件。斷裂計(jì)算的大部分輸入?yún)?shù)的自動(dòng)靈敏度分析選項(xiàng)，允許用戶對設(shè)計(jì)、運(yùn)行條件的變化及其對相關(guān)安全因素影響的容許度進(jìn)行評估。輸入用戶定義的參考應(yīng)力和K解決方案。夏比韌性相關(guān)度和屈服強(qiáng)度計(jì)算工具箱。充分?jǐn)U展的軟件幫助程序。第7頁/共211頁CRACKWISE使用工程臨界評估（ECA）是公認(rèn)的慣例。適用于很多行業(yè)，包括：壓力容器管道-海上和近海儲罐建筑橋梁船舶飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件第8頁/共211頁LINKpipe使用一種非線性、專用有限元法（FEM）工具進(jìn)行管道和管道結(jié)構(gòu)疲勞和斷裂力學(xué)的計(jì)算。極大改進(jìn)了管道設(shè)計(jì)技術(shù)。通過使用LINKpipe軟件，將斷裂機(jī)械學(xué)理論和實(shí)踐與設(shè)計(jì)工程師的FEM模型結(jié)合起來。第9頁/共211頁確認(rèn)大規(guī)模試驗(yàn)第10頁/共211頁實(shí)驗(yàn)室測試?yán)煸囼?yàn)蠕變試驗(yàn)沖擊韌性斷裂韌性疲勞試驗(yàn)疲勞裂縫生長酸性作業(yè)測試金相學(xué)實(shí)驗(yàn)室測試第11頁/共211頁有限元分析（FEA）后的殘余應(yīng)力焊接狀態(tài)下的殘余應(yīng)力為380MPa三角形補(bǔ)塊PWHT測試，700°C補(bǔ)塊PWHT測試后的殘余應(yīng)力為133MPa第12頁/共211頁應(yīng)變監(jiān)測目的：臨時(shí)檢測疊層鋼容器（24小時(shí)）進(jìn)行應(yīng)力測量，以便評估外殼層的完整性第13頁/共211頁應(yīng)變監(jiān)控（續(xù)）所進(jìn)行的工作：順時(shí)針進(jìn)行應(yīng)變測量，計(jì)算容器外部的表面應(yīng)變。結(jié)論：容器加壓時(shí)，外層逐漸出現(xiàn)預(yù)期的應(yīng)變。優(yōu)點(diǎn)：快速報(bào)告目的適用性確認(rèn)信息，避免不必要的停工檢測。第14頁/共211頁基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測RISKWISETM管道處理廠儲罐鍋爐顧問工作培訓(xùn)基于RISKWISE的UltraPIPERBI模塊相似性后果風(fēng)險(xiǎn)第15頁/共211頁第2步剩余壽命（RL）使用BS7910、ASME、B31G、APIRP579中的程序進(jìn)行評價(jià)：裂縫，如疲勞裂縫、SCC等外部或內(nèi)部腐蝕蠕變斷裂或裂縫擴(kuò)大第16頁/共211頁管網(wǎng)LIFEWISETM執(zhí)行下列功能：當(dāng)前管道：狀況評估確定使用壽命終結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)以后可能發(fā)生的失效后果代價(jià)估計(jì)確定以后發(fā)生失效帶來的風(fēng)險(xiǎn)（￡）運(yùn)行，修復(fù)和替換成本模型分析確定結(jié)果的置信度確定最佳更換時(shí)間表第17頁/共211頁材料與腐蝕服務(wù)材料工程現(xiàn)場服務(wù)電話咨詢制定標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)和工作場所提問與專家解釋第18頁/共211頁分析材料服務(wù)金屬材料發(fā)光光譜測定法X射線熒光性X射線衍射能量分散X射線分析元素映射影像分析非金屬材料傅立葉變化紅外分光計(jì)差分掃描熱量計(jì)熔體流動(dòng)指數(shù)第19頁/共211頁材料專門技術(shù)金屬合金金屬焊接金屬合成材料聚合材料陶瓷表面層/防腐層熱噴堆焊層和覆層溶膠-凝膠有機(jī)防腐第20頁/共211頁料場服務(wù)場地金相復(fù)制（TTH）斷裂復(fù)制舟取樣現(xiàn)場硬度測試鐵酸鹽測定第21頁/共211頁腐蝕試驗(yàn)金屬在：

-酸性服務(wù)環(huán)境

-氫服務(wù)環(huán)境通過以下方法進(jìn)行測試：

-恒定載荷

-4點(diǎn)彎曲

-凹口

-SSRT-腐蝕疲勞塑料合成材料導(dǎo)電材料第22頁/共211頁腐蝕試驗(yàn)應(yīng)用環(huán)境艙內(nèi)進(jìn)行直接暴露試驗(yàn)電化學(xué)和電鍍腐蝕試驗(yàn)應(yīng)力腐蝕破裂試驗(yàn)腐蝕疲勞試驗(yàn)慢應(yīng)變率試驗(yàn)方法高壓艙內(nèi)升溫加壓試驗(yàn)第23頁/共211頁液化石油氣（LPG）球罐案例LPG球罐焊縫的TOFD和脈沖回波超聲現(xiàn)場檢測焊縫處出現(xiàn)由持續(xù)出現(xiàn)硫化氫而產(chǎn)生SCC隨后用于對氫離子斷裂進(jìn)行FFS評估的現(xiàn)場裂縫第24頁/共211頁無損檢測設(shè)備MT、PT、UT、RT、ECT的標(biāo)準(zhǔn)檢測能力專用設(shè)備P型掃描自動(dòng)超聲檢測和腐蝕成像TOFD/脈沖回波系統(tǒng)具有高溫超聲測試能力的大規(guī)模高分辨率C型掃描系統(tǒng)蜥蜴EMA和ACFM系統(tǒng)實(shí)時(shí)微聚焦Ｘ射線設(shè)備帶有脈沖加熱能力的紅外鏡像系統(tǒng)第25頁/共211頁氫化裂解器厚壁氫化裂解器裂縫的高溫（250°C）作業(yè)監(jiān)測目的：指定檢測方法、驗(yàn)證程序、監(jiān)督數(shù)據(jù)獲取和評估檢測結(jié)果第26頁/共211頁功能：對加氫分裂裝置的3個(gè)運(yùn)行反應(yīng)器的所有焊縫進(jìn)行自動(dòng)超聲檢測。結(jié)論：使用脈沖回波和TOFD超聲技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)評估，確定顯著裂縫跡象的類型和尺寸。優(yōu)點(diǎn)：為下一次停止運(yùn)行制定作業(yè)維修策略，增強(qiáng)了連續(xù)安全運(yùn)行的可靠性。氫化裂解器（續(xù)）第27頁/共211頁TELETEST?管道完整有限公司提供適用于管道工程和管道勘測的大范圍超聲技術(shù)第28頁/共211頁TELETEST?與傳統(tǒng)超聲測試的對比局部檢測完全檢測導(dǎo)波焊縫金屬損失金屬損失法蘭法蘭焊縫金屬損失金屬損失傳統(tǒng)傳感器Teletest?工具第29頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)管理的主要目標(biāo)是：減少失效風(fēng)險(xiǎn)第30頁/共211頁

油、氣及其處理廠第31頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)管理流程

資產(chǎn)維護(hù)優(yōu)化基準(zhǔn)性能和管理程序風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)減緩措施完成基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測與維護(hù)第32頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)管理流程

資產(chǎn)維護(hù)優(yōu)化基準(zhǔn)性能和管理程序風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)減緩措施完成基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測與維護(hù)RBI第33頁/共211頁什么是RBI第34頁/共211頁RBI

（Risk-BasedInspection）

基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測

API推薦規(guī)范580號

2002年5月第一版第35頁/共211頁RBI與傳統(tǒng)時(shí)基檢測之對比第36頁/共211頁RBI與傳統(tǒng)時(shí)基檢測的對比

傳統(tǒng)檢測方案檢測是以時(shí)間為基礎(chǔ)所有設(shè)備基本上采用相同的時(shí)間進(jìn)行檢測檢測以視覺檢測為主 不能發(fā)現(xiàn)很多最有可能劣化機(jī)理（如SCC、脆化、氫損傷、蠕變等）某些情況下規(guī)定進(jìn)行液壓試驗(yàn) 用于驗(yàn)證測試，但不能用于確定劣化率——也許實(shí)際上已經(jīng)產(chǎn)生了腐蝕；無法證明連續(xù)運(yùn)行的適切性。檢測的重點(diǎn)是容器大多數(shù)失效與管道有關(guān)第37頁/共211頁RBI與傳統(tǒng)時(shí)基檢測的對比

基于風(fēng)險(xiǎn)的方法檢測是基于風(fēng)險(xiǎn)的；高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備檢測的頻率更高，更嚴(yán)格。為檢測相關(guān)的損傷和劣化，可以使用最合適的檢測技術(shù)； 使用NDE，在線腐蝕/過程監(jiān)測。以剩余壽命為基礎(chǔ)，考慮設(shè)備的破裂可能性； 要求評估劣化率；這樣就不需要進(jìn)行液壓試驗(yàn)?？紤]的是整個(gè)工廠； 所有設(shè)備、管道和閥門。作用、責(zé)任、培訓(xùn)與資質(zhì)。RBI文件和存檔。附錄A——劣化機(jī)理。第38頁/共211頁APIRP580內(nèi)容（1）引言、目的與范圍參考文獻(xiàn)定義與首字母縮寫基本概念基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測簡介規(guī)劃RBI評估RBI評估數(shù)據(jù)和信息收集確認(rèn)劣化機(jī)理和失效模式評估失效的可能性第39頁/共211頁APIRP580內(nèi)容（2）評估失效后果風(fēng)險(xiǎn)確定、評估和管理帶有檢測行為的風(fēng)險(xiǎn)管理其他風(fēng)險(xiǎn)緩解行為重新評估與更新RBI評估第40頁/共211頁前言RP580旨在對API510、570和653進(jìn)行補(bǔ)充。API檢測代碼和規(guī)范允許業(yè)主或用戶根據(jù)RBI評估的后果增加或減少檢測的頻率。目的不在于補(bǔ)充其他已證實(shí)合理的規(guī)范。目的不在于阻礙烴和化工設(shè)備檢測方法的變革和創(chuàng)新不作為評價(jià)負(fù)責(zé)任的有資質(zhì)的檢測員或工程師的替代標(biāo)準(zhǔn)。第41頁/共211頁RBI的目標(biāo)鑒別相關(guān)的損傷機(jī)理和失效模型（例如，腐蝕，脆化斷裂、疲勞等）估計(jì)失效的可能性和后果導(dǎo)出程序，管理風(fēng)險(xiǎn)（包括檢測、腐蝕監(jiān)測、工藝控制等）第42頁/共211頁RP580涉及的設(shè)備壓力容器工藝管道儲罐旋轉(zhuǎn)設(shè)備鍋爐和加熱器換熱器壓力釋放裝置第43頁/共211頁RP580的目標(biāo)用戶主要用戶為檢測和工程人員。RBI并不是單一的檢測活動(dòng)，它要求包括機(jī)構(gòu)的不同部門。RBI要求整個(gè)機(jī)構(gòu)的承諾與合作。第44頁/共211頁APIRP580基本概念第45頁/共211頁基本概念——風(fēng)險(xiǎn)可容許性我們每天都與風(fēng)險(xiǎn)生活在一起：每年，110萬人中有1人死于氣體中毒或爆炸；100萬人中有1人死于疫苗接種；2.5萬人中有1人的死與麻醉有關(guān)；1.3萬人中有1人的死與懷孕有關(guān)；每年，1.02萬人中有一人死于交通事故；每年，990人中有1人死于油氣事故；每年，750名深海漁民中有1人死亡；第46頁/共211頁基本概念——什么是風(fēng)險(xiǎn)？風(fēng)險(xiǎn)=可能性×后果第47頁/共211頁基本概念——檢測間隔的演變過程檢測間隔設(shè)置持續(xù)于整個(gè)過程。最初的檢測間隔是任意的，是“基于時(shí)間”或“基于日歷”的間隔。API510、570和653采用“剩余壽命百分比”作為檢測間隔，采用“在流”檢測代替了內(nèi)部檢測。RBI代表了下一代檢測方法，將目標(biāo)集中于風(fēng)險(xiǎn)緩釋。第48頁/共211頁APIRP580基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測簡介第49頁/共211頁RBI簡介——后果和可能性評估定性評估（專家判斷）：認(rèn)為有利時(shí)，可以包括使用歷史數(shù)據(jù)、計(jì)算等。后果一般分為“高”、“中”、“低”三個(gè)等級。半定量評估（基于規(guī)則的分析）：通過以簡單規(guī)則或計(jì)算為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)來判斷是否會(huì)出現(xiàn)所有可能的劣化機(jī)理和假定后果。優(yōu)點(diǎn)是分析的速度和深度。全定量評估：使用邏輯模型評估統(tǒng)計(jì)可能性。后果一般表示為風(fēng)險(xiǎn)編號。第50頁/共211頁APIRP580制定RBI評估計(jì)劃第51頁/共211頁制定RBI評估計(jì)劃——初步篩選第一步是將整個(gè)過程單元選定為相當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)等級。將過程單元?jiǎng)澐譃橐话悴僮鳁l件、冶金等系統(tǒng)，這樣可以將設(shè)備選定為一個(gè)整體，從而節(jié)約時(shí)間。整體風(fēng)險(xiǎn)中占較大比例的通常集中在比例較小的設(shè)備上，即：“Pareto法則”。第52頁/共211頁典型工廠RBI概述檢測結(jié)果權(quán)威審核執(zhí)行檢測計(jì)劃檢測計(jì)劃1級RBI（子系統(tǒng)級）2級RBI（設(shè)備級）3級RBI（構(gòu)件級）第53頁/共211頁方案等級——1級H2鉑重整裝置進(jìn)料進(jìn)料石蠟異丁烷異構(gòu)反應(yīng)器石蠟進(jìn)料錐形桶27VT101脫丙烷器燃料氣組合式進(jìn)料清除丙烷第54頁/共211頁方案等級——2級殼側(cè)與管側(cè)清除丙烷頂部和底部第55頁/共211頁方案等級——3級2級上半部分下半部分3級上半部分入口管嘴上頭部殼體部分下半部分殼體部分基礎(chǔ)支撐圈頭部附件外緣下頭部出口管嘴彎管出口管嘴第56頁/共211頁APIRP580RBI評估的數(shù)據(jù)和信息收集第57頁/共211頁數(shù)據(jù)和信息收集

RBI數(shù)據(jù)需求（1）設(shè)備類型制造材料檢測、維修和更換記錄工藝流體成分流體詳細(xì)目錄安全系統(tǒng)第58頁/共211頁數(shù)據(jù)和信息收集

RBI數(shù)據(jù)需求（2）檢測系統(tǒng)劣化機(jī)理、劣化率和劣化嚴(yán)重程度人員密度涂層、覆層和絕緣層數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷成本設(shè)備更換成本環(huán)境修復(fù)成本第59頁/共211頁數(shù)據(jù)和信息收集

RBI數(shù)據(jù)需求（3）定性法——對于確定保障一致性的規(guī)則制定很重要。要求高級別的判斷、技術(shù)和理解。定量法——使用邏輯模型進(jìn)行可能性評估，因而需要更詳細(xì)的信息（收集信息需要較長時(shí)間）。半定量：要求與定量法相同的數(shù)據(jù)，但不需要像定量法那樣詳細(xì)，如，可以估計(jì)流體體積（收集信息較快）第60頁/共211頁APIRP580識別劣化機(jī)理和失效模式第61頁/共211頁識別劣化機(jī)理和失效模式劣化機(jī)理、劣化率和劣化易感性是“失效可能性”的主要輸入?yún)?shù)?！笆А倍x為由于劣化而失去控制功能。失效模式是“失效后果”的關(guān)鍵輸入?yún)?shù)?！笆Ｊ健倍x為破裂的方式，如小孔或完全裂開。第62頁/共211頁識別劣化機(jī)理和失效模式四種主要劣化機(jī)理包括：（內(nèi)部和外部）變薄應(yīng)力腐蝕破裂冶金和環(huán)境機(jī)械RP580附錄A提供了更為詳細(xì)的信息。APIRP571中包括了更全面的內(nèi)容。第63頁/共211頁識別劣化機(jī)理和失效模式——變薄包括內(nèi)表面和外表面上的一般腐蝕、局部腐蝕、蝕損斑等。變薄的效果可以通過以下因素確定：厚度——初始厚度、歷史和當(dāng)前測量的厚度。設(shè)備使用時(shí)間——當(dāng)前服務(wù)使用時(shí)間。腐蝕裕度。腐蝕率。運(yùn)行溫度和壓力檢測的編號和類型第64頁/共211頁識別劣化機(jī)理和失效模式——應(yīng)力腐蝕破裂SCC失效由易感性材料、特定的環(huán)境和應(yīng)力等因素決定，如，腐蝕性物質(zhì)、胺、硫化物、氫、碳酸鹽和氯化物。易感性由以下因素確定：制造材料。運(yùn)行溫度和壓力關(guān)鍵過程腐蝕物的濃度工藝變化，如PWHT第65頁/共211頁APIRP580失效可能性評估第66頁/共211頁失效可能性評估（1）定性分析——使用工程判斷作為評估的基礎(chǔ)。定量分析——使用概率統(tǒng)計(jì)方法不考慮使用哪種分析方法，失效可能性由下列因素決定：材料進(jìn)入環(huán)境后的劣化機(jī)理和劣化率。失效前，用于檢測和監(jiān)測劣化的有效性。第67頁/共211頁APIRP580評估失效后果第68頁/共211頁評估失效后果（1）失效的后果有：安全和健康影響環(huán)境影響生產(chǎn)損失維護(hù)和改造成本第69頁/共211頁APIRP580風(fēng)險(xiǎn)的確定、評估和管理第70頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)的確定、評估和管理風(fēng)險(xiǎn)由失效的“可能性”評估（POF）和“后果”評估（COF）的后果共同確定。RBI是一種用于維護(hù)損失風(fēng)險(xiǎn)分析的工具。獨(dú)特性——結(jié)合COF（基于運(yùn)行）和POF（工程設(shè)計(jì)、維護(hù)和檢測），用于輔助計(jì)劃編制。計(jì)劃“對象”、“方法”、“位置”以及“數(shù)量”，以便進(jìn)行檢測第71頁/共211頁基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測——風(fēng)險(xiǎn)矩陣可能性高中低低中高后果風(fēng)險(xiǎn)增加定性風(fēng)險(xiǎn)等級第72頁/共211頁APIRP580其他風(fēng)險(xiǎn)緩釋行為第73頁/共211頁其他風(fēng)險(xiǎn)緩釋行為檢測不一定能提供充分的風(fēng)險(xiǎn)緩釋，或是最好的低成本高效率的方法。還可以選擇的風(fēng)險(xiǎn)緩釋策略包括：降低后果的程度減少失效可能性提高設(shè)備和人對在發(fā)生失效后的生存能力減少造成后果出現(xiàn)的主要源頭第74頁/共211頁其他風(fēng)險(xiǎn)緩釋行為——缺陷適用性評估發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)應(yīng)進(jìn)行服務(wù)適用性評估，確定設(shè)備在什么條件下、多長時(shí)間內(nèi)是否可以繼續(xù)安全運(yùn)行。FFS分析也可用于確定將來檢測中發(fā)現(xiàn)的需要維修或更換的裂紋的大小。第75頁/共211頁APIRP580再評估及更新RBI評估第76頁/共211頁再評估及更新RBI評估RBI評估是以評估時(shí)的數(shù)據(jù)和知識為基礎(chǔ)的。隨著時(shí)間的推移，不可避免地會(huì)出現(xiàn)變化，同時(shí)對RBI評估后果進(jìn)行更新。確定使用最近的檢測、處理和維護(hù)信息非常重要。一定要有能夠確定進(jìn)行再評估時(shí)間的有效變化管理（MOC）程序第77頁/共211頁再評估及更新RBI評估——劣化機(jī)理與檢測行為許多劣化機(jī)理是基于時(shí)間的。RBI一般以連續(xù)的等級定位劣化程度。事實(shí)上，這些等級也許是隨時(shí)間變化的。定期檢測可以更準(zhǔn)確地確定等級。某些劣化機(jī)理與時(shí)間無關(guān)。最初評估也許沒有預(yù)計(jì)到這些情況，但可能會(huì)在以后出現(xiàn)。檢測可以增加有關(guān)狀況的信息，并且可以確定是否需要進(jìn)行RBI評估。第78頁/共211頁再評估及更新RBI評估——工藝和硬件變化工藝變化通常會(huì)導(dǎo)致設(shè)備因快速或意想不到的腐蝕或破裂而發(fā)生失效。硬件變化可以顯著影響風(fēng)險(xiǎn)，如：失效的可能性能夠被促進(jìn)腐蝕速度的容器內(nèi)部設(shè)計(jì)、或管道系統(tǒng)的尺寸和形狀的變化所影響。容器重新放置到接近火源的位置時(shí)，可以影響失效后果。第79頁/共211頁何時(shí)進(jìn)行RBI評估重大變化后——有資質(zhì)的人員應(yīng)對每一處有可能引起風(fēng)險(xiǎn)變化的改變進(jìn)行評估。設(shè)定時(shí)期后——隨著時(shí)間的推移，會(huì)出現(xiàn)很多小的變化，這些小的變化積累起來形成重大變化。因此需要設(shè)定默認(rèn)的最長時(shí)期。完成風(fēng)險(xiǎn)緩釋動(dòng)作后——檢測如何有效降低風(fēng)險(xiǎn)。維護(hù)轉(zhuǎn)變時(shí)間前后——確保工作中心位于高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，以及更新檢測、維修和修改的結(jié)果第80頁/共211頁APIRP580RBI文件和記錄保存第81頁/共211頁RBI文件和記錄保存獲取充足的信息對于形成RBI評估文件很重要。理想情況下，應(yīng)該是過后由其他不相關(guān)人員重新創(chuàng)建或更新評估。最好將信息保存在用計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)庫中。這樣可以提高分析、恢復(fù)和管理人員的效率。數(shù)據(jù)庫對RBI管理人員的建議和所有風(fēng)險(xiǎn)的管理非常重要。第82頁/共211頁RBI文件和記錄保存——RBI方法應(yīng)對使用于RBI分析的方法進(jìn)行記錄，這樣可以清楚了解進(jìn)行了何種類型的評估。實(shí)效可能性及后果的評估基礎(chǔ)應(yīng)記錄成文。軟件程序應(yīng)記錄成文并保留。文件應(yīng)非常完整，以便以后可以檢查和復(fù)制邏輯和決策過程。第83頁/共211頁RBI文件和記錄保存——RBI人員風(fēng)險(xiǎn)評估取決于分析人員的知識、經(jīng)驗(yàn)和判斷力。所以要做好參與團(tuán)隊(duì)成員的記錄工作。第84頁/共211頁APIRP580附錄A劣化機(jī)理第85頁/共211頁RBI基礎(chǔ)（又稱RBM）產(chǎn)生于航空、原子能行業(yè)，后來用于加工行業(yè)。規(guī)范化的“常識性”方法。確定最高風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備，目的在于：提高安全性增加可靠性和可用性優(yōu)化檢測成本第86頁/共211頁RBI提供完整的風(fēng)險(xiǎn)管理方法。將資源集中于最高風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目以低成本高效率的方法達(dá)到工廠的可用性和安全目標(biāo)。易于增加檢測間隔，降低停工維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約資產(chǎn)成本第87頁/共211頁RBI評估失效風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)=P（t）×CP（t）是失效的概率或可能性C失效后果——安全性及業(yè)務(wù)中斷

C值可以由安全后果系數(shù)或相關(guān)的＄值或生產(chǎn)損失來給出第88頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)圖上的RBI輸出顯示概率P(t)后果CASME/API指南采用5×5的風(fēng)險(xiǎn)矩陣軟件驅(qū)動(dòng)程序風(fēng)險(xiǎn)第89頁/共211頁RBI一般流程公司/系統(tǒng)級工廠級構(gòu)件級（高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目）定性分級安全、環(huán)境業(yè)務(wù)危險(xiǎn)程度定量評估精確的風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)剩余壽命顯示檢測計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)緩釋措施風(fēng)險(xiǎn)管理使用壽命模型和凈當(dāng)前值分析法的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用成本-風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化第90頁/共211頁交叉執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)由“專家小組”完成。檢測工程師材料與腐蝕工程師工藝工程師運(yùn)行工程師安全工程師RBI專家“專家小組”成員組成是可變的，但現(xiàn)有成員應(yīng)具有設(shè)備檢測和運(yùn)行的綜合知識。 第91頁/共211頁RBI的效益提高安全性降低成本第92頁/共211頁RBI的效益成本比例

——油、氣加工廠對一定范圍內(nèi)的設(shè)備，只考慮節(jié)約檢測費(fèi)用時(shí)，收益成本比例>5:1包括避免產(chǎn)量損失檢測，如，通過延遲干涉檢測時(shí)，收益成本比例>50:1RBI檢測節(jié)余生產(chǎn)成本結(jié)余第93頁/共211頁RBI的效益——發(fā)電廠RBM策略增加的可用性典型維護(hù)策略可用性（%）（等于強(qiáng)制輸出損耗率）維護(hù)費(fèi)用（$）1.同樣的維護(hù)費(fèi)用下增加了可用性2.同樣的可用性下減少了維護(hù)費(fèi)用。第94頁/共211頁RBI效益——汽輪機(jī)MHIF系列181MWGEH系列400MW最新的電站氣體渦輪單片渦輪葉造價(jià)：第95頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)告知ISI受益案例：核電站總體上：提高了安全性（集中于高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目）減少了輻射暴露通過減少檢測次數(shù)可以取得經(jīng)濟(jì)效益RWM管道研究實(shí)例：NDE檢測減少65%——從365次（ASMEXI）到136次加上30次目測輻射暴露減少80%——從164次到33次RCS檢測第96頁/共211頁RBI流程——軟件驅(qū)動(dòng)工廠數(shù)據(jù)采集設(shè)備損壞機(jī)理選擇器風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)緩釋措施NDT/維修OpsRLA/FFS石油化工原子能熱能發(fā)電水力發(fā)電第97頁/共211頁RBI總體方針油、氣處理廠——APIRP580/581火力發(fā)電廠——ASME指南核電廠——ASME代碼案例：用于風(fēng)險(xiǎn)告知ISI主管道的N-577-1和N-578-1第98頁/共211頁軟件執(zhí)行使用TWIRBI軟件進(jìn)行說明RISKWISETM第99頁/共211頁RISKWISETM——基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測與維護(hù)計(jì)劃編制軟件最優(yōu)化工具：運(yùn)行和管理審計(jì)經(jīng)濟(jì)消耗量計(jì)劃編制符合行政/保險(xiǎn)政策的工具用戶導(dǎo)向的風(fēng)險(xiǎn)/使用壽命分級工具符合API/ASME規(guī)范RISKWISE1于999年開發(fā)第4版于2007發(fā)布第100頁/共211頁用于石油、天然氣和化工行業(yè)的RISKWISE石油、天然氣及化工組件處理廠用RISKWISETM

儲罐用RISKWISETM

管道用RISKWISETM

鍋爐用RISKWISETM處理廠RISKWISE和管道RISKWIS為巴西石油公司或巴西石油公司的承包商所提供第101頁/共211頁RISKWISE發(fā)電廠組件熱（化石燃料）電廠組件鍋爐RISKWISETM汽輪機(jī)RISKWISETM工廠結(jié)算RISKWISETM組合整套氣輪機(jī)組件氣輪機(jī)RISKWISETMHRSG用RISKWISETM汽輪機(jī)RISKWISETM已完工的德克薩斯法耶特電站已完工的新加坡塞拉亞電站第102頁/共211頁RISKWISETM軟件工具是用戶友好的Windows設(shè)計(jì)“審計(jì)團(tuán)隊(duì)”法可以使預(yù)期的定量輸入與操作人員的經(jīng)驗(yàn)相適用包括所有設(shè)備項(xiàng)，所有破壞機(jī)理和所有的NDT方法通過RLI提供與檢測間隔正常的連接產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的緩釋行為（例如，高級NDT方法）許可范圍包括石油/天然氣/化工、發(fā)電以及公司證明經(jīng)管理部門和法定機(jī)構(gòu)授權(quán)針對NDT方法和構(gòu)件損傷機(jī)理有大量的幫助文本第103頁/共211頁RISKWISE的執(zhí)行

1級RISKWISE

符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理方法審計(jì)的基準(zhǔn)性能

2級RISKWISE

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析，集中于逐項(xiàng)檢測和維護(hù)計(jì)劃的制定第104頁/共211頁RISKWISE實(shí)例：用于發(fā)電廠（熱電、核電和水電）1級RISKWISE2級RISKWISE第105頁/共211頁1級RISKWISE將與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的實(shí)際單元性能進(jìn)行審查（RISKWISE搜集了世界范圍內(nèi)的行業(yè)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含了超過1000個(gè)水電、熱電和核電廠）——允許集中于第2級。管理方法的審計(jì)——符合最佳規(guī)范。第106頁/共211頁RISKWISE1級逐步式執(zhí)行過程第107頁/共211頁RISKWISE1級個(gè)體屬性界面輸入個(gè)體詳細(xì)情況第108頁/共211頁RISKWISE1級——風(fēng)險(xiǎn)匯總實(shí)例，使用NERC-GAD數(shù)據(jù)庫的性能基準(zhǔn)服務(wù)后果輸出風(fēng)險(xiǎn)匯總所選項(xiàng)目（MWh損失）第109頁/共211頁安全后果輸出風(fēng)險(xiǎn)概要所選項(xiàng)目（安全后果）RISKWISE1級——使用NERC-GAD

數(shù)據(jù)庫的性能基準(zhǔn)第110頁/共211頁RISKWISE1級——

性能回顧：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與場站數(shù)據(jù)對比第111頁/共211頁RISKWISE2級逐步式執(zhí)行過程實(shí)例：鍋爐第112頁/共211頁RISKWISE2級：項(xiàng)目屬性和材料界面填充數(shù)據(jù)庫查看檢測歷史損壞機(jī)理審計(jì)破損的后果破損的可能性破損的風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)程度分級第113頁/共211頁RISKWISE2級：檢測/NDT法界面中輸入的檢測歷史填充數(shù)據(jù)庫查看檢測歷史損壞機(jī)理審計(jì)破損的后果破損的可能性破損的風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)程度分級檢測方法幫助第114頁/共211頁RISKWISE2級：每個(gè)項(xiàng)目需識別的損傷機(jī)理——自動(dòng)生成或輸入填充數(shù)據(jù)庫查看檢測歷史損壞機(jī)理審計(jì)破損的后果破損的可能性破損的風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)程度分級損傷機(jī)理幫助第115頁/共211頁鍋爐的實(shí)例主要損傷機(jī)理SHTR/RHTR管蠕變破裂爐側(cè)破腐蝕汽側(cè)氧化吹灰器腐蝕焊縫破裂水管或汽管蠕變破裂汽側(cè)氧化吹灰器腐蝕焊縫破裂（4型）爐壁管試驗(yàn)應(yīng)力爐壁腐蝕水側(cè)腐蝕氧化物沉積吹灰器腐蝕SCC第116頁/共211頁損傷機(jī)理與設(shè)備項(xiàng)對照表FAC最新破裂造成損害CF最新破裂造成損害第117頁/共211頁逐項(xiàng)破損概率和后果因子——自動(dòng)生成或手動(dòng)輸入填充數(shù)據(jù)庫查看檢測歷史損壞機(jī)理審計(jì)破損的后果破損的可能性破損的風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)程度分級自動(dòng)生成或輸入的概率因子自動(dòng)生成或輸入的后果因子第118頁/共211頁RISKWISE2級：風(fēng)險(xiǎn)匯總輸出定量風(fēng)險(xiǎn)輸出概率/破損率/小時(shí)后果MWh損失后果代價(jià)$第119頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)團(tuán)隊(duì)“專家小組”組成人員 維護(hù)工程師、管理運(yùn)行工程師、管理冶金工程師、工廠工程師、安全管理人員、RBI專家第120頁/共211頁剩余壽命指標(biāo)P（t）的當(dāng)前值和3個(gè)時(shí)間框的變化率可以評估剩余壽命指標(biāo)（RLI）RLI可以適度調(diào)節(jié)所有的破損概率因子RLI是所推薦檢測間隔的基礎(chǔ)第121頁/共211頁實(shí)例：風(fēng)險(xiǎn)列表和RLI輸出經(jīng)3個(gè)時(shí)間框計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)RLI填充數(shù)據(jù)庫查看檢測歷史損壞機(jī)理審計(jì)破損的后果破損的可能性破損的風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)程度分級第122頁/共211頁利用RLI進(jìn)行設(shè)備分級設(shè)備根據(jù)剩余壽命指標(biāo)（RLI）分級第123頁/共211頁實(shí)例：天然氣提煉廠損傷機(jī)理環(huán)路冷卻與液化第124頁/共211頁實(shí)例：天然氣提煉廠的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果分布根據(jù)破損可能性和后果，在受評估的設(shè)備分類中，大多數(shù)設(shè)備具有相對較低的破損風(fēng)險(xiǎn)。后果可能性第125頁/共211頁RLI——天然氣提煉廠50%的設(shè)備RLI>56個(gè)月多數(shù)設(shè)備周轉(zhuǎn)時(shí)間從36個(gè)月延長至48個(gè)月RLI<48個(gè)月的設(shè)備要進(jìn)行無干涉檢測剩余壽命指標(biāo)設(shè)備數(shù)量第126頁/共211頁RLI管網(wǎng)剩余壽命<5年剩余壽命：5~10年剩余壽命>10年總計(jì)98節(jié)管道289Km第127頁/共211頁適合于氣輪機(jī)的RISKWISETM剩余壽命指標(biāo)（RLI）基于風(fēng)險(xiǎn)傳統(tǒng)的檢測間隔（CII）依照制造規(guī)范第128頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)緩釋第129頁/共211頁聚焦/散焦——對臨界項(xiàng)：緩解風(fēng)險(xiǎn)；對非臨界項(xiàng)：放松檢測具體設(shè)想：增加檢測次數(shù)改變檢測方法明確剩余壽命——LIFEWISE改變材料/設(shè)計(jì)改變運(yùn)行狀態(tài)維修/更換第130頁/共211頁針對風(fēng)險(xiǎn)和RLI的緩釋行為的視覺效果風(fēng)險(xiǎn)降低RLI增加優(yōu)化了風(fēng)險(xiǎn)和RLI之比第131頁/共211頁聚焦/散焦——對臨界項(xiàng)：緩解風(fēng)險(xiǎn)；

對非臨界項(xiàng)：放松檢測具體設(shè)想：增加/減少檢測次數(shù)改變檢測方法明確使用剩余壽命——LIFEWISE改變材料/設(shè)計(jì)改變運(yùn)行狀態(tài)維修/更換第132頁/共211頁LIFEWISE軟件

精于風(fēng)險(xiǎn)管理/延長使用壽命剩余壽命統(tǒng)計(jì)評估*破損后果代價(jià)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)劃更換成本風(fēng)險(xiǎn)緩釋行為，如：增加檢測次數(shù)改變運(yùn)行方式保持剩余維修更換時(shí)間延長后的更換時(shí)間第133頁/共211頁RISKWISE2級：每個(gè)設(shè)備項(xiàng)的輸出正常損耗計(jì)劃

為設(shè)備項(xiàng)制定優(yōu)化的檢測計(jì)劃(WSoE)第134頁/共211頁RISKWISE2級：流程匯總損耗前執(zhí)行RISKWISEO&M數(shù)據(jù)輸入風(fēng)險(xiǎn)審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)緩釋損耗的工作范圍損耗后反饋至RISKWISE（未來計(jì)劃）損耗階段執(zhí)行損耗檢測與維護(hù)工作第135頁/共211頁軟件集成CMMS檢測CMMS中的數(shù)據(jù)從CMMS中導(dǎo)出公用數(shù)據(jù)導(dǎo)入RISKWISERISKWISERISKWISE集成了現(xiàn)有管理和CMMS系統(tǒng)這樣就可以減少工廠工作人員的勞動(dòng)第136頁/共211頁總結(jié)在風(fēng)險(xiǎn)管理和工廠檢測與維護(hù)計(jì)劃中使用基于風(fēng)險(xiǎn)的方法對于安全和收益是非常重要的。75%的能源和加工行業(yè)都采用RBI方法。連接到工廠信息系統(tǒng)/CMMS的用戶，有好工具是加工、能源和原子能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。第137頁/共211頁結(jié)構(gòu)完整性分析中的數(shù)據(jù)管理——概述第138頁/共211頁什么是UltraPIPE？世界上使用最廣泛的檢測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（IDMS）。在40個(gè)國家大約有500種已得到許可的設(shè)備。作為一種DOS程序，創(chuàng)始于1986年（PIPE/PIPE+）。1987年發(fā)布了視窗版，稱為UltraPIPE。第139頁/共211頁UltraPIPE用戶第140頁/共211頁UltraPIPE的關(guān)鍵性能管道、容器、儲罐、閥門等的痕跡檢測計(jì)劃，包括厚度、外觀、內(nèi)部等的檢測。分析厚度數(shù)據(jù)并預(yù)報(bào)腐蝕率和剩余壽命 輸出時(shí)序報(bào)告：什么設(shè)備以及何時(shí)到期。報(bào)告的文件管理系統(tǒng)（Word、Excel、PDF等）。設(shè)備的鏈接檢測圖（AutoCAD等）?？梢赃M(jìn)行基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測（RBI）和分析。第141頁/共211頁UltraPIPE的優(yōu)點(diǎn)通過增加高腐蝕率或短剩余壽命設(shè)備使用壽命的可預(yù)見性，提高工廠的安全性。管理報(bào)告可以使用戶根據(jù)到期日期進(jìn)行分類，便于用戶區(qū)分行動(dòng)的先后次序，從而使操作更有效。從用戶的數(shù)據(jù)記錄器自動(dòng)將厚度數(shù)據(jù)傳送到UltraPIPE可以節(jié)約時(shí)間，減少錯(cuò)誤。第142頁/共211頁主要設(shè)備列表顯示用戶設(shè)施中設(shè)備的名稱和詳細(xì)情況。第143頁/共211頁腐蝕監(jiān)測存儲設(shè)備的設(shè)計(jì)和TML信息（壓力、溫度、材料、尺寸、報(bào)廢的厚度等）第144頁/共211頁最小厚度（T-min）計(jì)算自動(dòng)計(jì)算報(bào)廢厚度（T-min）第145頁/共211頁厚度測量A型掃描和B型掃描后，存儲厚度測量值。自動(dòng)從DMS傳遞厚度數(shù)據(jù)第146頁/共211頁分析設(shè)置能夠選擇、優(yōu)化那些影響腐蝕率、剩余壽命和下一次檢測時(shí)間計(jì)算的分析選項(xiàng)第147頁/共211頁剩余壽命分析使用厚度數(shù)據(jù)，估計(jì)腐蝕率和剩余壽命第148頁/共211頁行動(dòng)時(shí)間安排可以確定對設(shè)備進(jìn)行目視檢測、內(nèi)部檢測和其他行為的時(shí)間。檢測頻率：定年（如，10年）、基于壽命（如，半壽命）、RBI法。下一次檢測日期為最后一次檢測日期+檢測頻率可以手動(dòng)越過下一次檢測日期第149頁/共211頁管理報(bào)告什么設(shè)備達(dá)到或超過了檢測日期？什么設(shè)備需要維修或更換？第150頁/共211頁管理檢測文件管理所有文件。如，書面報(bào)告、圖片、數(shù)據(jù)表等。可以鏈接所有的文件類型，如Word、Excel、PDF、Bmp等。第151頁/共211頁建議及維修跟蹤文件及跟蹤建議和維修，用以實(shí)現(xiàn)文件目標(biāo)日期、完成日期等。報(bào)告應(yīng)列出不完善的建議。第152頁/共211頁閥門模塊存儲閥門信息確定閥門測試時(shí)間（基準(zhǔn)測試或現(xiàn)場測試）存儲測試結(jié)果第153頁/共211頁設(shè)備圖將設(shè)備鏈接到圖（AutoCAD、Wicrostation或CADViewer）顯示TML信息：當(dāng)前厚度、最小厚度、下一次檢測時(shí)間等。第154頁/共211頁RiskCal及RBI方法第155頁/共211頁RBI基本概念風(fēng)險(xiǎn)=可能性×破損后果評估設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。針對每個(gè)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，制定檢測計(jì)劃。高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備采用較多的檢測次數(shù)，風(fēng)險(xiǎn)較低的設(shè)備采用較少的檢測次數(shù)。RiskCal計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)的等級（如，3B級）RBI方法根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級，確定行動(dòng)的時(shí)序。第156頁/共211頁設(shè)備記錄檢測設(shè)備歷史記錄，用來評估：設(shè)備的狀態(tài)所要進(jìn)行的檢測潛在的損壞機(jī)理估計(jì)的腐蝕率（UltraPIPE）第157頁/共211頁RiskCal1級RBI程序定性輸入：檢測的效率、維修、停止運(yùn)行等： 平均、良好、頻發(fā)損傷機(jī)理手動(dòng)選擇損傷機(jī)理描述可能性：可能、不可能、不可信輸出：風(fēng)險(xiǎn)等級：5×5矩陣下一次檢測時(shí)間（RBI方法）第158頁/共211頁RiskCal——可能性和后果因子第159頁/共211頁風(fēng)險(xiǎn)矩陣（5×5）第160頁/共211頁設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級檢測行為檢測的是什么損傷機(jī)理（DM）？損傷機(jī)理帶來了什么樣的破損風(fēng)險(xiǎn)？內(nèi)部—API510檢測（4D）氫誘發(fā)的破裂（1D）整體和局部腐蝕的檢測(4D)目視—API510檢測（3C）絕緣層下腐蝕（3C）厚度檢測（4D）整體和局部腐蝕檢測(4D)第161頁/共211頁RBI方法

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級確定的檢測間隔第162頁/共211頁客戶服務(wù)部分搭設(shè)鷹架（內(nèi)部）第163頁/共211頁第164頁/共211頁熱應(yīng)變與溫度的測量第165頁/共211頁溫度差異“A”（°C）第166頁/共211頁第167頁/共211頁第168頁/共211頁熱應(yīng)變的輪廓圖第169頁/共211頁+25公厘第170頁/共211頁加溫時(shí)間（小時(shí)）第171頁/共211頁蒸汽第172頁/共211頁第173頁/共211頁第174頁/共211頁第175頁/共211頁第176頁/共211頁第177頁/共211頁第178頁/共211頁第179頁/共211頁第180頁/共211頁煤焦轉(zhuǎn)鼓裙座

熱應(yīng)力分析實(shí)例第181頁/共211頁內(nèi)容背景初步?jīng)Q定解決方案后處理第182頁/共211頁背