基于風險的檢驗(RBI)技術在鎮海煉化中的應用

魏 鑫 潘曉葦

(中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司)

基于風險的檢驗(RBI)技術在鎮海煉化中的應用

魏 鑫 潘曉葦

(中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司)

通過開展RBI評估工作，科學確定動、靜設備預防性檢修策略和裝置的檢修周期，解決了裝置長周期運行的安全問題。

煉化裝置 預防性檢修 RBI

近年來，隨著裝置日益大型化和原油劣質化比例的持續提高，煉化裝置運行的苛刻度要求進一步加大，設備狀況、檢驗周期與長周期安全運行的矛盾日益突出。鎮海煉化為了確保設備的安全性，針對我國承壓設備(包括壓力容器、工業管道等)定期檢驗、維修制度等要求，于2004年開始引進RBI技術； 2006年作為國內首批開展RBI檢驗技術試點應用企業，在國家和地方質監部門、中石化總部及各相關單位的支持下，對煉油設備進行完整性管理。經過多年來的反復探索與實踐，鎮海煉化RBI技術應用取得了長足進步，2011年開始，組織對13套生產裝置進行RBI分析，結合風險評估及檢驗策略規劃、實施，在確保設備操作的安全和可靠性的基礎上延長裝置運行周期，并依據評估結果進行檢驗規劃及檢查、維修工作的執行，減少檢驗決策的盲目性，增強了維修的針對性和有效性，使原本按常規檢驗不可能完成的容器管道檢驗工作量得以順利完成。2012年，公司又對百萬噸乙烯工程及相關裝置開展RBI評估，將1 428臺壓力容器的首檢時間由2013年3月合法合規、整體延期至2014年停工大修期間，圓滿地解決了停車檢驗時間與檢修改造時間的沖突，為實現裝置長周期運行目標提供了有力的技術支撐。

1 煉油裝置RBI檢驗

1.1 項目基本情況

2012年2～5月份期間，鎮海煉化有二十余套裝置安排停工大修改造，共有1 311臺壓力容器、5 396條共計226.37km工業管道需安排檢驗；此外，按常規校驗周期，煉油裝置有近2 000只安全閥、化工裝置有2 700余只安全閥需進行定期校驗。要在短短的裝置停工檢修期間完成如此大量設備、管道的全面檢驗任務，難度相當大。

為此，2011年10月到次年7月，鎮海煉化選?、糁卣?、PX及歧化等13套有代表性的裝置，由具有RBI資質的兩家研究院承擔并與省、市特檢院合作，結合裝置腐蝕調查工作開展基于風險的檢驗與評估，根據RBI推薦的策略實施檢驗。此外，對公司總計5 148臺安全閥開展RBI評估工作。

1.2 項目執行情況

1.2.1 裝置RBI評估及檢驗原則

開展RBI評估的13套裝置選取原則如下：

a. 計劃檢驗壓力容器、工業管道數量較多的裝置，通過評估工作有效降低現場檢驗工作量，如Ⅱ催化、Ⅰ焦化裝置；

b. 安全風險較高的關鍵裝置，如Ⅳ重整；

c. 因檢修施工、反應器換劑等原因，與檢驗射線探傷時間矛盾較突出的，如PX裝置；

d. 首檢裝置，如S-Zorb、乙烯空壓站、丁二烯抽提；

e. 以往曾進行過RBI評估的裝置，如Ⅰ常、Ⅱ催化、Ⅳ重整裝置。

本次評估范圍涵蓋了13套評估裝置中的所有壓力容器、非壓力容器和工業管道(其中動力中心本次僅對全部的工業管道進行RBI評估)，兩家評估單位對裝置進行了較為全面、深入的腐蝕調查，利用腐蝕回路系統地分析所有設備和管道的潛在失效模式以及腐蝕、開裂和劣化傾向，由此科學地確定基于風險檢驗策略的原則。

評估單位根據不同的風險等級對應的不同設備抽檢比例來確定待檢驗設備清單即檢驗范圍，并根據首次檢驗和非首次檢驗以及壓力容器、非壓力容器和管道的不同情況確定抽檢比例。通過評估失效可能性、失效后果、失效可能性和后果組合的風險3個主要參數，較為準確地確定出檢驗范圍和要求。對首檢的壓力容器考慮原始制造缺陷的檢測，非首檢的壓力容器根據設備所處風險區確定抽檢比例；非壓力容器和管道則根據設備所處風險區及是否首檢分別確定抽檢比例。

評估單位制定的基于風險的檢驗策略以設備的完整性為目標，綜合考慮母材、焊縫區、接管和密封部件的失效，并重點關注潛在損傷機理、腐蝕或劣化速率以及失效導致的缺陷類型和分布。本次RBI評估要求對每臺設備均要編制詳細的檢驗策略，明確檢驗時機、方法、比例和部位，直接用于指導檢驗，評估單位全過程參與所評估裝置的檢驗實施，隨時根據現場情況指導檢驗策略的實施并對檢驗策略進行調整。

與常規檢驗相比，基于風險的檢驗通過進行風險評估，根據設備風險等級制訂檢驗策略，檢驗策略更合理，更有針對性。對低風險設備則無需檢驗或僅進行小比例抽檢，避免了過度檢驗，降低了設備風險，節約了大量檢維修、保溫搭架等檢驗配合工作量和時間；且部分僅涉及宏觀檢查、測厚的檢驗項目在裝置停工前即可開展，為大修贏得了寶貴的時間。

1.2.2 安全閥RBI評估

為較好地解決安全閥“一年一?！迸c裝置長周期運行之間的矛盾，對全公司的安全閥開展RBI評估，根據安全閥潛在失效風險的大小、結合法規要求評定安全閥的RBI評估校驗周期。安全閥評估工作分兩步實施：第1步，2011年第4季度，對除長期停工裝置、2011年10月檢修裝置、2012年停工檢修裝置以外的各裝置總計3 592臺安全閥開展RBI評估，延長其校驗周期；第2步，2012年第1季度，對余下的1 556臺安全閥進行RBI評估。其中2012年停工檢修裝置安全閥在2012年裝置停工檢修期間全部安排校驗。62套裝置的5 148臺安全閥定量風險評估分析結論如下：

a. 常見的安全閥失效模式主要有密封失效、不能及時開啟、不能穩定及時排放、排放后不能及時關閉和關閉后的密封失效；

b. 截止2012年10月31日，安全閥總體安全風險水平不高，基本處于“中”、“低”風險水平等級，對于風險水平不高的安全閥建議延長其效驗周期；

c. 結合風險評估的結果和延期校驗原則，得出可延長下一校驗周期為兩年的安全閥數量為286臺，可延長下一校驗周期為3年的安全閥數量為1 165臺，可延長下一校驗周期為4年的安全閥數量為562臺，可延長下一校驗周期為5年的安全閥數量為2 577臺，下一校驗周期為一年的安全閥數量為558臺。

評估單位通過RBI分析，根據安全閥潛在失效風險的大小，結合法規要求給出適宜的安全閥校驗周期，制訂科學的檢測計劃，可節約大量人力、物力，為提高設備管理水平，指導裝置檢維修及安全生產管理、逐步建立起RBI風險數據庫打下了堅實的技術基礎。

2 百萬噸乙烯裝置RBI檢驗

2.1 項目背景及概況

2012年年底至2013年3月期間，鎮海煉化百萬噸乙烯及相關裝置共有1 428臺壓力容器和8 777條共計276.81km工業管道到期需安排法定檢驗(首檢)，涉及烯烴部、儲運部、公用工程部和化工部的18套生產裝置，但因裝置無停工檢修計劃無法進行全面檢驗。根據中石化總部計劃，裝置停工檢修、改造安排在2014年5月份，與壓力容器、工業管道的法定首檢時間相差1～2年。對于首檢壓力容器，地方質監部門已明確不允許辦理常規延期，裝置長周期運行與特種設備法定檢驗之間存在很大矛盾。

此外，2014年裝置停工檢修、改造期間，共有2 661臺壓力容器和15 442條工業管道(含鎮利化學)需安排檢驗，數量之多、涉及面之廣、時間之短前所未有。要在停工檢修改造期間集中完成如此大量設備、管道的全面檢驗任務，如按常規檢驗模式，難度相當大。為此，鎮海煉化早在2012年初就開始策劃乙烯裝置整體檢驗延期事宜，主動與地方質監部門對接，就乙烯裝置壓力容器及管道延期的可行性進行協商。一方面組織各相關部門赴茂名石化、燕山石化及惠州乙烯等乙烯裝置連續運行多年、在裝置運行管理和風險評估方面有著豐富經驗的企業開展調研，根據調研情況確立合作模式；另一方面，公司加緊向國家質監總局遞交了“關于鎮海煉化煉油、化工裝置全面申請應用RBI技術的請示”并獲批。

2.2 項目開展情況

2.2.1 RBI評估實施情況

百萬噸乙烯工程RBI技術應用是我公司歷史上規模最大的評估項目，根據RBI評估進度總體安排，2012年8月，公司召開風險評估啟動會，采取國內有資質的兩家RBI評估單位承擔，地方檢驗院參與的模式，對涉及的4個運行部、總計27套乙烯裝置(單元)結合裝置腐蝕調查工作整體開展RBI。主要包括：評估原始數據信息調查分析、采集、整理和錄入，失效機理分析及RBI風險分析，確定檢驗策略、檢驗方案和降險措施，編制報告等，完成風險評估初稿；RBI檢驗策略對接、修訂、調整和優化階段；評估單位完成正式的RBI檢驗策略和檢驗方案；同時，對高風險的設備和管道實施在線檢驗，以降低設備風險等級，確保其風險位于可接受水平。

在鎮海煉化各有關單位的統籌安排、協同配合下，經過半年多的艱苦努力，各項評估工作進展較為順利。為確保風險評估結果科學有效，鎮海煉化協調評估總牽頭單位，在RBI實施過程中共進行了9次周匯報和兩次月匯報、組織了3次月度協調會、3次現場對接以及3次啟動和總結會，務求做到“數據真實、分析合理、結論可靠”。

2.2.2 整體延期備案

2013年3月份，鎮海煉化將百萬噸乙烯等19套裝置、總計1 428臺壓力容器的RBI評估及延期相關資料報地方質監部門審核，同時，邀請地方質監局、特檢院等專家對鎮海煉化百萬噸乙烯RBI檢驗策略及方案進行評審驗收，由評估牽頭單位出具百萬噸乙烯RBI評估總報告，審核通過后，報使用登記機關備案。

延期備案工作的完成，標志著鎮海煉化百萬噸乙烯工程及相關裝置的首檢時間合法合規地延期至2014年裝置停工大修期間，解決了停車檢驗時間與檢修改造時間及裝置長周期運行的沖突，為裝置長周期運行提供了科學的依據，積累了寶貴的經驗，為實現鎮海煉化百萬噸乙烯裝置“四年一修”長周期運行目標提供了有力的技術支撐，經濟效益和社會效益巨大。項目評審

2013年7月，中國石化化工事業部組織有關專家召開鎮海煉化及鎮利化學所屬百萬噸乙烯裝置風險評估項目審會，與會評審專家們一致認為：本次RBI評估項目科學、合理、有效。該項目的完成，為百萬噸乙烯裝置的安全運行提供了保障，為2014年停車檢修的設備分級檢驗策略制定提供了依據，為鎮海煉化進一步提高設備科學管理水平提供了支撐。

2.2.3 RBI檢驗的實施

2014年5～6月為百萬噸乙烯RBI檢驗實施階段，公司統籌安排各檢驗單位根據RBI策略實施檢驗，本次Ⅱ系列停工大修共圓滿完成1 830臺壓力容器、7 190根工業管道(含鎮利化學)的檢驗任務，涉及以百萬噸乙烯裝置為主的大小24套生產裝置，由4家檢驗單位共同承擔。

借鑒2012年煉油裝置、2014年以乙烯為龍頭的化工裝置的RBI檢驗的成功經驗，2016年3～6月在煉油Ⅰ、Ⅱ兩個系列共32套煉油裝置中全面實施RBI檢驗，并與檢驗單位緊密協作，在以往的基礎上進一步優化檢驗方案，取得了良好的效果，既保證了在預定的時間內完成壓力容器、壓力管道和安全閥的檢測、檢驗任務，又節省了大量的修理費用。

3 主要成果

結合RBI評估，有系統地逐步建立鎮海煉化承壓設備、組件失效數據庫，內容包括設備材料腐蝕率、使用壽命、可靠度及破壞機制等。進一步完善了設備MIS的基礎數據，同時收集了評估裝置的物流數據，確定各單元或部位可能存在的腐蝕模式。

通過與評估單位和檢驗機構的合作，使得以鎮海煉化機動處、壓檢公司為主體的RBI工作團隊，同時包括各裝置設備、工藝操作及安全環境等方面技術人員掌握RBI技術及其軟件應用知識。

利用RBI分析結果，指導制訂大修期間的設備檢查策略，使計劃準確性、可執行性得到提高。評估單位還參與停工檢修裝置安全閥檢修、校驗過程，并對安全閥檢修、定壓情況、內件腐蝕情況及安全閥復位情況進行確認，保證了評估工作的科學性、有效性和可靠性。

本項目采取評估單位與檢驗單位合作的模式，檢驗單位根據評估單位提供的檢驗策略和檢驗方案實施檢驗；在檢驗實施過程中，評估單位則根據檢驗單位、運行部反饋的情況對檢驗策略進行局部調整和優化，使之更科學、更符合實際。

RBI檢驗首先減少了射線檢測與檢修施工及工期之間的矛盾，如催化劑的連續裝卸、檢修連續施工經常與射線檢測工期和作業時間造成沖突，影響檢修工期；二是使射線檢測工作量大幅降低，避免了射線對人體產生的輻射，減少了對環保的影響；三是減少了施工安全風險，射線檢測一般安排在現場人員較少的夜間進行，檢測人員的夜間登高作業、受限空間作業、臨時用電作業以及輻射防護等的施工風險較高。

4 效益測算

RBI技術全面考慮了評價對象的經濟性、安全性和潛在的失效風險，并根據不同設備的失效機理確定相應的檢驗策略。通過RBI風險評估技術的應用，可進一步完善設備基礎數據，并以延長壓力容器檢驗周期為目的，將風險管理具體落實到設備的日常管理中，有效提高了企業的營運利潤，降低了檢驗費用和非預期停產損失。

根據RBI推薦的策略實施檢驗，使當前的設備管理模式逐步向研究失效機理、實施動態管理和開展預知維修轉變，可為企業提供正確評價并有效控制安全風險的決策依據，從而延長裝置運行周期，有效減少檢驗工作量，降低經營成本，實現裝置運行安全性與經濟性的統一。其直接經濟效益主要體現在檢驗費用和設備維修費用的縮減以及裝置長周期運行帶來的效益上，據初步計算，2011～2012年期間，鎮海煉化13套煉油裝置和5 148臺安全閥開展RBI評估校驗，一個檢修周期(4年)可創效3 881萬元；2012～2015年期間，百萬噸乙烯工程及相關裝置開展RBI檢驗和整體延期取得的直接經濟效益為5 787.4萬元；2016年煉油Ⅰ、Ⅱ兩個系列共32套煉油裝置全面實施RBI檢驗，取得了5 200萬元左右的效益。

5 結束語

通過對設備、管道進行風險評估，依據風險大小來合理安排裝置的檢維修內容，不但減少了過度檢修，降低了檢測費和維修費；更重要的是提高了設備可靠性、減少了非計劃停車和裝置運行風險。根據RBI推薦的策略實施檢驗，能做到正確評價并有效控制安全風險，從而延長裝置運行周期，有效減少檢驗工作量，降低經營成本，實現了裝置運行安全性與經濟性的統一。

應用RBI技術的目的是保障設備安全運行、提高企業管理水平、提高技術人員的技術水平及優化檢驗策略等，需要長期、持續開展才能充分發揮其優勢。首先，它不僅要求檢驗單位對設備進行基于風險的檢驗，還需要使用單位轉變設備管理理念，持續開展RBI監測，依據檢驗、監測數據和風險分析結果來判斷設備是否需要維修或更換。再者，應用RBI技術與節省檢修費用兩者間的關系并不是充分必要的，優化檢驗策略、節約檢修資源、節省檢驗費用只是RBI技術的一部分。希望通過本次RBI項目，能切實提高鎮海煉化的風險管理水平。

ApplicationofRisk-basedInspection(RBI)TechnologyinZhenhaiRefiningandChemicalPlant

WEI Xin, PAN Xiao-wei
(SinopecZhenhaiRefiningandChemicalCorporation)

Through evaluating RBI, the preventive maintenance strategies and overhaul period of both static and rotary devices was determined scientifically to solve security issues of the equipment arising in their long-time running.

refining and chemical plant, preventive maintenance, RBI

魏鑫(1964-)，教授級高級工程師，副總工程師，從事石油、化工設備技術與管理工作，weixin.zhlh@sinopec.com。

TQ050.7

A

0254-6094(2017)03-0252-04

2017-02-10)