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(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）技術(shù)對(duì)公司丙烯腈裝置的106臺(tái)容器、2641條管道進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。分析了裝置存在的損傷機(jī)理，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果制定了檢驗(yàn)策略，根據(jù)策略實(shí)施了定期檢驗(yàn)工作，結(jié)合檢驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題對(duì)RBI評(píng)估損傷機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;損傷機(jī)理;驗(yàn)證

RBI（Risk-Based Inspection）全稱為基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)，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(duì)象;通過(guò)對(duì)生產(chǎn)裝置中每個(gè)設(shè)備單元固有的或潛在的失效模式所導(dǎo)致的危險(xiǎn)及其后果進(jìn)行定性或定量的分析來(lái)量化風(fēng)險(xiǎn)的大小，從而確定設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，發(fā)現(xiàn)裝置的主要薄弱環(huán)節(jié);在此基礎(chǔ)上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的設(shè)備單元給予重點(diǎn)關(guān)注，并通過(guò)有針對(duì)性的檢驗(yàn)來(lái)保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

目前，RBI技術(shù)已在國(guó)內(nèi)一些化工裝置進(jìn)行了運(yùn)用，并取得了較好的效果。在此背景下，某石化為了實(shí)現(xiàn)其丙烯腈裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行目標(biāo)，委托中國(guó)特檢院于2017年9月對(duì)丙烯腈裝置進(jìn)行了RBI技術(shù)應(yīng)用。中國(guó)特檢院以2018年7月31日為時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)丙烯腈裝置進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定了檢驗(yàn)策略，2018年8月至9月中國(guó)特檢院依據(jù)檢驗(yàn)策略對(duì)丙烯腈裝置實(shí)施檢驗(yàn)檢測(cè)，對(duì)結(jié)合檢驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題對(duì)RBI評(píng)估損傷機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。

1 裝置基本概況

某石化丙烯腈裝置由3個(gè)部分組成，即AN部分、MMA部分、SAR部分。評(píng)估范圍為丙烯腈裝置中在用的106臺(tái)容器、2641條管道。評(píng)估采用中國(guó)特檢院自主開(kāi)發(fā)的石化設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件，將壓力容器劃分為259個(gè)評(píng)價(jià)單元、壓力管道劃分為2641個(gè)評(píng)價(jià)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(jìn)行氧化反應(yīng)生成丙烯腈，同時(shí)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(gè)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(jī)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(kāi)裂和其他損傷，各損傷模式下對(duì)應(yīng)的損傷機(jī)理見(jiàn)表1。

3 RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

根據(jù)RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得出2018年7月31日的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，見(jiàn)圖1。丙烯腈裝置2900個(gè)評(píng)估單元中102個(gè)單元為高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元;中高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元有371個(gè);中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元916個(gè);低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元有1511個(gè)。失效可能性等級(jí)為5的評(píng)估單元有6個(gè)，失效可能性等級(jí)為4的評(píng)估單元有40個(gè)，失效可能性等級(jí)為3的評(píng)估單元有268個(gè)，失效可能性等級(jí)為2的評(píng)估單元有978個(gè)，其余評(píng)估單元的失效可能性等級(jí)為1。根據(jù)2018年7月31日裝置風(fēng)險(xiǎn)制定了檢驗(yàn)策略并于2018年8月至9月按照策略對(duì)所評(píng)估的容器和管道實(shí)施了首次定期檢驗(yàn)。

4 檢驗(yàn)檢測(cè)情況

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

通過(guò)設(shè)備檢驗(yàn)情況與RBI分析結(jié)果的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)部分損傷情況與損傷機(jī)理、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)基本吻合，詳見(jiàn)表2和表3。

5 結(jié)論

①丙烯腈裝置所涉及的主要失效機(jī)理有高溫硫化物腐蝕（無(wú)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(jī)酸腐蝕、鍋爐冷凝水腐蝕、冷卻水腐蝕、露點(diǎn)腐蝕、大氣腐蝕（有隔熱層）、大氣腐蝕（無(wú)隔熱層）、氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫氰酸致氫應(yīng)力開(kāi)裂、氨應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、胺應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、連多硫酸應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、堿應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、沖蝕、蒸汽阻滯、機(jī)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(píng)估時(shí)間點(diǎn)，丙烯腈裝置2900個(gè)評(píng)估單元中102個(gè)單元為高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元;中高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元有371個(gè)，其他為中風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元，裝置中中高風(fēng)險(xiǎn)以上單元占16.3%;

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

④通過(guò)設(shè)備檢驗(yàn)情況與RBI分析結(jié)果的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)部分損傷情況與損傷機(jī)理、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)基本吻合，建議車(chē)間結(jié)合損傷機(jī)理對(duì)同類損傷機(jī)理設(shè)備加強(qiáng)重點(diǎn)關(guān)注，做好日常巡檢等管理工作，指導(dǎo)設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行使用。

參考文獻(xiàn)：

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