RBI技術在渤中28-1油田壓力容器中的實踐應用

關麗萍

摘?要：RBI技術已逐漸在國內石化行業推廣，海洋石油開始嘗試引入此技術，本次在渤中28-1油田壓力容器上的應用，篩查出了20%左右的高風險部件，對此部分部件重點監管和檢驗，并采取適當措施將風險降低到可承受范圍內，大大降低了檢驗和維護成本，并增強可靠性。本次實踐充分說明了RBI技術在風險控制和節約成本上優于傳統檢驗，并能為壓力容器長周期安全運行提供可靠的技術保障，減少開停車所帶來的資源浪費和安全隱患。

關鍵詞：RBI技術;壓力容器;檢驗檢測;成本

根據國家相關法律法規要求，壓力容器一般在投用3年內須開展首次全面檢驗，但部分海上壓力容器未按照要求執行全面檢驗，出現了不合規現象。同時受到海上復雜的實際情況，很難做到按期按要求開罐檢驗和全面檢驗。即使按要求做了停產開罐檢驗，開罐檢驗的前期準備工作也很繁瑣，尤其是清罐不徹底，會存在很大的安全隱患。停產不僅給正常生產帶來很大影響，費用也很高。而RBI檢驗是以不開罐檢驗為原則，以風險為導向，通過制定有針對性的檢驗策略并實施，從而做到優化檢驗成本和降低其運行風險。

根據API及挪威石油聯合會等組織機構統計，設施80%風險由20%關鍵設備引起。RBI檢驗以風險為導向，將有限資源重點關注20%關鍵設備（即高、中風險設備）。RBI檢驗內容包括全面檢驗及內部檢驗內容，主要區別在于RBI檢驗具有很強的針對性，針對20%關鍵設備采取降險措施，使風險降低到可承受范圍內。采取的主要降險措施有，壓力容器外部損傷檢驗、焊接部位及熱影響區檢驗、壓力容器內部損傷檢驗以及包括材料、介質及壓力等運行工藝完善等措施。這樣很大程度上避免了開罐檢驗帶來的不利影響，保證了壓力容器長周期安全運行。

1 項目簡介

海洋石油BZ28-1油田自1989年投產以來，距今已有29年的時間，期間經過兩次改造，平臺上的壓力容器有的在改造期間被更換，也有的沿用至今，設備情況參差不齊，對新舊設備的檢測依然沿用周期基本固定的強制性安全檢驗，對資源造成了一定程度的浪費。2018年RBI專家、腐蝕專家、海洋石油工藝專家和RBI項目組共同對渤南作業公司BZ28-1油田友誼號FPSO、SWH、NWH三設施的102臺壓力容器進行了系統的RBI評估。

2 項目實施過程

2.1 數據收集整理

各方專家和評估人員成立項目組，經過前期的溝通交流和資料共享，完成了BZ28-1油田和計劃評估容器的全面了解。

首先，對BZ28-1油田的總體情況做大致了解，據了解BZ28-1油田位于中國渤海南部海域，東北距離龍口市約100KM，西北距離天津市塘沽區約206KM。該油田位置海域水深約為22m。BZ28-1油田由南北兩口井口平臺和一條浮式生產儲卸油裝置組成。2004年海洋石油總公司綜合匯總了屬下各方生產、研發與設計單位的經驗與思路，確定了利用已有的BZ28-1油氣田開發設施，將其改造提升。

再次，對102臺設備資料進行了系統的收集和整理，經作業主區和平臺方的多方支持，最終收集到53臺容器資料，容器資料包括：

（1）設計、竣工資料：包括壓力容器竣工圖紙、計算書、質量證明書、檢驗資料、現場銘牌及設備和中控流程圖照片等;

（2）工藝資料：主要包括壓力容器的操作壓力、操作溫度、工藝流程圖、管線與儀表流程圖、出口及入口的介質、流速、取樣點化學分析報告等;

（3）操作資料：包括操作規程和操作運行記錄等;

（4）腐蝕調查：包括關鍵性設備情況、物流成分分析、潛在失效模式、以往檢驗檢測報告和以往發生的事故及事故原因。

另49臺容器資料不具備RBI評估的最低要求。最終針對此53臺設備進行了RBI 評估。

2.2 計算評估

本次評估采用挪威船級社（DNV GL）開發的Synergi Plant RBI Offshore軟件，Synergi Plant RBI Offshore是一種專門針對海上設備設施RBI技術分析的軟件工具，其作用在于量化每個設備、管線的風險并篩選出高風險的單元，通過制訂檢驗計劃，實施針對性檢驗，對風險進行最為有效的管理。

根據收集、審核后的數據，開展了RBI分析，在風險分析中，使用軟件計算腐蝕速率，并參考API581推薦的腐蝕數據，最終計算出了壓力容器的風險分析結果。計算過程是將數據表輸入OFFSHORE軟件中，軟件通過綜合分析容器的材質、使用時間、壁厚、腐蝕速率、介質、腐蝕性介質組分含量、操作壓力、操作溫度等因素來判斷失效模式及失效可能性大小;同時依據事先定義好的存量組，使用軟件內嵌的PHAST后處理模塊計算失效后果，得出每臺壓力容器各個評價單元的風險值。

2.3 評估結果

基于經濟風險分析結果：BZ28-1油田壓力容器中當前經濟風險中不存在極高風險，經濟風險為高風險單元為80個（占比14%），中風險的評價單元為374個;經濟風險為低風險的評價單元為44個;經濟風險為極低風險的評價單元為82個。

基于安全風險分析結果：BZ28-1油田壓力容器中當前安全風險中極高風險評價單元為9個（占比2%），高風險評價單元為153個（占比26%），中風險評價單元為310個;低風險評價單元為44個;極低風險評價單元為76個。

本次的分析數據與著名經濟學家巴萊多的20：80法則完全吻合，即80%以上的風險來自于大約20%的設備。顯而易見，壓力容器的檢驗與監管的重點應集中于這20%的高危設備，實施更加科學、有效的差異化檢驗和設備管理。

根據對物料平衡和實際物流采樣化驗數據的分析表明，渤南作業公司BZ28-1三個設施中主要的潛在失效機理有：內部腐蝕減薄和外部損傷，內部腐蝕主要包括均勻腐蝕和局部腐蝕減薄以及微生物腐蝕，外部損傷主要來自于腐蝕減薄。根據BZ28-1油田壓力容器RBI分析的結果，并結1合DNV-RP-G103-2011的要求制定了設備的優化檢驗策略。在檢驗策略中將詳細分析的所有設備細分成了519個部件，針對每一部件的每一腐蝕機理制定了檢驗方案，檢驗方案包括具體的檢驗時間，檢驗方法，檢驗覆蓋率等。按RBI評估給出的檢驗策略計算檢驗和維護成本，較以往的成本降低了27%，降低成本的同時，如果根據檢驗策略有針對的檢驗還可以相應延長壓力容器的安全運行周期。

3 RBI技術應用意義

（1）通過RBI分析，針對渤南作業公司所屬的BZ28-1平臺上的壓力容器的潛在失效機理和風險值，建立了基于風險的檢驗策略，指導壓力容器檢驗檢測并降低風險，合理調配和使用檢驗檢測資源;

（2）對于BZ28-1平臺上的壓力容器，通過RBI分析，對風險較高的評價單元，提出了可將風險降低到企業可接受程度的、具有針對性和有效性的可行的措施建議;

（3）使用分析結果進行設備檢修、維修及安全生產管理，提高了設備的管理水平。

4 技術革新

RBI技術，結合其他檢測技術（TOFD、AE、C掃、相控陣等）已成熟的應用于壓力容器檢驗中。由于海洋石油開采特點，RBI檢驗作為一種壓力容器不停產條件下的定期檢驗解決方案，正越來越多的被國內、外各大油氣田采用，并成為一種發展趨勢。通過多年的檢驗，積累了我國海洋石油壓力容器主要腐蝕機理、常用材料、常見缺陷、典型失效部位，總結壓力容器運行風險及缺陷發生規律，對RBI軟件基礎數據進行修正和完善，對RBI技術進行了適應性改造和創新，解決了國外軟件“水土不服”問題。RBI技術先后在曹妃甸油田、渤南油田及蓬勃油田試點，取得良好效果。公司正加緊開發壓力容器完整性管理系統，對RBI檢驗工作進行系統性管理。

5 結語

本次RBI風險評估結果受到渤南作業區的高度認可，為其今后的壓力容器檢驗和設備管理指明了方向，通過這次實踐，說明RBI是優于傳統檢驗的綜合考慮安全性、經濟性及潛在失效風險的優化檢驗策略，同時為科學的決策提供支持，為設備安全管理提供保障。通過實施RBI技術，可以有效地降低檢驗、檢修成本，降低壓力容器運行風險，為壓力容器長期安全運行提供可靠的技術保障。在用壓力容器的檢驗環節引入RBI技術效果良好，作用明顯，RBI技術的推廣勢在必行。

參考文獻：

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