石化裝置靜設(shè)備動態(tài)風(fēng)險管理及預(yù)知檢驗技術(shù)分析

鄭忠鵬

（中國石油大慶石化公司聚烯烴部，黑龍江大慶 163711）

0 引言

國內(nèi)石化單位內(nèi)部含有多種靜設(shè)備，具體包括壓力容器、管線等，均采取計劃性運維方法，預(yù)防靜設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題。在預(yù)防運維體系中，存在檢修方向不明確、運維方法不全面、運維主觀性等問題，尚未給出有效的風(fēng)險劃分方案。該預(yù)防運維方法大多數(shù)是以符合性檢查形式進行故障排查，致使非計劃停機事件仍有發(fā)生，無法有效防控靜設(shè)備的各類風(fēng)險。

1 基于動態(tài)風(fēng)險管理的靜設(shè)備風(fēng)險評估體系

1.1 靜設(shè)備風(fēng)險形成的主要因素

依照承壓設(shè)施系統(tǒng)風(fēng)控的各項規(guī)定，給出設(shè)備失效概率F 的測算方法：

其中，F(xiàn)G表示同種設(shè)施功能喪失可能性的平均值，F(xiàn)E表示設(shè)施功能修復(fù)的運維系數(shù)，F(xiàn)M表示設(shè)備風(fēng)控程序的性能評價系數(shù)，F(xiàn)L表示設(shè)備異常質(zhì)量問題的性能干擾系數(shù)。FG依據(jù)被風(fēng)險評價的設(shè)備種類，參照GB/T 26610.4—2022《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則 失效可能性定量分析方法》規(guī)定內(nèi)容，選擇相同類型設(shè)備失效可能性平均值，是一種固定參數(shù)。FM數(shù)據(jù)分析時，依照GB/T 26610.4—2022 之附錄B，參照其中的企業(yè)管理平臺評價方法。如果超標(biāo)缺陷潛藏于設(shè)備內(nèi)，設(shè)備初期生產(chǎn)質(zhì)量、時間作用下的性能退化過程，均是明確超標(biāo)缺陷干擾程度需要參考的因素。技術(shù)單元、適用條件、機械性能、工藝水平4 個因素，共同組成了FE。在明確4 個因素之后，開展加和計算，參照GB/T 26610.4—2022 表3 的各項規(guī)定，完成計算分析。此規(guī)范中，F(xiàn)G具有固定性，在部分企業(yè)中FM取固定參數(shù)，僅有FL、FE會受到一定干擾，針對靜設(shè)備進行風(fēng)控時，主要從FL、FE兩個方面入手[1]。

1.2 靜設(shè)備風(fēng)險的判斷方法

判斷靜設(shè)備具有變動性的風(fēng)險時，主要有兩種方式。

（1）整理設(shè)備基礎(chǔ)資料。從設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)工藝、性能檢驗各個方面，逐一搜集可用資料。在動態(tài)風(fēng)險分析時，主要利用風(fēng)險值修正形式判定基礎(chǔ)風(fēng)險參數(shù)。判斷動態(tài)風(fēng)險時，可參照頻次變更初始數(shù)據(jù)，獲取動態(tài)時段內(nèi)的風(fēng)險值。依照監(jiān)測設(shè)施的運行工況、腐蝕表現(xiàn)、工藝類型、性能缺陷等各類數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確修正風(fēng)險數(shù)據(jù)。

（2）獲取設(shè)計文件、檢驗結(jié)果。在風(fēng)險值測算中，無須進行修正處理。風(fēng)險計算需要參考設(shè)施運行、腐蝕表現(xiàn)、工藝規(guī)范性、性能缺陷等各類實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)資料，參照既定頻次合理變更動態(tài)數(shù)據(jù)，獲取動態(tài)時段內(nèi)的風(fēng)險評價結(jié)果。

兩種風(fēng)險判斷形式對比時，設(shè)備數(shù)量不多時，其風(fēng)險差異表現(xiàn)不大。當(dāng)設(shè)備數(shù)量較大時，第二種風(fēng)險判斷方式會增加風(fēng)險波動幅度，且有較大的計算困難，在計算時間、計算結(jié)果的參考性各方面均有不足。相比之下，第一種風(fēng)險判斷形式更具適用性。針對石化成套靜設(shè)備進行動態(tài)風(fēng)險分析時，容器管線監(jiān)測所得數(shù)據(jù)量較多，可選擇第一種風(fēng)險分析方式。因此，本文利用第一種動態(tài)風(fēng)險分析方法，綜合判斷石化靜態(tài)設(shè)施的風(fēng)險情況。

1.3 靜設(shè)備風(fēng)險的劃分方式

（1）重要設(shè)備。在石化設(shè)施生產(chǎn)期間，處于生產(chǎn)流程中，對于生產(chǎn)能效、生產(chǎn)質(zhì)量具有一定決定性作用的設(shè)施。

（2）關(guān)鍵設(shè)備。經(jīng)過直屬單位，參照設(shè)施重要性、管理困難性等因素，在重要設(shè)備中選出的關(guān)鍵設(shè)備。

（3）一般設(shè)備。不在重要設(shè)備列表內(nèi)的其他設(shè)備。

針對各類設(shè)備進行全環(huán)節(jié)管理，從設(shè)備規(guī)劃、組成設(shè)計、類型選擇、生產(chǎn)制造、采買、派送、組裝、試運行、正式生產(chǎn)、運行保養(yǎng)、故障處理、功能升級、閑置處理等各個流程，給出有效的管理方案。風(fēng)險級別劃分時，采取A（高）、B（中）、C（低）三級評價方式。風(fēng)險檢驗方式見表1。

2 基于動態(tài)風(fēng)險管理的靜設(shè)備全面預(yù)知檢驗

2.1 風(fēng)險管理方法

風(fēng)險管理技術(shù)，作為設(shè)備風(fēng)控的關(guān)鍵策略。原有的風(fēng)控方案，旨在控制風(fēng)險、處理風(fēng)險，當(dāng)前的風(fēng)險管理方法更為關(guān)注風(fēng)險預(yù)知。設(shè)備風(fēng)險管理期間，需全面分析風(fēng)險特點，明確風(fēng)險形成的過程，找出風(fēng)險改進的方向，給出可行的風(fēng)控方法，以保持設(shè)備運行的安全性。在石化行業(yè)中，對于各類功能的靜設(shè)備，需采取不同的風(fēng)險管理方法。靜設(shè)備的完整程度，可能會受到部分損傷機理的干擾，致使其功能出現(xiàn)變化。因此，以風(fēng)險管理技術(shù)為出發(fā)點，全面落實風(fēng)險管理工作。此技術(shù)能夠確定檢修工作量，給予企業(yè)更完整的資源分配方案，以穩(wěn)步增強企業(yè)檢修管理能力。依照石化設(shè)備管理需求，引入動態(tài)風(fēng)險流程，從設(shè)備信息、風(fēng)險警告、風(fēng)險變化、往期故障、設(shè)備監(jiān)測各個方面，逐一開展風(fēng)控工作。石化設(shè)備管理小組可以采取分工協(xié)作形式，建立廠區(qū)、車間、專區(qū)三個級別的管理體系[2]。

2.2 各種風(fēng)險級別的檢驗形式

參照靜設(shè)備的風(fēng)險類型，明確靜設(shè)備各風(fēng)險級別的檢修方法。靜設(shè)備的檢修工作，側(cè)重于設(shè)備的檢驗流程。針對各類風(fēng)險層級的靜設(shè)備，依照GB/T 26610.2—2022《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險的檢驗實施導(dǎo)則 基于風(fēng)險的檢驗策略》的規(guī)定內(nèi)容，參照設(shè)備損傷形式、檢修方式、檢修效果等因素，明確檢驗級別。表2 為靜設(shè)備風(fēng)險檢驗方法，表3 為容器靜設(shè)備的風(fēng)險檢驗方法，表4 為管道的風(fēng)險檢查方法。

表2 靜設(shè)備風(fēng)險檢驗方法

表3 容器靜設(shè)備的風(fēng)險檢驗方法

表4 管道的風(fēng)險檢查方法

2.3 預(yù)知檢驗方法

依照設(shè)備風(fēng)險特點、檢修周期、設(shè)備種類等因素，合理明確檢修級別，創(chuàng)建各類設(shè)施、各類檢修級別的檢修方案。從設(shè)備風(fēng)險視角出發(fā)，一般檢驗項目，對于容器靜設(shè)備，可采取停機內(nèi)部檢查、停運外部檢查、智能檢驗三種方法。而管道檢查時，不適用內(nèi)部檢驗方法，其余兩種方法可用。表5 為在線檢測有效性判斷方法。

表5 在線檢測有效性判斷方法

表5 中，“1”表示“有效性較高級別”，“2”表示“有效性處于中高級別”，“3”表示“有效性中度級別”，“X”表示“有效性低度級別、無效”。

2.4 關(guān)鍵設(shè)備腐蝕檢查

在檢查關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)的腐蝕問題時，主要參考RBI 評價數(shù)據(jù)、往期設(shè)備檢查數(shù)據(jù)，全面分析設(shè)備腐蝕過程，采取有效措施，積極防控設(shè)備腐蝕帶來的不利問題。借助腐蝕檢查形式，創(chuàng)建專項的腐蝕數(shù)據(jù)檔案庫，全面收集關(guān)鍵設(shè)備的各時期數(shù)據(jù)，保證設(shè)備服役管理質(zhì)量，對于RBI 再次評價、設(shè)備性能檢驗，給出有效的數(shù)據(jù)支持[3]。

2.5 設(shè)備檢修運維方法

參照靜設(shè)備各項數(shù)據(jù)，判斷靜設(shè)備的風(fēng)險類型。從設(shè)備運行數(shù)據(jù)超限、設(shè)備故障、工藝方案、腐蝕發(fā)展等各個方面，逐一分析各類因素對于設(shè)備風(fēng)險的干擾程度，給出有效的修正方法。使用修正完成的風(fēng)險劃分方案，開展設(shè)備分級處理，給出可行的運維檢修方案。設(shè)備檢修工作具有長期性、動態(tài)性、持續(xù)性等特點。針對往期數(shù)次設(shè)備的風(fēng)險評價結(jié)果、檢修方案，均存入檢修數(shù)據(jù)庫內(nèi)。從設(shè)備整個生命周期視角入手，開展有效的動態(tài)跟進管理，重新評價設(shè)備風(fēng)險。采取周期性監(jiān)測、故障排除、應(yīng)急防護等各類措施，積極應(yīng)對設(shè)備故障問題，具有較強的技術(shù)指導(dǎo)價值。

3 基于動態(tài)管理的靜設(shè)備預(yù)知檢驗風(fēng)控平臺

3.1 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)采取B/S 架構(gòu)形式，聯(lián)合Oracle 數(shù)據(jù)單元創(chuàng)建系統(tǒng)，可利用Web 網(wǎng)頁遠程登入平臺，獲取各項數(shù)據(jù)。開發(fā)系統(tǒng)主要利用MVC 模型，保證系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量。采取異步響應(yīng)形式，提高用戶體驗。以風(fēng)險管理為出發(fā)點，劃分靜設(shè)備的風(fēng)險類型，給出對應(yīng)的檢修方案。

流程1：全面整合靜設(shè)備的各項資料，創(chuàng)建RBI 數(shù)據(jù)單元，分析靜設(shè)備風(fēng)險級別。

流程2：利用計算機應(yīng)用接口，獲取靜設(shè)備運行情況、工藝方案、腐蝕表現(xiàn)、故障問題，調(diào)整靜設(shè)備風(fēng)險參數(shù)，獲取風(fēng)險的變動情況。

流程3：參照靜設(shè)備風(fēng)險變化的測定結(jié)果，給出動態(tài)風(fēng)險分級方法，制定對應(yīng)的檢修方案。在檢修期間，如有容器、管線缺陷程度較為嚴(yán)重的情況，需設(shè)計聯(lián)合決策單元，判斷容器、管線的剩余可用時間。

靜設(shè)備風(fēng)控平臺共有4 個模塊，其功能設(shè)計方案如下：

模塊1：數(shù)據(jù)監(jiān)控。監(jiān)測獲取設(shè)備運行的一般數(shù)據(jù)，查看工藝方案、監(jiān)測設(shè)備腐蝕表現(xiàn)的各項數(shù)據(jù)、監(jiān)測設(shè)備故障問題的各類數(shù)據(jù)。

模塊2：風(fēng)險評價。對設(shè)備各項數(shù)據(jù)進行有效管理，設(shè)備運輸數(shù)據(jù)管理、收集設(shè)備檢查數(shù)據(jù)，風(fēng)險測算、風(fēng)險更新。

模塊3：設(shè)備動態(tài)管理。針對設(shè)備動態(tài)變化的風(fēng)險問題進行合理分類。依照風(fēng)險問題給出檢修方案。

模塊4：專家管理。分析容器、管線的剩余可用時間。分析靜設(shè)備性能變化的損傷機理。

3.2 建立動態(tài)風(fēng)險分析體系

風(fēng)險分析流程1：全時段的數(shù)據(jù)監(jiān)控。此流程導(dǎo)入了設(shè)備正常運行的各類數(shù)據(jù)，包括標(biāo)準(zhǔn)值、警報值等。設(shè)定周期檢查方式，從LIMS、腐蝕變化等各個方面，全面落實設(shè)備監(jiān)測，建立設(shè)備綜合管理。數(shù)據(jù)監(jiān)測時，無論設(shè)備處于在線、離線兩種狀態(tài)，均可獲取設(shè)備各項數(shù)據(jù)，對設(shè)備性能進行全面分析[4]。

風(fēng)險分析流程2：設(shè)備風(fēng)險評價。其一，風(fēng)險數(shù)據(jù)管理。針對容器、管道各類靜設(shè)備，存儲其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具體包括設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運輸數(shù)據(jù)、檢驗數(shù)據(jù)等。其二，使用動態(tài)風(fēng)險技術(shù)，進行風(fēng)險評估，從定量視角得出動態(tài)風(fēng)險值。定量判斷項目有損傷過程分析、計算失效概率、失效危害分析等。其中，失效危害可從毒性、易燃性、酸堿性等各類介質(zhì)視角，給出確切分析結(jié)果。其三，動態(tài)風(fēng)險數(shù)據(jù)更新。參照監(jiān)控數(shù)據(jù)單元，獲取設(shè)備異常運行數(shù)據(jù)、工藝分析結(jié)果、腐蝕變化數(shù)據(jù)、設(shè)備運行異常數(shù)據(jù)，逐步更新設(shè)備風(fēng)險參數(shù)，分析風(fēng)險變化的形成過程。

風(fēng)險分析流程3：設(shè)備分析運維。此程序是以靜設(shè)備風(fēng)險類型為出發(fā)點，利用往期故障、工藝參數(shù)、異常運行、腐蝕表現(xiàn)等各類數(shù)據(jù)，給出運維方案。設(shè)備風(fēng)險有A、B、C 三個級別，對各類設(shè)備風(fēng)險問題進行分級管理。依照設(shè)備風(fēng)險級別、風(fēng)險處理的周期、設(shè)備型號等因素，檢修級別劃分為1、2、3 三個級別，創(chuàng)建各類設(shè)備適用的故障檢修方案。針對到期無法參加檢測的靜設(shè)施，開展風(fēng)險評價工作，針對風(fēng)險表現(xiàn)，給出在線排險方案。

3.3 開發(fā)風(fēng)控監(jiān)測程序

（1）工藝數(shù)據(jù)風(fēng)控程序。工藝數(shù)據(jù)監(jiān)測時，保存最新一周的監(jiān)測數(shù)據(jù)。被覆蓋的監(jiān)測數(shù)據(jù)，存儲在工藝數(shù)據(jù)庫內(nèi)。監(jiān)測的數(shù)據(jù)類型有流水號、質(zhì)量代碼、樣品代碼、組分代碼等。

（2）腐蝕數(shù)據(jù)監(jiān)測程序。此模塊采取30 d 更新一次的形式，數(shù)據(jù)庫保存12 個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測反饋的數(shù)據(jù)類型有流水號、設(shè)備號、腐蝕速度、測定時間等。

4 結(jié)束語

綜上所述，國內(nèi)石化單位使用的容器、管線等各類靜設(shè)備均需進行預(yù)防檢修。依照靜設(shè)備的風(fēng)險變化特點，建立動態(tài)風(fēng)險監(jiān)測體系，融合風(fēng)險管理、風(fēng)險級別、預(yù)知監(jiān)測、關(guān)鍵設(shè)備腐蝕監(jiān)測等各類方法，全面落實靜設(shè)備的風(fēng)控工作。系統(tǒng)開發(fā)時，從風(fēng)控流程、風(fēng)控模塊、風(fēng)控分析三個方面給出開發(fā)方案，以保證靜設(shè)備風(fēng)控質(zhì)量。