RBI技術在壓力容器檢驗中的應用

摘 要：壓力容器是海洋石油海上平臺生產中重要的設備，傳統的定期檢驗方法存在“檢驗不足”和“檢驗過度”的問題，且效率低。RBI技術是管理風險評估和優化檢驗方法的一種新型檢驗技術方法。RBI技術解決了“檢驗不足”和“檢驗過度”，提高了檢驗效率，并將風險控制在可接受范圍，給平臺帶來了顯著地經濟效益和安全效益。

關鍵詞：RBI技術；壓力容器；風險；檢驗技術

Abstract： Pressure vessel is important equipment in the production of Marine oil offshore platforms， traditional periodical survey method is the lack of test and excessive checking out problems， and low efficiency. The RBI technique is risk assessment and management optimization test method is a new inspection technology method. The RBI technology solves the lack of test and excessive inspection， improve the testing efficiency， and risk control in the acceptable range， brought platform significantly economic and security benefits.

Key words：The RBI technology； Pressure vessel； Risk； Inspection technology；

壓力容器作為生產和儲運設備是海洋石油平臺石油生產中重要的設施之一，擁有的壓力容器數量巨大。海上平臺采油的成本較高，設備損壞帶來的生產中止會造成很大的經濟損失，所以需要對海上壓力容器進行檢驗，以及時發現設備的缺陷[1]。

1 定期檢驗方法

目前，我國中海油壓力容器檢驗采用傳統的定期檢驗模式，所有的壓力容器均遵循《壓力容器定期檢驗規則》規定，根據評定等級情況，按照規范規定的檢測周期2年、3年獲6年，到期對所有的設備都采用相同的檢驗方法進行檢測，存在“檢驗不足”和“檢驗過度”的問題，因此定期檢驗在資金使用和保障檢測質量方法存在不足。

2 RBI技術檢驗方法

RBI技術是以風險分析為基礎的檢驗方法，以追求設備系統安全性和經濟性相統一為理念而建立的一種優化設備檢驗方案的方法。RBI技術通過對系統中可能發生失效的部位及其失效的概率和后果經過分析技術，然后對系統的風險進行排序以便檢驗優化[2]。

歷史數據統計海上平臺風險的80%集中在20%的壓力容器設備上，說明海上壓力容器的風險不是平均分散在設備上。因此不采取任何區別對待的全面檢驗必然費用高，效率低，可靠性低。采用RBI技術分析對容器的風險大小進行排序，針對容器的損傷類型、風險的高低選擇檢驗方法，確定檢驗位置、檢驗比例，根據腐蝕速率確定檢驗時間[3]；同時根據風險等級合理安排檢驗資源，將檢驗資源集中于高風險的容器，避免造成“檢驗過度”和“檢驗不足”，降低檢驗成本，提高了檢驗的有效性和科學性。

3 RBI技術在壓力容器檢驗的應用

海上油田作業區采用RBI技術對油田的236臺壓力容器進行風險評估，確定風險分布情況，根據風險等級結果制定優化合理的檢驗策略，制定一個現在的和未來的新的檢驗計劃，實現以合理有效的檢測成本以及維修成本來實現壓力容器及其系統長期有效并安全的運行。

（1）首先通過定性分析執行對236臺壓力容器的進行失效概率和失效后果的評估，以確定236臺壓力容器的風險等級，以便排除低風險的壓力容器，安排下一步對中高風險的壓力容器的詳細評估，以提高風險評估的效率。通過對236臺壓力容器的進行定性風險分析，共確定了136臺壓力容器處于高風險的狀態需要進行更加詳細的評估，容器高風險的原因是由內部和外部腐蝕問題引起的，例如CO2腐蝕、H2S應力腐蝕裂紋、微生物腐蝕（MIC）、保溫層下腐蝕和涂層破損等。其它100臺壓力容器處于低風險的狀態，這些容器可以使用較少的檢驗資源。

（2）收集136臺壓力容器的基礎數據，所有的數據確認無誤后，根據壓力容器的材料、運行時間、壁厚、運行壓力、運行介質、運行溫度等因素進行比較，發現其中的92臺壓力容器的條件與其他44臺壓力容器的條件極其相似，因此可以將詳細分析的焦點集中在這44臺容器上，選取這44臺典型壓力容器為代表進行分析風險就能得到油田壓力容器的風險狀況。壓力容器除本體外，還有很多的接管，由于材質、壁厚、直徑、運行介質功能的不同，最終產生的風險結果也不相同，因此將其分為不同的元件進行定量分析，44臺容器共劃分為472個不同的元件。

（3）對472個元件進行定量分析，根據分析結果大小，將容器風險從低到高依次排序。

從風險矩陣圖中可以總結出464個單元被分成了四個風險類型，見表1：

1）風險高的元件有7個，占總數的1.5%（紅色區域）；

2）風險較高的元件有72個，占總數的15.3%（藍色區域）；

3）風險中等的元件有184個，占總數的39.0%（黃色區域）；

4）風險低的元件有209個，占總數的44.3%（綠色區域）。

較高以上風險的元件占總數的16.8%，也驗證了風險主要集中在少數設備上。

（4）經過RBI技術分析油田壓力容器的主要損傷類型，內部是二氧化碳腐蝕、微生物腐蝕、硫化氫應力腐蝕開裂、氯化物腐蝕開裂，外部主要是不銹鋼腐蝕開裂、保溫下腐蝕。根據腐蝕類型采用TOFD和相控陣PTUA技術為首選檢驗技術，同時根據材質情況輔以傳統的檢驗技術超聲波測厚UT/T、超聲波探傷、磁粉探傷MT、滲透探傷PT技術、硬度測試等。三臺壓力容器的檢驗方案見表2。

4 結語

通過RBI技術的實施，準確確定了各個元件的失效概率等級及失效后果等級，確定了油田中風險級別中、高級元件位置，解決了傳統檢驗中的“過度檢驗”及“檢驗不足”的問題，制定了合理的檢驗計劃表，通過優化分配檢驗資源，采用更有效的檢驗方法，達到了節省檢驗資源和降低風險的目的。將風險控制在可接受的范圍，實現了以合理有效的檢驗成本和維修成本實現壓力容器在長期有效安全運行，為平臺帶來了顯著地經濟效益和安全效益。利用管理系統的評審，找出公司管理的差距，提升了公司的安全生產、設備管理，提高了公司管理水平。

參考文獻

[1]王慶鋒，楊劍鋒，劉文彬，袁慶斌，馬宏偉.過程工業設備維修智能決策系統的開發與應用[J].機械工程學報，2010，（24）：167-178

[2] 趙帆.海上壓力容器、壓力管道基于風險檢驗管理系統應用研究.北京化工大學碩士學位論文.2013.05：2-4

[3] American Petroleum Institute.API 581 Risk-based Inspection Base Resource Document. USA API，2008

作者簡介

劉斌（1981-），男，河北昌黎縣，就讀于西南石油大學，在職研究生工程碩士，石油與天然氣工程專業。