海上平臺靜設備失效概率計算方法適用性研究

張富強

1 背景介紹

目前，我國已深入研究風險檢測技術（RBI），同時將研究成果用于各種陸地設備并取得良好的效果。但在海上平臺設施評估方法方面的研究較為落后，目前依舊采用傳統的檢測技術，將RBI[1]。與海上靜設備安全評估相結合，此研究具有廣闊的發展前景，對海上靜設備評估具有深遠意義。

在21世紀初相關機構發布了關于RBI的指導文件API581[2]。，并在其后進行更新。陳慶娟結合我國實際情況對RBI的運用進行總結歸納，認為不同的國家存在差異性，將不同的行業及企業設備現狀進行有機結合，逐步研究適合我國現狀的RBI技術體系和應用模式[3]。不同海域的海上環境氣候條件存在很大差異，靜設備在該環境中失效的概率大大增加，其損壞程度更加嚴重。

結合國內RBI技術發展的現狀，采用模糊數學方法[4]，以API RP 581-2016提供的RBI評估方法為基礎，且以國內海上平臺靜設備特點及管理現狀為依據，研究失效概率[5]計算方法的使用效果，根據研究結論提出更加符合我國國情的海上平臺靜設備RBI評估失效概率計算方法。

2 失效概率計算方法

在API RF581-2016的基礎上，結合多年實踐經驗統計歸納整理，得出以下失效概率計算公式。通用失效概率作為設備失效的行業標準，并不能反映實際失效概率。損傷系數是指損傷機理對計算的影響，管理系統系數則反映設備管理過程可靠性的差別對失效概率的作用。

式中，gff為通用失效概率，Df(t)為損傷系數，FMS為管理系統系數。

2.1 通用失效概率

失效概率與失效部位以及尺寸大小等細節有關系，且基于某領域的設備失效的實際實例統計檢驗計算可得。經過大量實踐修正，API RP 581-2016對通用失效概率數值進行調整并制定了相關標準，設備的總失效概率均為3.06×10-5次/年。在同一系統中設備具有相同的管理系統系數，損傷系數決定失效概率，結合不同系統的差異性，API RP 581-2016將損傷系數劃分為不同等級。

API RP 581-2016對丟棄失效概率進行等級劃分，但《中海油設備設施完整性風險管理程序》失效概率等級是按照傳統失效概率進行劃分的，為滿足行業標準獲取準確的風險等級，通用失效概率必需要適用于國內海上平臺設備。目前，我國并未建立完善的海上靜平臺設備失效數據庫，且對此未提出可行的操作方案。

目前，國際上RBI評估系統存在適用差異性、更新價格昂貴等問題，國內企業需要建立適合國情的評估系統，此系統的建立不僅具有良好的商業價值，還能夠促進國內RBI評估技術的發展。

2.2 損傷系數

API RP 581-2016共具有七大類損傷系數（減薄、襯里損傷、應力腐蝕開裂、外部損傷、高溫氫脆、脆性斷裂、機械疲勞）以及二十一類損傷種類，以實際損傷為基礎制定了多種計算方式。海上環境較為惡劣，海洋氣候多變潮濕，且含鹽量較高，靜設備在海上作業極易被腐蝕。海上平臺靜設備的腐蝕類型為：內部CO2腐蝕、鹽堿腐蝕、保溫隔層腐蝕、大氣對表層腐蝕等。為檢測損傷系數的適用性，需不斷研究實踐其計算方法的準確性。

減薄損傷系數可通過以下兩步進行計算：首先，根據式（2）計算損傷系數參數Art；然后，以Art檢驗次數根據檢驗有效性等級查詢表格可得到減薄損傷系數。

其中，Art為損傷系數參數；Cr為腐蝕速率，單位為mm/a；trd為剩余厚度，單位為mm；tmin為最小允許壁厚，單位為mm；age為設備使用時間；CA為腐蝕量，單位為mm。

2.3 管理系統系數

管理系統系數由概率統計與實際調查相結合計算得出，由多個企業參與幾大類問題探討規定得到該企業的管理系數。其管理系數根據API RP 581-2016可得到范圍為0.1～10。其值越大表明企業的管理水平與世界知名企業相比越高。

3 結論

（1）建立可靠的RBI評估系統有利于我國海上靜平臺設備失效概率計算，有利于提升RBI評估工作效率。

（2）考慮實際海洋環境氣候條件，基于模糊數學理論的損傷系數計算方法更具適用性。

（3）企業可將自身管理水平與國際企業管理水平相比較，從而推斷其管理系統系數的正確性。

[1]李毅，詹燕民，軒軍廠，等.基于RBI技術的海上平臺延期服役靜設備定量化安全評估技術[J].中國安全生產科學技術，2015，9（10）：121-126.

[2]牛少蕾.RBI在壓力管道系統風險管理中的應用研究[D].上海：華東理工大學，2014.

[3]陳慶娟，王三明.RBI技術在我國企業的應用研究與改進思考田[J].中國安全生產科學技術，2015，8（6）：191-196.

[4]石烜.基于風險的檢測在海上設施的應用于若干思考[J].化工機械，2008，37（6）：377-381.

[5]王力，汪震宇.國內海洋儲罐風險現狀及開展RBI的必要性[J].油氣儲運，2015，34（1）：8-14.