RBI技术在压力容器检验中的应用

摘 要：压力容器是海洋石油海上平台生产中重要的设备，传统的定期检验方法存在“检验不足”和“检验过度”的问题，且效率低。RBI技术是管理风险评估和优化检验方法的一种新型检验技术方法。RBI技术解决了“检验不足”和“检验过度”，提高了检验效率，并将风险控制在可接受范围，给平台带来了显著地经济效益和安全效益。

关键词：RBI技术；压力容器；风险；检验技术

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；

压力容器作为生产和储运设备是海洋石油平台石油生产中重要的设施之一，拥有的压力容器数量巨大。海上平台采油的成本较高，设备损坏带来的生产中止会造成很大的经济损失，所以需要对海上压力容器进行检验，以及时发现设备的缺陷[1]。

1 定期检验方法

目前，我国中海油压力容器检验采用传统的定期检验模式，所有的压力容器均遵循《压力容器定期检验规则》规定，根据评定等级情况，按照规范规定的检测周期2年、3年获6年，到期对所有的设备都采用相同的检验方法进行检测，存在“检验不足”和“检验过度”的问题，因此定期检验在资金使用和保障检测质量方法存在不足。

2 RBI技术检验方法

RBI技术是以风险分析为基础的检验方法，以追求设备系统安全性和经济性相统一为理念而建立的一种优化设备检验方案的方法。RBI技术通过对系统中可能发生失效的部位及其失效的概率和后果经过分析技术，然后对系统的风险进行排序以便检验优化[2]。

历史数据统计海上平台风险的80%集中在20%的压力容器设备上，说明海上压力容器的风险不是平均分散在设备上。因此不采取任何区别对待的全面检验必然费用高，效率低，可靠性低。采用RBI技术分析对容器的风险大小进行排序，针对容器的损伤类型、风险的高低选择检验方法，确定检验位置、检验比例，根据腐蚀速率确定检验时间[3]；同时根据风险等级合理安排检验资源，将检验资源集中于高风险的容器，避免造成“检验过度”和“检验不足”，降低检验成本，提高了检验的有效性和科学性。

3 RBI技术在压力容器检验的应用

海上油田作业区采用RBI技术对油田的236台压力容器进行风险评估，确定风险分布情况，根据风险等级结果制定优化合理的检验策略，制定一个现在的和未来的新的检验计划，实现以合理有效的检测成本以及维修成本来实现压力容器及其系统长期有效并安全的运行。

（1）首先通过定性分析执行对236台压力容器的进行失效概率和失效后果的评估，以确定236台压力容器的风险等级，以便排除低风险的压力容器，安排下一步对中高风险的压力容器的详细评估，以提高风险评估的效率。通过对236台压力容器的进行定性风险分析，共确定了136台压力容器处于高风险的状态需要进行更加详细的评估，容器高风险的原因是由内部和外部腐蚀问题引起的，例如CO2腐蚀、H2S应力腐蚀裂纹、微生物腐蚀（MIC）、保温层下腐蚀和涂层破损等。其它100台压力容器处于低风险的状态，这些容器可以使用较少的检验资源。

（2）收集136台压力容器的基础数据，所有的数据确认无误后，根据压力容器的材料、运行时间、壁厚、运行压力、运行介质、运行温度等因素进行比较，发现其中的92台压力容器的条件与其他44台压力容器的条件极其相似，因此可以将详细分析的焦点集中在这44台容器上，选取这44台典型压力容器为代表进行分析风险就能得到油田压力容器的风险状况。压力容器除本体外，还有很多的接管，由于材质、壁厚、直径、运行介质功能的不同，最终产生的风险结果也不相同，因此将其分为不同的元件进行定量分析，44台容器共划分为472个不同的元件。

（3）对472个元件进行定量分析，根据分析结果大小，将容器风险从低到高依次排序。

从风险矩阵图中可以总结出464个单元被分成了四个风险类型，见表1：

1）风险高的元件有7个，占总数的1.5%（红色区域）；

2）风险较高的元件有72个，占总数的15.3%（蓝色区域）；

3）风险中等的元件有184个，占总数的39.0%（黄色区域）；

4）风险低的元件有209个，占总数的44.3%（绿色区域）。

较高以上风险的元件占总数的16.8%，也验证了风险主要集中在少数设备上。

（4）经过RBI技术分析油田压力容器的主要损伤类型，内部是二氧化碳腐蚀、微生物腐蚀、硫化氢应力腐蚀开裂、氯化物腐蚀开裂，外部主要是不锈钢腐蚀开裂、保温下腐蚀。根据腐蚀类型采用TOFD和相控阵PTUA技术为首选检验技术，同时根据材质情况辅以传统的检验技术超声波测厚UT/T、超声波探伤、磁粉探伤MT、渗透探伤PT技术、硬度测试等。三台压力容器的检验方案见表2。

4 结语

通过RBI技术的实施，准确确定了各个元件的失效概率等级及失效后果等级，确定了油田中风险级别中、高级元件位置，解决了传统检验中的“过度检验”及“检验不足”的问题，制定了合理的检验计划表，通过优化分配检验资源，采用更有效的检验方法，达到了节省检验资源和降低风险的目的。将风险控制在可接受的范围，实现了以合理有效的检验成本和维修成本实现压力容器在长期有效安全运行，为平台带来了显著地经济效益和安全效益。利用管理系统的评审，找出公司管理的差距，提升了公司的安全生产、设备管理，提高了公司管理水平。

参考文献

[1]王庆锋，杨剑锋，刘文彬，袁庆斌，马宏伟.过程工业设备维修智能决策系统的开发与应用[J].机械工程学报，2010，（24）：167-178

[2] 赵帆.海上压力容器、压力管道基于风险检验管理系统应用研究.北京化工大学硕士学位论文.2013.05：2-4

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

作者简介

刘斌（1981-），男，河北昌黎县，就读于西南石油大学，在职研究生工程硕士，石油与天然气工程专业。