基于风险的检验(RBI)技术在镇海炼化中的应用

魏 鑫 潘晓苇

(中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司)

基于风险的检验(RBI)技术在镇海炼化中的应用

魏 鑫 潘晓苇

(中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司)

通过开展RBI评估工作，科学确定动、静设备预防性检修策略和装置的检修周期，解决了装置长周期运行的安全问题。

炼化装置 预防性检修 RBI

近年来，随着装置日益大型化和原油劣质化比例的持续提高，炼化装置运行的苛刻度要求进一步加大，设备状况、检验周期与长周期安全运行的矛盾日益突出。镇海炼化为了确保设备的安全性，针对我国承压设备(包括压力容器、工业管道等)定期检验、维修制度等要求，于2004年开始引进RBI技术； 2006年作为国内首批开展RBI检验技术试点应用企业，在国家和地方质监部门、中石化总部及各相关单位的支持下，对炼油设备进行完整性管理。经过多年来的反复探索与实践，镇海炼化RBI技术应用取得了长足进步，2011年开始，组织对13套生产装置进行RBI分析，结合风险评估及检验策略规划、实施，在确保设备操作的安全和可靠性的基础上延长装置运行周期，并依据评估结果进行检验规划及检查、维修工作的执行，减少检验决策的盲目性，增强了维修的针对性和有效性，使原本按常规检验不可能完成的容器管道检验工作量得以顺利完成。2012年，公司又对百万吨乙烯工程及相关装置开展RBI评估，将1 428台压力容器的首检时间由2013年3月合法合规、整体延期至2014年停工大修期间，圆满地解决了停车检验时间与检修改造时间的冲突，为实现装置长周期运行目标提供了有力的技术支撑。

1 炼油装置RBI检验

1.1 项目基本情况

2012年2～5月份期间，镇海炼化有二十余套装置安排停工大修改造，共有1 311台压力容器、5 396条共计226.37km工业管道需安排检验；此外，按常规校验周期，炼油装置有近2 000只安全阀、化工装置有2 700余只安全阀需进行定期校验。要在短短的装置停工检修期间完成如此大量设备、管道的全面检验任务，难度相当大。

为此，2011年10月到次年7月，镇海炼化选取Ⅳ重整、PX及歧化等13套有代表性的装置，由具有RBI资质的两家研究院承担并与省、市特检院合作，结合装置腐蚀调查工作开展基于风险的检验与评估，根据RBI推荐的策略实施检验。此外，对公司总计5 148台安全阀开展RBI评估工作。

1.2 项目执行情况

1.2.1 装置RBI评估及检验原则

开展RBI评估的13套装置选取原则如下：

a. 计划检验压力容器、工业管道数量较多的装置，通过评估工作有效降低现场检验工作量，如Ⅱ催化、Ⅰ焦化装置；

b. 安全风险较高的关键装置，如Ⅳ重整；

c. 因检修施工、反应器换剂等原因，与检验射线探伤时间矛盾较突出的，如PX装置；

d. 首检装置，如S-Zorb、乙烯空压站、丁二烯抽提；

e. 以往曾进行过RBI评估的装置，如Ⅰ常、Ⅱ催化、Ⅳ重整装置。

本次评估范围涵盖了13套评估装置中的所有压力容器、非压力容器和工业管道(其中动力中心本次仅对全部的工业管道进行RBI评估)，两家评估单位对装置进行了较为全面、深入的腐蚀调查，利用腐蚀回路系统地分析所有设备和管道的潜在失效模式以及腐蚀、开裂和劣化倾向，由此科学地确定基于风险检验策略的原则。

评估单位根据不同的风险等级对应的不同设备抽检比例来确定待检验设备清单即检验范围，并根据首次检验和非首次检验以及压力容器、非压力容器和管道的不同情况确定抽检比例。通过评估失效可能性、失效后果、失效可能性和后果组合的风险3个主要参数，较为准确地确定出检验范围和要求。对首检的压力容器考虑原始制造缺陷的检测，非首检的压力容器根据设备所处风险区确定抽检比例；非压力容器和管道则根据设备所处风险区及是否首检分别确定抽检比例。

评估单位制定的基于风险的检验策略以设备的完整性为目标，综合考虑母材、焊缝区、接管和密封部件的失效，并重点关注潜在损伤机理、腐蚀或劣化速率以及失效导致的缺陷类型和分布。本次RBI评估要求对每台设备均要编制详细的检验策略，明确检验时机、方法、比例和部位，直接用于指导检验，评估单位全过程参与所评估装置的检验实施，随时根据现场情况指导检验策略的实施并对检验策略进行调整。

与常规检验相比，基于风险的检验通过进行风险评估，根据设备风险等级制订检验策略，检验策略更合理，更有针对性。对低风险设备则无需检验或仅进行小比例抽检，避免了过度检验，降低了设备风险，节约了大量检维修、保温搭架等检验配合工作量和时间；且部分仅涉及宏观检查、测厚的检验项目在装置停工前即可开展，为大修赢得了宝贵的时间。

1.2.2 安全阀RBI评估

为较好地解决安全阀“一年一校”与装置长周期运行之间的矛盾，对全公司的安全阀开展RBI评估，根据安全阀潜在失效风险的大小、结合法规要求评定安全阀的RBI评估校验周期。安全阀评估工作分两步实施：第1步，2011年第4季度，对除长期停工装置、2011年10月检修装置、2012年停工检修装置以外的各装置总计3 592台安全阀开展RBI评估，延长其校验周期；第2步，2012年第1季度，对余下的1 556台安全阀进行RBI评估。其中2012年停工检修装置安全阀在2012年装置停工检修期间全部安排校验。62套装置的5 148台安全阀定量风险评估分析结论如下：

a. 常见的安全阀失效模式主要有密封失效、不能及时开启、不能稳定及时排放、排放后不能及时关闭和关闭后的密封失效；

b. 截止2012年10月31日，安全阀总体安全风险水平不高，基本处于“中”、“低”风险水平等级，对于风险水平不高的安全阀建议延长其效验周期；

c. 结合风险评估的结果和延期校验原则，得出可延长下一校验周期为两年的安全阀数量为286台，可延长下一校验周期为3年的安全阀数量为1 165台，可延长下一校验周期为4年的安全阀数量为562台，可延长下一校验周期为5年的安全阀数量为2 577台，下一校验周期为一年的安全阀数量为558台。

评估单位通过RBI分析，根据安全阀潜在失效风险的大小，结合法规要求给出适宜的安全阀校验周期，制订科学的检测计划，可节约大量人力、物力，为提高设备管理水平，指导装置检维修及安全生产管理、逐步建立起RBI风险数据库打下了坚实的技术基础。

2 百万吨乙烯装置RBI检验

2.1 项目背景及概况

2012年年底至2013年3月期间，镇海炼化百万吨乙烯及相关装置共有1 428台压力容器和8 777条共计276.81km工业管道到期需安排法定检验(首检)，涉及烯烃部、储运部、公用工程部和化工部的18套生产装置，但因装置无停工检修计划无法进行全面检验。根据中石化总部计划，装置停工检修、改造安排在2014年5月份，与压力容器、工业管道的法定首检时间相差1～2年。对于首检压力容器，地方质监部门已明确不允许办理常规延期，装置长周期运行与特种设备法定检验之间存在很大矛盾。

此外，2014年装置停工检修、改造期间，共有2 661台压力容器和15 442条工业管道(含镇利化学)需安排检验，数量之多、涉及面之广、时间之短前所未有。要在停工检修改造期间集中完成如此大量设备、管道的全面检验任务，如按常规检验模式，难度相当大。为此，镇海炼化早在2012年初就开始策划乙烯装置整体检验延期事宜，主动与地方质监部门对接，就乙烯装置压力容器及管道延期的可行性进行协商。一方面组织各相关部门赴茂名石化、燕山石化及惠州乙烯等乙烯装置连续运行多年、在装置运行管理和风险评估方面有着丰富经验的企业开展调研，根据调研情况确立合作模式；另一方面，公司加紧向国家质监总局递交了“关于镇海炼化炼油、化工装置全面申请应用RBI技术的请示”并获批。

2.2 项目开展情况

2.2.1 RBI评估实施情况

百万吨乙烯工程RBI技术应用是我公司历史上规模最大的评估项目，根据RBI评估进度总体安排，2012年8月，公司召开风险评估启动会，采取国内有资质的两家RBI评估单位承担，地方检验院参与的模式，对涉及的4个运行部、总计27套乙烯装置(单元)结合装置腐蚀调查工作整体开展RBI。主要包括：评估原始数据信息调查分析、采集、整理和录入，失效机理分析及RBI风险分析，确定检验策略、检验方案和降险措施，编制报告等，完成风险评估初稿；RBI检验策略对接、修订、调整和优化阶段；评估单位完成正式的RBI检验策略和检验方案；同时，对高风险的设备和管道实施在线检验，以降低设备风险等级，确保其风险位于可接受水平。

在镇海炼化各有关单位的统筹安排、协同配合下，经过半年多的艰苦努力，各项评估工作进展较为顺利。为确保风险评估结果科学有效，镇海炼化协调评估总牵头单位，在RBI实施过程中共进行了9次周汇报和两次月汇报、组织了3次月度协调会、3次现场对接以及3次启动和总结会，务求做到“数据真实、分析合理、结论可靠”。

2.2.2 整体延期备案

2013年3月份，镇海炼化将百万吨乙烯等19套装置、总计1 428台压力容器的RBI评估及延期相关资料报地方质监部门审核，同时，邀请地方质监局、特检院等专家对镇海炼化百万吨乙烯RBI检验策略及方案进行评审验收，由评估牵头单位出具百万吨乙烯RBI评估总报告，审核通过后，报使用登记机关备案。

延期备案工作的完成，标志着镇海炼化百万吨乙烯工程及相关装置的首检时间合法合规地延期至2014年装置停工大修期间，解决了停车检验时间与检修改造时间及装置长周期运行的冲突，为装置长周期运行提供了科学的依据，积累了宝贵的经验，为实现镇海炼化百万吨乙烯装置“四年一修”长周期运行目标提供了有力的技术支撑，经济效益和社会效益巨大。项目评审

2013年7月，中国石化化工事业部组织有关专家召开镇海炼化及镇利化学所属百万吨乙烯装置风险评估项目审会，与会评审专家们一致认为：本次RBI评估项目科学、合理、有效。该项目的完成，为百万吨乙烯装置的安全运行提供了保障，为2014年停车检修的设备分级检验策略制定提供了依据，为镇海炼化进一步提高设备科学管理水平提供了支撑。

2.2.3 RBI检验的实施

2014年5～6月为百万吨乙烯RBI检验实施阶段，公司统筹安排各检验单位根据RBI策略实施检验，本次Ⅱ系列停工大修共圆满完成1 830台压力容器、7 190根工业管道(含镇利化学)的检验任务，涉及以百万吨乙烯装置为主的大小24套生产装置，由4家检验单位共同承担。

借鉴2012年炼油装置、2014年以乙烯为龙头的化工装置的RBI检验的成功经验，2016年3～6月在炼油Ⅰ、Ⅱ两个系列共32套炼油装置中全面实施RBI检验，并与检验单位紧密协作，在以往的基础上进一步优化检验方案，取得了良好的效果，既保证了在预定的时间内完成压力容器、压力管道和安全阀的检测、检验任务，又节省了大量的修理费用。

3 主要成果

结合RBI评估，有系统地逐步建立镇海炼化承压设备、组件失效数据库，内容包括设备材料腐蚀率、使用寿命、可靠度及破坏机制等。进一步完善了设备MIS的基础数据，同时收集了评估装置的物流数据，确定各单元或部位可能存在的腐蚀模式。

通过与评估单位和检验机构的合作，使得以镇海炼化机动处、压检公司为主体的RBI工作团队，同时包括各装置设备、工艺操作及安全环境等方面技术人员掌握RBI技术及其软件应用知识。

利用RBI分析结果，指导制订大修期间的设备检查策略，使计划准确性、可执行性得到提高。评估单位还参与停工检修装置安全阀检修、校验过程，并对安全阀检修、定压情况、内件腐蚀情况及安全阀复位情况进行确认，保证了评估工作的科学性、有效性和可靠性。

本项目采取评估单位与检验单位合作的模式，检验单位根据评估单位提供的检验策略和检验方案实施检验；在检验实施过程中，评估单位则根据检验单位、运行部反馈的情况对检验策略进行局部调整和优化，使之更科学、更符合实际。

RBI检验首先减少了射线检测与检修施工及工期之间的矛盾，如催化剂的连续装卸、检修连续施工经常与射线检测工期和作业时间造成冲突，影响检修工期；二是使射线检测工作量大幅降低，避免了射线对人体产生的辐射，减少了对环保的影响；三是减少了施工安全风险，射线检测一般安排在现场人员较少的夜间进行，检测人员的夜间登高作业、受限空间作业、临时用电作业以及辐射防护等的施工风险较高。

4 效益测算

RBI技术全面考虑了评价对象的经济性、安全性和潜在的失效风险，并根据不同设备的失效机理确定相应的检验策略。通过RBI风险评估技术的应用，可进一步完善设备基础数据，并以延长压力容器检验周期为目的，将风险管理具体落实到设备的日常管理中，有效提高了企业的营运利润，降低了检验费用和非预期停产损失。

根据RBI推荐的策略实施检验，使当前的设备管理模式逐步向研究失效机理、实施动态管理和开展预知维修转变，可为企业提供正确评价并有效控制安全风险的决策依据，从而延长装置运行周期，有效减少检验工作量，降低经营成本，实现装置运行安全性与经济性的统一。其直接经济效益主要体现在检验费用和设备维修费用的缩减以及装置长周期运行带来的效益上，据初步计算，2011～2012年期间，镇海炼化13套炼油装置和5 148台安全阀开展RBI评估校验，一个检修周期(4年)可创效3 881万元；2012～2015年期间，百万吨乙烯工程及相关装置开展RBI检验和整体延期取得的直接经济效益为5 787.4万元；2016年炼油Ⅰ、Ⅱ两个系列共32套炼油装置全面实施RBI检验，取得了5 200万元左右的效益。

5 结束语

通过对设备、管道进行风险评估，依据风险大小来合理安排装置的检维修内容，不但减少了过度检修，降低了检测费和维修费；更重要的是提高了设备可靠性、减少了非计划停车和装置运行风险。根据RBI推荐的策略实施检验，能做到正确评价并有效控制安全风险，从而延长装置运行周期，有效减少检验工作量，降低经营成本，实现了装置运行安全性与经济性的统一。

应用RBI技术的目的是保障设备安全运行、提高企业管理水平、提高技术人员的技术水平及优化检验策略等，需要长期、持续开展才能充分发挥其优势。首先，它不仅要求检验单位对设备进行基于风险的检验，还需要使用单位转变设备管理理念，持续开展RBI监测，依据检验、监测数据和风险分析结果来判断设备是否需要维修或更换。再者，应用RBI技术与节省检修费用两者间的关系并不是充分必要的，优化检验策略、节约检修资源、节省检验费用只是RBI技术的一部分。希望通过本次RBI项目，能切实提高镇海炼化的风险管理水平。

ApplicationofRisk-basedInspection(RBI)TechnologyinZhenhaiRefiningandChemicalPlant

WEI Xin, PAN Xiao-wei
(SinopecZhenhaiRefiningandChemicalCorporation)

Through evaluating RBI, the preventive maintenance strategies and overhaul period of both static and rotary devices was determined scientifically to solve security issues of the equipment arising in their long-time running.

refining and chemical plant, preventive maintenance, RBI

魏鑫(1964-)，教授级高级工程师，副总工程师，从事石油、化工设备技术与管理工作，weixin.zhlh@sinopec.com。

TQ050.7

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0254-6094(2017)03-0252-04

2017-02-10)