海上平台静设备失效概率计算方法适用性研究

张富强

1 背景介绍

目前，我国已深入研究风险检测技术（RBI），同时将研究成果用于各种陆地设备并取得良好的效果。但在海上平台设施评估方法方面的研究较为落后，目前依旧采用传统的检测技术，将RBI[1]。与海上静设备安全评估相结合，此研究具有广阔的发展前景，对海上静设备评估具有深远意义。

在21世纪初相关机构发布了关于RBI的指导文件API581[2]。，并在其后进行更新。陈庆娟结合我国实际情况对RBI的运用进行总结归纳，认为不同的国家存在差异性，将不同的行业及企业设备现状进行有机结合，逐步研究适合我国现状的RBI技术体系和应用模式[3]。不同海域的海上环境气候条件存在很大差异，静设备在该环境中失效的概率大大增加，其损坏程度更加严重。

结合国内RBI技术发展的现状，采用模糊数学方法[4]，以API RP 581-2016提供的RBI评估方法为基础，且以国内海上平台静设备特点及管理现状为依据，研究失效概率[5]计算方法的使用效果，根据研究结论提出更加符合我国国情的海上平台静设备RBI评估失效概率计算方法。

2 失效概率计算方法

在API RF581-2016的基础上，结合多年实践经验统计归纳整理，得出以下失效概率计算公式。通用失效概率作为设备失效的行业标准，并不能反映实际失效概率。损伤系数是指损伤机理对计算的影响，管理系统系数则反映设备管理过程可靠性的差别对失效概率的作用。

式中，gff为通用失效概率，Df(t)为损伤系数，FMS为管理系统系数。

2.1 通用失效概率

失效概率与失效部位以及尺寸大小等细节有关系，且基于某领域的设备失效的实际实例统计检验计算可得。经过大量实践修正，API RP 581-2016对通用失效概率数值进行调整并制定了相关标准，设备的总失效概率均为3.06×10-5次/年。在同一系统中设备具有相同的管理系统系数，损伤系数决定失效概率，结合不同系统的差异性，API RP 581-2016将损伤系数划分为不同等级。

API RP 581-2016对丢弃失效概率进行等级划分，但《中海油设备设施完整性风险管理程序》失效概率等级是按照传统失效概率进行划分的，为满足行业标准获取准确的风险等级，通用失效概率必需要适用于国内海上平台设备。目前，我国并未建立完善的海上静平台设备失效数据库，且对此未提出可行的操作方案。

目前，国际上RBI评估系统存在适用差异性、更新价格昂贵等问题，国内企业需要建立适合国情的评估系统，此系统的建立不仅具有良好的商业价值，还能够促进国内RBI评估技术的发展。

2.2 损伤系数

API RP 581-2016共具有七大类损伤系数（减薄、衬里损伤、应力腐蚀开裂、外部损伤、高温氢脆、脆性断裂、机械疲劳）以及二十一类损伤种类，以实际损伤为基础制定了多种计算方式。海上环境较为恶劣，海洋气候多变潮湿，且含盐量较高，静设备在海上作业极易被腐蚀。海上平台静设备的腐蚀类型为：内部CO2腐蚀、盐碱腐蚀、保温隔层腐蚀、大气对表层腐蚀等。为检测损伤系数的适用性，需不断研究实践其计算方法的准确性。

减薄损伤系数可通过以下两步进行计算：首先，根据式（2）计算损伤系数参数Art；然后，以Art检验次数根据检验有效性等级查询表格可得到减薄损伤系数。

其中，Art为损伤系数参数；Cr为腐蚀速率，单位为mm/a；trd为剩余厚度，单位为mm；tmin为最小允许壁厚，单位为mm；age为设备使用时间；CA为腐蚀量，单位为mm。

2.3 管理系统系数

管理系统系数由概率统计与实际调查相结合计算得出，由多个企业参与几大类问题探讨规定得到该企业的管理系数。其管理系数根据API RP 581-2016可得到范围为0.1～10。其值越大表明企业的管理水平与世界知名企业相比越高。

3 结论

（1）建立可靠的RBI评估系统有利于我国海上静平台设备失效概率计算，有利于提升RBI评估工作效率。

（2）考虑实际海洋环境气候条件，基于模糊数学理论的损伤系数计算方法更具适用性。

（3）企业可将自身管理水平与国际企业管理水平相比较，从而推断其管理系统系数的正确性。

[1]李毅，詹燕民，轩军厂，等.基于RBI技术的海上平台延期服役静设备定量化安全评估技术[J].中国安全生产科学技术，2015，9（10）：121-126.

[2]牛少蕾.RBI在压力管道系统风险管理中的应用研究[D].上海：华东理工大学，2014.

[3]陈庆娟，王三明.RBI技术在我国企业的应用研究与改进思考田[J].中国安全生产科学技术，2015，8（6）：191-196.

[4]石烜.基于风险的检测在海上设施的应用于若干思考[J].化工机械，2008，37（6）：377-381.

[5]王力，汪震宇.国内海洋储罐风险现状及开展RBI的必要性[J].油气储运，2015，34（1）：8-14.