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儲罐檢測及風險評估

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儲罐的檢測及風險評估
備注：1
1
2
3
4
儲罐罐底聲發(fā)射檢測技術
其它在役檢測技術
儲罐風險評估技術
儲罐失效形式及腐蝕機理
RBI方法簡介
5
目錄
現(xiàn)狀

據API統(tǒng)計：
美國85%的煉油廠都存在由于儲罐系統(tǒng)泄漏而引起的地下水污染問題。1992 年，由于在當地的小溪、下水道和排水溝中發(fā)現(xiàn)了石油，一家公司向當地居民賠償了2億美元。
68％的市場銷售終端和10％的管道也存在由于泄漏引起的地下水污染問題。
由于設備失效，每年從石油儲油罐泄漏的石油產品高達370萬加侖。
儲罐的年泄漏率：7.2‰

目前我國尚無此類統(tǒng)計數據，但有關專家認為不會低于美國

大型儲罐的管理現(xiàn)狀

未納入國家強制管理的范圍；
相關法規(guī)和標準也比較少（危險化學品安全管理條例…）；
2006年以前工業(yè)產品生產許可證；
中石化:SHS01012，3~6年開罐檢驗；
中石油:SY/T5921，5~7年開罐檢驗；(API653第一版)
中石油:SY/T6620，根據腐蝕狀況確定檢驗周期；(API653第三版)
缺少檢測技術和儀器，檢測項目少，缺陷檢出率極低；
90年代末期引進技術和儀器，開展儲罐檢測檢驗的研究工作；
“十五”、“十一五”課題；
在線檢測、全面檢測、RBI。

儲罐的事故原因

壁板腐蝕----均勻點腐蝕、局部的坑腐蝕；
頂板腐蝕----伴有穿孔的不均勻全面腐蝕；
底板腐蝕----潰瘍狀的坑腐蝕，主要發(fā)生在背面即靠近土壤一側----難以發(fā)現(xiàn)、情況最為嚴重、危害性也最大。
焊縫裂紋；
機械損傷；
結構破壞；
密封、排水裝置及其他附屬設備故障……；
正是由于這些缺陷的存在，才導致儲罐的事故----泄漏----物料損失、環(huán)境污染、災難。

1 儲罐失效形式與腐蝕機理
罐頂
腐蝕
- 罐頂和罐頂支撐系統(tǒng)的結構完整性受損
- 儲罐頂板腐蝕嚴重或穿孔
支撐件破損
	- 固定頂支撐安全狀況受損
裂縫或穿孔
	- 儲罐頂板和浮艙上出現(xiàn)裂縫或穿孔

1 儲罐失效形式
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
罐壁
腐蝕
全面腐蝕（罐壁減?。?
點蝕（罐壁凹坑）
造成抗風圈和罐壁加強圈等部件或其連接結構減弱
鉚釘腐蝕
焊縫腐蝕
變形
裂紋、分層
罐壁開孔損傷
脆性斷裂

1 儲罐失效形式
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
罐底
腐蝕
內、外部點蝕焊
縫接頭出現(xiàn)腐蝕
局部應力

1 儲罐失效形式
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
密封
密封機械損傷

密封材料劣化

1 儲罐失效形式
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
罐基礎
基礎裂化
沉降、侵蝕、裂縫以及地下水侵蝕、霜凍侵蝕與酸堿造成混凝土的惡化；

錨固螺栓變形和錨固螺栓嵌入的混凝土結構上過大的開裂；

1 儲罐失效形式
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
儲罐底板 – 介質側
1、儲罐底板腐蝕程度比壁板嚴重，有時甚至會腐蝕穿孔而出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。罐底板介質側的腐蝕主要來自于罐內沉積水造成的電化學腐蝕。沉積水中的硫化物、氯化物、氧等物質與金屬發(fā)生反應，具有較強的腐蝕作用。
2、在物料注入部位，由于流體的沖刷，可能形成局部的沖蝕。立柱在灌裝、提取、液流運動等正常狀態(tài)下，都可能與底板發(fā)生摩擦和振動，這種機械磨損配合縫隙腐蝕，可導致立柱下底板的腐蝕穿孔。
3、有加熱盤管的儲罐，也可因加熱盤管泄漏等原因造成腐蝕的加劇。
2 儲罐腐蝕機理
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
儲罐底板 – 土壤側
1、儲罐底板土壤側的腐蝕較介質側更為嚴重。邊緣板是容易受腐蝕的部位，儲罐基礎如果沒有有效的防滲水措施或防滲水材料老化失效，則雨水和水汽很容易沿罐底板與罐基礎的縫隙侵入到罐底的周邊部位，從而形成有利的腐蝕條件。
2、由于儲罐沉陷的不均勻，底板會高低起伏或有踏空現(xiàn)象。罐底板與基礎的接觸不良會導致罐底土壤的充氣不均而形成氧濃差電池，造成罐底板的腐蝕。
3、由毛細現(xiàn)象引起的水分侵入和由于水的存在而造成的微生物腐蝕對整個罐底板的腐蝕狀況也具有重要的影響。

2 儲罐腐蝕機理
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
儲罐壁板 – 外壁
	儲罐的外壁主要發(fā)生大氣腐蝕，儲罐的周邊環(huán)境一般為石油化工企業(yè)，工業(yè)大氣中含有二氧化硫、硫化氫、二氧化氮等有害氣體，由于吸附作用、冷凝作用或下雨等原因，空氣中的水汽或雨水在儲罐外壁形成水膜，這種水中可能溶有酸、堿、鹽類和其他雜質，起到電解液的作用，使金屬表面發(fā)生電化學腐蝕。因電解液層比較薄，所以外壁電化學腐蝕比較輕微，而且腐蝕也比較均勻。但在罐頂凹陷處、焊縫凹陷處、保溫層易進水的地方、抗風圈與罐壁連接處以及其他易積水的地方，會形成較為嚴重的局部腐蝕。
2 儲罐腐蝕機理
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
儲罐壁板 – 內壁
儲儲罐內壁有兩個重點腐蝕部位，分別是大腳焊縫向上0~300mm范圍內的罐壁以及介質液位波動處（也就是油氣交界面附近）。
1) 介質中雜質的水分長時間沉積，在罐內形成積水，由于排水管的中心線一般比罐壁高約300mm，所以罐底始終有200mm~300mm的水存在，沉積水中含有大量的氯化物、硫化物、氧、酸類物質等，形成較強的電解質溶液，產生電化學腐蝕，造成儲罐內壁根部較嚴重的局部腐蝕。
2)罐壁液位波動處也容易形成局部腐蝕，由于介質內和介質上部氣象空間中的含氧量不同，可形成氧濃差電池而造成腐蝕。  還可因液位處干濕狀況頻繁交替導致沉淀物的積聚而形成垢下腐蝕。在儲罐進出料過程中，液位的變化及攪動作用，更加速了這兩種腐蝕。。
2 儲罐腐蝕機理
1 儲罐失效形式與腐蝕機理
1
2
3
4
儲罐失效形式及腐蝕機理
其它在役檢測技術
儲罐風險評估技術
儲罐罐底聲發(fā)射檢測技術
RBI方法簡介
5
目錄
聲發(fā)射檢測機理
材料在塑性變形或損傷破壞過程中釋放應變能/產生應力波——聲發(fā)射（AE）
AE源信號包括：裂紋、腐蝕、分層/脫粘、泄漏。。。。。。
傳感器接收AE信號，通過系統(tǒng)進行信號處理、分析進行缺陷分析和無損檢測 (from ASTM E610-82)

AE System
      聲發(fā)射(Acoustic Emission簡稱AE)又稱應力波發(fā)射，是材料或零部件受力作用產生變形、斷裂，或內部應力超過屈服極限?s而進入不可逆的塑性變形階段，以瞬態(tài)彈性波形式釋放應變能的現(xiàn)象。
    在外部條件作用下，固體（材料或零部件）的缺陷或潛在缺陷改變狀態(tài)而自動發(fā)出瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象亦為聲發(fā)射。

聲發(fā)射檢測機理
     通常意義上的聲發(fā)射源，一般來自于受力材料的所產生的各種損傷和斷裂現(xiàn)象。例如：金屬材料中的裂縫擴展、位錯運動、滑移帶的形成、孿生變形、晶界滑移、夾雜物的分離與開裂；復合材料中的基體開裂、層間分離、纖維和基體間界面分離和纖維斷裂等；混凝土結構內部損傷/破壞、鋼筋斷裂/分離及腐蝕、巖石及其他建筑材料的內部損傷/破壞等。這些無損檢測的主要對象，都是重要的聲發(fā)射源。

聲發(fā)射檢測機理
      聲發(fā)射波的頻率范圍很寬，從次聲頻、聲頻直到超聲頻。它的幅度動態(tài)范圍亦很廣，從微弱的位錯運動直到強烈的地震波。然而，聲發(fā)射作為無損檢測與無損評價手段，則是采用高靈敏度傳感器，在材料或構件受外力的作用，且又遠在其達到破損以前，接收來自這些缺陷與損傷開始出現(xiàn)或擴展時所發(fā)射的聲發(fā)射信號，通過對這些信號的分析、處理來檢測、評估材料或構件缺陷、損傷等內部特征。

聲發(fā)射檢測機理
    1) 可獲得關于缺陷的動態(tài)信息，并據以評價缺陷的實際危害程度，以及結構的整體性和預期使用壽命；
    2) 對大型結構，進行整體檢測。不需要移動傳感器做繁雜的掃查操作，省時、省力、高效。
    3) 可提供隨載荷、時間、溫度等工況的瞬態(tài)或連續(xù)信息，因而適用于過程監(jiān)控，以及早期或臨近破壞的預報；

聲發(fā)射檢測機理
     4) 對被檢工件的接近要求不高，因而適用于其它無損檢測方法難以或不能接近的，如高低溫、核輻射、易燃、易爆和極毒等環(huán)境下的檢測；
    5) 對構件的幾何形狀不敏感，適于檢測其他方法所不能檢測的形狀復雜的構件；
    6) 幾乎所有材料在變形和斷裂時均產生聲發(fā)射，適用范圍廣。
聲發(fā)射檢測機理
聲發(fā)射檢測作用
   1. 材料或構件何時出現(xiàn)損傷？——何時
   2. 材料或構件何處出現(xiàn)損傷？——何處
   3. 材料或構件出現(xiàn)損傷的嚴重程度及其危害性，對構件作出結構完整性評價
                                       ——嚴重程度     
   4. 失效破壞提前預報.
基本信號處理
AE特征參數：幅度、能量、持續(xù)時間、上升時間、RMS、振鈴記數、事件數……
波型特征: FFT、小波分析…...
模式識別、神經網絡…...

Volts
or  dB
Time 
Amplitude

Threshold and
First threshold crossing
Duration
備注：24
聲發(fā)射傳感器
Piezoelectric Crystal

聲發(fā)射檢測系統(tǒng)

The PCI-DSP is a 4-Channel AE System (and the heart of the DiSP AE Workstation)
DiSP-52 - 52-Channel
DiSP-24 - 24-Channel Portable Field Workstation
 
       12通道微型DISP系統(tǒng)（24通道SAMOS系統(tǒng)）
備注：27
裂紋擴展的形式
脆性斷裂的裂紋是最典型、最容易識別的聲發(fā)射裂紋源
塑性斷裂的裂紋源相對來講，其聲發(fā)射信號較弱。但大量研究證實，在塑性斷裂的不同階段、聲發(fā)射信號的也出現(xiàn)不同特征曲線。
在實際檢測中，通常遇到的是混合聲發(fā)射信號. 
聲發(fā)射信號產生條件

裂紋/缺陷萌生階段
 裂紋/缺陷萌生擴展階段
 失效破壞前——預報

Scale of AE Source Processes
M6
     AE Source Amplitude will be Governed by (a) Size, (b) Speed of Source Event
裂紋源的位置
根據到達不同傳感器的不同時間
金屬材料中裂紋源的定位
    當用兩個或多個傳感器進行聲發(fā)射檢測時,能夠時差定位的方法定出聲發(fā)射源的位置，這是聲發(fā)射技術的基本功能之一。線性定位用于長的高壓氣瓶及管線；平面定位用于各種立式/臥式容器；球面定位用于球形壓力容器；三維定位用于混凝土結構、巖石大型變壓器局部放電檢測。罐底定位用于儲罐底部缺陷定位。
聲發(fā)射源定位技術
? 罐底檢測:

一個大的貯罐為底部檢測而暫停使用和進行清理
所花費的費用可能達到50萬美元。許多公司經常在不
考慮工況的情況下做出這樣一個安排表, 這意味著由
此造成的維修費用是無法估計的, 許多好的貯罐也被
排空進行檢測, 而許多有問題的貯罐在其被檢測前已
泄漏很長時間了。自從1980年以后,已經積累了在線罐
底監(jiān)聽的經驗,不僅能夠檢測泄漏罐,而且可以確定全
部罐底狀況。用這個方法按重點安排罐底維修帶來可
觀的經濟利益和環(huán)境效益。PAC公司的經驗已運用到成
百上千個罐,并且根據用戶反饋,技術得到不斷改進和
升級。測試能夠幫助公司遵守API 653。
“TANKPAC” 發(fā)展歷史
1989 PAL approached by customers, discussion on requirements for tank floor condition assessment.
1990 First AE trials on tank floors, Esso, BP, ICI, KPE .
1992 User group formed, grew from 5 to 20+ Co’s.
1996 User group became part of EEMUA, ~30 Co’s (Engineering Equipment Material Users Association) experience now >600 tank floor tests, feedback on internal inspection of >150 tanks, procedure at rev.4.
1997 Procedure accepted by Saudi Aramco.
1998 Results of TANKPAC “correlation study” presented at ECNDT by Shell/Dow etc. >1000 tests now completed.
1999 EEMUA recommendations to members.
2000 French petroleum Industry announces correlation results.
備注：35
備注：Physical Acoustics has provided “on-line” monitoring services for spheres, bullets etc for 20+ years, in the 80’s a number of companies were promoting AE (acoustic emission) for tank floor leak detection (HSB, TUV etc). In 1989 UK customers were asking what could be done with tank floors, prior  to them leaking. We knew from work carried out in the early 80’s that rusting of steel produces substantial acoustic emission, but was it detectable on a tank floor from the outside? Transmission through the floor plate was out of the question, so it had to be via the liquid. At the time people were trying to detect leaks using acoustic systems, so the obvious answer was to try it. A small number of tanks (~50) owned by various customers were monitored and inspected afterwards during the first 2 years and a “user group” was formed to share information. The basic procedure for testing and evaluation was established, and has slowly been refined over the years as a wider range of tank types has been tested, and more experience and feedback has been gained. New users always evaluate the TANKPAC? system by testing some tanks and inspecting afterwards, and “user group” customers almost always feed back what they find when tanks are shut down, so the database and experience is continually expanding. The procedures are complex when compared with most AE tests, and not all tanks can be tested, or are suitable, so very strict quality records are kept and all test results and records are reviewed by a second engineer. The investment in TANKPAC? is substantial, but the third party publications attest to the benefits and reliability of the method.

t
V
貯罐
油面
內置前放的傳感器

信號電纜線
內置聲發(fā)射卡
計算機系統(tǒng)
腐蝕點
腐蝕信號

某儲罐底板聲發(fā)射源平面布置圖
某儲罐底板聲發(fā)射源立體布置圖
儲罐底板聲發(fā)射檢測（AE）技術
儲罐底板聲發(fā)射檢測（AE）技術
Tank Inspection

5
4
3
2
1
A
B
C
D
E

RBI  RISK MATRIX
High Risk
Med-High Risk
Med
Risk
Low Risk
Probability
Consequence
備注：40
? 不干擾:

在測試之前,只需要對罐做短期(約24小時)的隔離。

? 快  速:

典型測試每個罐只用半天時間,并且不需要特別操作。

? 成本效益:

對于一個大型油貯罐, 其檢測費用只是以往清罐并
進入內部檢查方法的0.1%。

減少檢測成本:
      使用聲發(fā)射技術, 可以大大減少維修費用、為工廠設備的更完善使用提供有力依據、大大減少停機時間、降低檢驗費用。
保溫層的最少拆除:
      為安裝探頭只需要在保溫層上開一個小孔,而不需要拆掉保溫層來發(fā)現(xiàn)保溫層下的容器腐蝕等問題。高溫現(xiàn)場使用波導桿可永久焊在容器表面, 只需要在保溫層上開一個2cm直徑的孔就可以了,探頭安裝在保溫層外部。在非常大的低溫貯罐上的探頭為日常檢測永久地安裝在保溫層下, 并將電纜聯(lián)接到一個操制盤上。
快速檢查:    
    在某些情況下, 實際用于聲發(fā)射檢測的時間是非常少的,而且可以對結構缺陷進行100%范圍的檢測, 這是其他方法所無可比擬的。
檢測結果的永久記錄:
    全部數值被數字化, 并被儲存在磁盤中, 提供一套永久檢測記錄, 以便將來任何時間進行分析。
儲罐底板聲發(fā)射檢測（AE）技術 – 優(yōu)勢
1
2
3
4
儲罐罐底聲發(fā)射檢測技術
儲罐失效形式及腐蝕機理
儲罐風險評估技術
其它在役檢驗技術
RBI方法簡介
5
目錄
流程工業(yè)靜設備風險分析及安全保障整體解決方案提供商 
    超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發(fā)生反射波來，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

PCS
角度

2 儲罐在役檢測技術
2.2 儲罐壁板超聲探傷技術
大型儲罐檢驗方式

全面檢驗
停車、清罐，做全項目檢測
在線檢驗

不停車，對底板腐蝕狀況實施聲發(fā)射在線檢測，同時在外部對罐體進行宏觀檢查、超聲波測厚，必要時還可對焊縫進行表面探傷。
基于風險的檢驗

運用風險評估的原理，考慮設備發(fā)生危險的概率和后果的大小，根據風險排序，確定相應的檢測措施，對高風險設備進行重點檢驗的一種風險管理措施。
檢驗內容

常規(guī)檢測
宏觀檢查(頂板、壁板、底板、基礎)
超聲波測厚
焊縫檢查(MT、PT；UT、真空試漏)
基礎沉降評估
脆化斷裂評估
新技術檢測
底板腐蝕狀況漏磁檢測
底板腐蝕狀況聲發(fā)射檢測

宏觀檢查和壁厚測定

宏觀檢查和超聲波測厚是大型儲罐檢驗非常重要的方法，儲罐的整體腐蝕、重大缺陷一般可通過宏觀檢查和超聲波測厚發(fā)現(xiàn)。
    宏觀檢查的主要內容包括：
儲罐本體的變形、泄漏、板材的減薄
連接焊縫的裂紋、氣孔
浮盤、密封、升降導向系統(tǒng)的完好性
防腐層保溫層退化
呼吸閥、盤梯、抗風圈等附件
加熱器、攪拌器等內部設施
基礎缺陷

宏觀檢查和壁厚測定

厚度檢測是罐體整體腐蝕的檢測方法，一般采用超聲波檢測方法，一般應對壁板和頂板壁厚進行測定，一般可按下列三種情況布點：
     (1)按排板的每塊板布點；
     (2)按每塊板的局部腐蝕深度布點；
     (3)按點蝕布點；
     前兩種情況檢測每一塊鋼板和每一腐蝕區(qū)內的平均減薄量，后一種情況檢測腐蝕較嚴重點的腐蝕深度。每個檢測區(qū)一般不少于5個測定點。
    超聲波測厚，是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的，當探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。
儲罐在役檢測技術
儲罐壁板超聲測厚技術
儲罐在役檢測技術
儲罐壁板超聲自動爬行器檢測
 儲罐在役檢測技術
儲罐壁板超聲面測厚技術 -SeeScan
儲罐在役檢測技術
儲罐壁板超聲焊縫檢測技術
儲罐檢測技術
漏磁檢測技術 - MFL
    利用激勵源對被檢工件進行局部磁化，鐵磁性材料被磁化后，其磁力線理論上全部通過材料構成磁路，若材料存在缺陷，由于缺陷處的磁阻大，磁通會在缺陷處發(fā)生畸變，畸變磁通分為三個部分：
（1）部分穿過缺陷；
（2）部分經過裂紋周圍的鐵磁材料繞過裂紋；
（3）部分則離開鐵磁材料表面，經過空氣或其他介質繞過裂紋。
    第三部分畸變磁通所謂的漏磁通，也就是探頭能檢測到的部分。漏磁場的磁通量與缺陷尺寸是對應的，探頭可以通過檢測漏磁場磁通量的大小，獲取缺陷的信息。 
漏磁檢測
儲罐在役檢測技術
低頻渦流檢測技術 - LFET
    利用電磁感應的原理，通過測定被檢工件內感生渦流的變化來無損地評定導電材料極其工件的某些性能或發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測方法稱為渦流檢測。
    但集膚效應使渦流檢測儀僅局限于檢測表面和近表面的缺陷，而低頻渦流技術利用起低頻率可以有效抑制集膚效應的特點，對儲罐內表面的缺陷檢測發(fā)揮了優(yōu)勢。
儲罐在役檢測技術
視頻監(jiān)測技術 – 泄漏檢測
    采用在線式熱像儀進行泄露分析監(jiān)測，可實時進行觀測和分析管線法蘭、機泵密封、儲罐等部位的泄露，并可自動識別泄露行為并報警，無需人工參與判斷
流程工業(yè)靜設備風險分析及安全保障整體解決方案提供商 
 儲罐在役檢測技術
視頻監(jiān)測技術 – 保溫層定性監(jiān)測分析
    采用定點熱成像儀進行檢測，可清晰識別保溫失效程度；提供重點點位進行掃描檢測，為辨別保溫層脫落或罐壁腐蝕失效提供預處理定位依據；
流程工業(yè)靜設備風險分析及安全保障整體解決方案提供商 
儲罐在役檢測技術
視頻監(jiān)測技術 – 多罐液位監(jiān)測
    采用定點在線式熱像儀進行分析監(jiān)測，可清晰觀察多罐液位。
1
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3
4
儲罐罐底聲發(fā)射檢測技術
儲罐失效形式及腐蝕機理
儲罐風險評估技術
RBI方法簡介
其它在役檢驗技術
5
目錄
什么是RBI？
        RBI是基于風險的檢測（Risk-Based Inspection）的縮寫，是近十年來發(fā)展起來的一項設備管理新技術。該項技術對于降低設備風險，優(yōu)化設備檢查和備件計劃，提供延長裝置運行周期的決策支持發(fā)揮了重要的作用。
風險的定義
     對于風險要同時考慮如下兩個方面:????(1) 受害程度或損失大小。有無風險在很大程度上決定于可能造成多大損失。????(2) 造成某種損失或損害的難易程度。損害發(fā)生的難易性一般是用某種損害發(fā)生的概率大小來描述。????考慮到上述兩個方面的問題,可以用下面象征性的式子來表示風險：???  Risk = Uncertainty × Damage?????????????????風險? ??  不可靠性???????損害
     從另一個角度來看,風險可用下面的式子定義:????Risk = Hazard/safeguards??????????????????????風險   ???危險源?（安全防護）

安全系統(tǒng)工程
風險評價
     
       早在19世紀50年代初期,歐美一些資本主義國家就先后開展了風險評價和風險管理這一工作。日本引進風險管理已有30 多年的歷史,開展安全評價的工作也有20多年了。但是,日本人有時避諱"風險"這個詞,所以有的日本安全工程學學者建議在安全工作中把風險評價改稱為安全評價。風險評價問題的提出,最早來自保險行業(yè),后來才逐漸推廣到安全管理工作中。
安全系統(tǒng)工程
設備完整性管理
備注：63
設備完整性管理相關技術
Y
N
Y
靜設備
DRBI, Dynamic Risk 
Based   Inspection
安全功能
DSIL
Dynamic Safety 
Integrity  Level
DRCM,  Dynamic  Risk
 Based  Maintenance

動設備
 儀表
 電氣
 其它
 
N

RBI
腐蝕分析
FFS

SIL
HAZOP
FMEA

RCM
狀態(tài)監(jiān)測
巡點檢分析
故障診斷
  檢測 /維修
專業(yè)管理
ERP
EAM

管理解決方案:
維修專業(yè)軟件
檢驗專業(yè)軟件
GIS
移動設備管理

DCS
MES

全面的專業(yè)技術平臺
MSI
備注：64
API與靜設備相關的標準體系
Existing
RBI &amp;amp; FFS documents
API
510
API
570
API
653
API RP 581
RISK BASED
INSPECTION
FITNESS FOR
SERVICE
RBI
RP 
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579
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Assessment of
criticality of
detected damage 
and remaining life
與美國API規(guī)范體系的對比——檢驗周期比較
中國（常規(guī)檢驗）：
年度檢查——每年一次
全面檢驗——根據安全等級確定（1、2級容器6年，3級容器3~6年一次）
耐壓試驗——原每2個檢驗周期進行一次（新容規(guī)已經修訂）
中國的檢驗規(guī)范對常規(guī)檢驗周期的規(guī)定基本是剛性的，對于壓力容器，若要延長檢驗周期，必須經過嚴格的程序，并且我國規(guī)范沒有提出可用在線檢驗代替內部檢驗。
美國：
外部檢驗——每5年至少進行一次
內部檢驗和在線檢驗（這種在線檢驗是指可以替代內部檢驗的在線評估）檢驗周期不應超過按照腐蝕速率評估的剩余壽命的一半或者10年。如果評估認為其安全運行時間少于4年，則檢驗周期為其安全運行的剩余壽命，最長不得超過2年。
耐壓試驗——不是必須進行，但檢驗結果認為有必要時和經過修理改造后的壓力容器，應進行耐壓試驗。
API規(guī)范對于檢驗周期的規(guī)定是比較柔性的，當滿足一定條件時，可以采用在線檢驗替代內部檢驗，然后也可根據風險評估的結果延長規(guī)范所要求的最低檢驗期限。

RBI評估階段
備注：67
1001
mmgwp@163.com
68
RBI的基本要點
 RBI是PHA（工藝過程危害分析）與腐蝕失效機理和檢測的科學結合；
RBI是將風險分為檢測和決定保養(yǎng)的一整套方法。
RBI的最終焦點是制定檢測計劃。RBI是RBM（以風險為基本的管理）的一部分；
RBI量化了風險大小，有助于政府與企業(yè)的管理；
RBI是持續(xù)發(fā)展的閉環(huán)執(zhí)行過程；

RBI的實施步驟
1.  收集設備資料
2.  了解工藝流程
3.  定義腐蝕環(huán)路與儲存群組
4.  準備 RBI 專用 PFD 圖
5.  評估損傷種類
6.  制作腐蝕手冊
7.  風險評估
8.  量化風險與剩余壽命計算
9.  產生建議檢驗計劃
10. 執(zhí)行建議的檢驗計劃
11. 獲得實際檢驗結果
持續(xù)改善

IDS
設備數據庫
設備清單
-一致的設備編號
-建置基本數據表
-區(qū)域與類型分類

設備數據類型
-設計數據
-建造資料
-材料資料
-檢驗所需資料
風險計算
-失效可能現(xiàn)象
＊組件腐蝕
＊材料損傷
＊環(huán)境影響
-腐蝕率與其它失效率
-風險等級
檢驗計劃
-檢驗對象與位置
-周期,數量,或狀況產生
-檢驗負責單位/人
-自動產生方式
-其它臨時性檢驗
檢驗工作準備
-檢驗項目與時間
-檢驗方法與規(guī)格
-設備檢驗窗體與圖
-檢驗程序說明與文件
-過往檢驗歷史
執(zhí)行檢驗
-執(zhí)行檢驗項目并紀錄結果
-建議事項
-認可與初步分析
-更新設備與健康狀況評估
備注：69
1001
70
RBI用途
制定壓力設備的檢驗策略；
有資格的檢驗單位按RBI檢驗策略確定延長檢驗周期；
高風險設備政府/企業(yè)進行風險監(jiān)控；
推行 RBI+RCM+SIL=RBM (風險管理）
設計階段選材與提示今后檢驗與管理要點；
用戶進行風險管理：
制定減緩措施---工藝/設備/安全
增加在線監(jiān)測與檢驗
制定檢修/維修/維護計劃
制定年度計劃---大修停車安排/修理費/備品備件庫存/設備更新等
減少開蓋率
完善補充基礎資料
提高人員素質與管理水平

靜設備檢驗管理系統(tǒng)主要功能

設備數據管理
區(qū)域與設備樹
 設備數據表與設備卡
 風險部位與檢驗部位
 文件連結 (含PID圖,照片)
 設備檢驗歷史
檢驗結果
結果稽核
 檢驗部位腐蝕趨勢
 風險矩陣與狀況列表
檢驗工作
待辦事項
 工作項目分派
 檢驗準備與檢驗表
 檢驗結果輸入與附加照片
基于狀態(tài)
檢查計劃
檢驗計劃
檢驗項目與時程設置
 其它排程參數與方式
 工作預覽與產生
風險評估 (RBI軟件)
風險部位與風險數值
 風險計算與數據接口
腐蝕率
基于RBI方法的動態(tài)智能檢驗系統(tǒng)
動態(tài)RBI系統(tǒng)
      API RBI方法雖然科學，但是程序太多，實時性不強，難以在動態(tài)性很強的企業(yè)管理流程中應用，因此必須進行一定程度的簡化和動態(tài)化。在設備的評估階段，關鍵的一步便是篩選損傷機理和建立預期損傷速率（腐蝕速率）。通常損傷機理較易識別，而預期損傷速率的建立則需要參考更多的數據或經驗。RBI系統(tǒng)動態(tài)化的突破口就是腐蝕速率的確定。
    API RBI給出腐蝕速率的選用原則：首先是在線監(jiān)測；其次是現(xiàn)有數據；最后才是按左圖進行計算。
備注：72
基于RBI方法的動態(tài)智能檢驗系統(tǒng)
動態(tài)RBI系統(tǒng)
      動態(tài)RBI方法就是將在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)、智能超聲波測厚系統(tǒng)產生的實時數據，結合工藝參數的實時變化進行分析處理，建立腐蝕分析專家系統(tǒng)，確定設備的腐蝕機理和腐蝕速率的變化情況，簡化RBI分析方法中關于失效可能性確定過程中的繁瑣步驟，提高RBI分析方法的實時性和準確性，也使的RBI方法真正融入靜設備管理的“PDCA”循環(huán)。 
 腐蝕專家系統(tǒng)
RBI分析系統(tǒng)
腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)及測厚系統(tǒng)
專業(yè)管理系統(tǒng)
備注：73
基于RBI方法的動態(tài)智能檢驗系統(tǒng)
動態(tài)RBI系統(tǒng)
      動態(tài)RBI方法就是將在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)、智能超聲波測厚系統(tǒng)產生的實時數據，結合工藝參數的實時變化進行分析處理，建立腐蝕分析專家系統(tǒng)，確定設備的腐蝕機理和腐蝕速率的變化情況，簡化RBI分析方法中關于失效可能性確定過程中的繁瑣步驟，提高RBI分析方法的實時性和準確性，也使的RBI方法真正融入靜設備管理的“PDCA”循環(huán)。 
 腐蝕專家系統(tǒng)
RBI分析系統(tǒng)
腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)及測厚系統(tǒng)
專業(yè)管理系統(tǒng)
備注：74
1
2
3
4
儲罐罐底聲發(fā)射檢測技術
其它在役檢測技術
儲罐失效形式及腐蝕機理
儲罐風險評估技術
RBI方法簡介
5
目錄
項目實施過程

啟動會議和
RBI技術講座
 
 
原始數據收集、整理和錄入
裝置現(xiàn)場調查
專家咨詢意見
不可行

數據的確認和補充

編制報告與項目驗收
 
 
RBI風險分析
制定檢驗計劃和降險措施
DNV專家現(xiàn)場審核

專家評議和修改完善

可
行
工廠管理系統(tǒng)評估及管理系數的確定
RBI軟件培訓

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5 儲罐風險評估技術
5.1 什么是儲罐RBI
    基于風險的檢驗（Risk Based Inspection，RBI）是一種追求系統(tǒng)安全性與經濟性統(tǒng)一的理念和方法，它是在對系統(tǒng)中固有的或潛在的危險發(fā)生的可能性與后果進行科學分析的基礎上，給出風險排序，找出薄弱環(huán)節(jié)，以確保本質安全和減少運行費用為目標，優(yōu)化檢驗策略的一種管理方式。
5 儲罐風險評估技術
5.1 什么是儲罐RBI
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效可能性
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效可能性
儲罐底板腐蝕速率的確定
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效可能性
儲罐底板腐蝕速率的確定
    罐底板腐蝕速率的確定應基于實際檢測數據，當實際檢測數據不可用或置信度較低時，則使用理論計算值，即采用理論基礎腐蝕速率，并考慮影響底板腐蝕的各種因素對基礎腐蝕速率進行修正。
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效可能性
儲罐壁板腐蝕速率的確定
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效可能性
儲罐壁板腐蝕速率的確定
    儲罐壁板腐蝕速率的確定應基于實際檢測數據，當實際檢測數據不可用或置信度較低時，則使用理論計算值，即采用理論基礎腐蝕速率，并考慮影響壁板腐蝕的各種因素對基礎腐蝕速率進行修正。

不同層板的腐蝕速率計算方法：
5 儲罐風險評估技術
5儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效后果計算
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 失效后果計算
5 儲罐風險評估技術
5.2 儲罐RBI風險評估過程 – 風險等級計算
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 制定原則
   （1）檢驗方法應根據損傷機理和破壞類型進行合理選取，腐蝕減薄是儲罐主要的失效模式。對于具備開罐條件的，優(yōu)先開罐進入內部進行檢驗；
   （2）檢驗比例應根據風險分析的結果合理確定。合理的確定檢驗策略要求所有儲罐的檢驗策略具有一定的有效性，但并不要求均達到高有效性，因為高有效性往往對應了高成本，應根據實際情況合理選擇；
   （3）儲罐可能存在多種損傷機理，對于這樣的儲罐，在根據風險分析的結果制訂檢驗策略時需要綜合考慮每種損傷機理的檢驗有效性；
   （4）檢驗周期應根據風險的分布情況，結合實際生產需求合理確定。在確保安全使用的前提下，盡可能的讓儲罐長周期運行；
   （5）檢驗策略的制定，在參考API提供的檢驗方法有效性和檢驗周期合理性的同時，還應結合我國的具體國情和法規(guī)要求進行適當調整。
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 檢驗方法的選擇
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 檢驗方法的選擇（罐底）
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 檢驗方法的選擇（罐壁）
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 檢驗周期的選取
   （1）根據風險分析結果，對壁板風險等級為中高及以上的儲罐，建議一年內進行全面檢驗，并且檢驗策略中應包括專門針對壁板強度和穩(wěn)定性評估的內容；
   （2）根據風險分析結果，對底板風險等級為中高及以上，壁板風險等級可接受（中風險及以下）的儲罐，建議三年內進行全面檢驗；
   （3）根據風險分析結果，對底板和壁板風險等級均可接受（中風險及以下），但底板失效可能性等級較高（3級及以上）的儲罐，建議6年內進行全面檢驗，如果期間進行了以宏觀檢查、壁厚測定和聲發(fā)射為主的在線檢驗，可根據檢驗結果再適當調整全面檢驗時間；
   （4）根據風險分析結果，對底板和壁板風險等級均可接受（中風險及以下），且底板失效可能性等級較低（3級以下）的儲罐，建議9年內進行全面檢驗，如果期間進行了以宏觀檢查、壁厚測定和聲發(fā)射為主的在線檢驗，可根據檢驗結果再適當調整全面檢驗時間。
5 儲罐風險評估技術
5.3 制定儲罐檢驗策略 – 檢驗周期的選取
   （1）根據風險分析結果，對壁板風險等級為中高及以上的儲罐，建議一年內進行全面檢驗，并且檢驗策略中應包括專門針對壁板強度和穩(wěn)定性評估的內容；
   （2）根據風險分析結果，對底板風險等級為中高及以上，壁板風險等級可接受（中風險及以下）的儲罐，建議三年內進行全面檢驗；
   （3）根據風險分析結果，對底板和壁板風險等級均可接受（中風險及以下），但底板失效可能性等級較高（3級及以上）的儲罐，建議6年內進行全面檢驗，如果期間進行了以宏觀檢查、壁厚測定和聲發(fā)射為主的在線檢驗，可根據檢驗結果再適當調整全面檢驗時間；
   （4）根據風險分析結果，對底板和壁板風險等級均可接受（中風險及以下），且底板失效可能性等級較低（3級以下）的儲罐，建議9年內進行全面檢驗，如果期間進行了以宏觀檢查、壁厚測定和聲發(fā)射為主的在線檢驗，可根據檢驗結果再適當調整全面檢驗時間。
5 儲罐風險評估技術
5.4 某石化企業(yè)罐區(qū)儲罐RBI分析示例

謝謝！
祝大家工作愉快！
備注：95

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