RBI在石化工业中应用

RBI在石化工业中应用

RBI技术在西方国家大量使用，在我国的化工，尤其是石化行业也已经崭露头角，但是一个基本问题是我们的现场设施管理缺乏完整性，尤其是基础设备、工艺数据和故障规范的统计资料。

1 概述

整个石化行业目前主要是根据经验确定一个统一的检修周期。这种方法具有一般性，没有充分考虑损伤机理的严重性和风险等级就确定了检修周期，也就是说，它未对不同风险类别的设备加以区分。事故案例统计数据表明：８０％左右的事故经济损失是由２０％左右的高风险设备造成的。也就是说相对较大百分比的风险往往仅与较小百分比的设备有关，所以，如果在没有任何区别的情况下进行检验，其检验费用肯定将会增加。而RBI对在役设备不采用常规的检验方法，而是将设备发生事故的可能性（几率）和事故造成的危害程度（经济损失）进行综合考虑，将设备划分成不同的风险等级，在保障安全生产、控制风险的前提下，对高风险设备增加控制投入，进行重点检验，对低风险设备减少控制投入，这是提高资源配置合理性的有效途径。ＲＢＩ是一种系统和动态的检验方法。一方面RBI 充分考虑设备早期的检验结果和经验、服役时间、设备损伤水平和风险等级来确定检验周期，另一方面RBI提供了合理分配检验和维修力量的基础，它能够保证对高风险设备有较多的重视，同时对底风险的设备进行适当的评估，允许操作者将精力集中于高风险的设备上，应用有效的检验技术加以检测，在降低成本的同时提高设备的安全性和可靠性。

２

RBI实施步骤

RBI从收集设计数据、工艺与操作参数、维修和检验记录等有关数据入手，确定设备材料损伤机理和失效模式分析，分析失效可能性及后果，进而确定出每台设备的风险大小并排序，到制定并实施检验计划的全过程。RBI特点在于将与制定设备检验计划有关的各种技术通过计算机加以集成，开发出一种以设备风险为基础的新的设备检验方法。

进行RBI工作需要组织专门工作组开展工作并得到管理和操作层的支持。通过RBI的基础培训，使人们了解RBI方法如何适合于公司战略、工厂可靠性、设备完整性和维修/检验计划的，使公司的设备管理提高到较高的层次。RBI工作组应包括来自维修、检验、工程、防腐、工艺和操作方面的工程师。其基本的工作程序包括：

（１）确定实施范围、目的、工作方法、交付项目及日程；

（２）收集资料：包括工艺流程数据、历年维检修记录、失效分析记录、工艺介质分析数据、设备设计资料等。这些都是以电子表格的形式提供；

（３）根据后果等级、危险性等级、腐蚀手册确定工作群组即PFD流程简图，将流程进行分割。然后在PFD图上标注压力、温度、流体种类、状态、隔离装置、物质隔离区段、材料结构、损坏机制、腐蚀率及腐蚀环路。这些以流程图的形式提供。最后与工艺工程师确认群组堵塞阀的位置、毒性量、流体的种类及状态、PH、污染物、温度和压力，与腐蚀专家审查DM损坏机制、与失效机率专家、失效后果专家审查收集数据；

（４）利用RBI软件进行风险分析排序，得出分析结果；

（５）根据分析结果，制定检查计划，执行预防性维修；

（６）输入检查结果，更新风险排序计划，定期重新计算。

（７）回到步骤4，执行下一个循环，随时更新RBI PFDS使软件长青化。

其简单的操作流程图为：

依据国务院《特种设备安全监察条例》的规定，我国的特种设备安全监察工作实行对特种设备的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验等七个环节的全过程安全监察制度。其中，特种设备的检验检测是特种设备安全监察工作的重要组成部分之一，是确保特种设备安全运行的基础保证和重要的技术支撑。将基于风险的检验（RBI）技术全面引入特种设备的检验环节，对于提高检验工作的科学性和有效性，实现安全性与经济性的有机结合与统一，具有十分重要的现实意义。

RBI技术在特种设备检验中的应用

技术概述

基于风险的检验（Risk Base In-spection，简称RBI）是以风险分析为基础，通过对系统中固有的或潜在的危险及其后果进行定性或定量的分析、评估，发现主要问题和薄弱环节，确定设备风险等级，从安全性与经济性相统一的角度，对检验频率、检验程度进行优化，使检验和管理行为更加经济、安全、有效。通过RBI技术的实施，可以有效地节约检验、检修成本，降低设备运行风险，为生产装置长周期安全运行提供可靠的技术保障。

RBI技术的核心是将安全系统工程和风险管理理念引入到设备检验之中，其检验行为是基于风险之上的。传统的设备检验则是基于保守的安全考虑，按照相关法律法规的要求，刚性的设定一个相对固定的检验周期，造成检验频率、检验程度与设备风险的不对称，忽视了安全性与经济性的统一、协调。进行同样程度的检验，RBI的风险小于传统检验；在同等风险水平上，RBI的检验量小于传统检验。因此，RBI技术是全面考虑安全性、经济性及潜在失效风险的优化检验策略，同时也是科学的决策支持工具和安全管理手段。

20世纪90年代初，欧美工业发达国家开始基于风险的检验（RBI）技术的研究。美国石油学会（API）于1993年牵头组织了由Bp、Shell等23家全球知名的石油化工企业赞助并参与大型过程装置的风险检验项目，并于2000年和2002年颁布了API518和API580两个标准文件，完整地提出了以风险为基准，制定设备检验计划的RBI概念。目前，RBI技术在西方发达国家石油化工行业得到了广泛的研究、应用，已经形成了较为完整的评价方法和较为成熟的风险评价软件。如挪威船级社（DNV）的ORBIT ONSHORE、法国商检局（BV）的 RB·eye、英国Tis-chuk公司的T-OCA、英国焊接协会（TWI）的RISKWISE等。

近年来，我国石化行业为了缩小在生产装置长周期运行方面与世界先进水平之间的差距，降低生产成本，增加经济效益，提升企业竞争能力，本着“重点试点，有序铺开”的原则，会同部分大专院校、科研院所，先后在茂名石化、天津石化、扬子石化、燕山石化等企业的成套装置上，引入并试点开展了基于风险的检验（RBI），取得了较好的实际效果，为后续逐步推广RBI技术积累了宝贵的经验。国家质检总局于2006年5月就开展基于风险的检验(RBI)技术试点应用工作专题下发文件，对进一步推进RBI技术在我国特种设备检验环节中的应用进行了具体的部署。

问题探讨

大量的设备检验数据表明，一套生产装置80%以上的风险来自于不足20%的设备。也就是说，在一个由若干单元组成的系统中，约20%的关键单元贡献了整个系统近80%的风险。这一事实与著名经济学家巴莱多的20:80法则完全吻合。因此，特种设备的检验与监管的重点应集中于少量高危设备，实行更加科学、有效的差异化管理。

根据现行的法规要求，目前我国在用特种设备的检验实行的是周期基本固定的强制性安全检验。这一检验制度的实施，对于确保特种设备的安全运行起到了极为重要的基础保障作用。但是，由于这一特别强调安全性的检验制度过于刚性化，也相应带来了一些不容忽视的副作用，主要表现在设备的检验行为与设备的实际风险状况相脱节，部分设备检验过度，部分设备检验不足，安全性与经济性无法实现有机的协调、统一，在某种程度上影响了在用特种设备、特别是一些大型成套生产装置的长周期安全、经济运行。将RBI技术引入到在用特种设备的检验环节，是破解这一难题的有效方法和手段。根据欧美国家部分石化企业的经验，在大型成套装置中应用RBI技术，可以节约25%左右的检验、检修费用，同时可以相应延长生产装置的安全运行周期。我国石化行业已经完成的近30个RBI试点项目也都取得了令人满意的实际效果，其中，茂名石化大型乙烯装置应用RBI技术后，连续安全运行周期达79个月，节约检验检修成本上亿元。

应当说，在用特种设备的检验环节引入RBI技术效果良好，作用明显，势在必行。然而，为了促进这一先进技术在更大范围内的进一步推广，必须对其应用过程中存在的一些亟待解决的问题进行认真地分析、研究。

（1）缺乏具有自主知识产权的评价软件。目前在我国已经开展的RBI试点项目中，用于基于风险的检验（RBI）的分析与评价系统几乎全部采用国外的软件。尽管国外软件技术相对成熟，易于较为便捷地实际应用，但是国外软件均未实现汉化，使用、操作不便，同时价格昂贵，一套软件价格动辄数十万美元，加上项目咨询、培训和实施费用，一个大型的RBI项目花费可能要几百万人民币，一般企业难以承受。更为重要的是，国外的RBI技术规范在某些方面并不完全适合我国的具体情况，如未考虑制造质量对风险的影响、缺乏高温炉管失效分析模块等，因此国外软件不完全符合我国国情。

（2） 缺乏完整的基础数据库支撑和应用范围的有效覆盖。RBI技术的有效应用依赖于设备服役条件下的破坏机理、失效模式、后果分析等完整的数据支持，在此方面，我国目前尚未建立起较为完善的基础数据库，直接影响了RBI技术的实际应用效果。另一方面，国内外现行的RBI技术应用范围主要集中于锅炉、压力容器、压力管道等承压类设备，对于生产、经营活动中普遍使用，同样具有高危特性的起重机械、客运索道、大型游乐设施等机电类特种设备均未涉及，在很大程度上限制了RBI技术的普遍应用。

（3）缺乏RBI技术应用的法律法规支持。与传统的检验相比，基于风险的检验（RBI）的特点是通过对在用设备进行系统的风险分析、评估，确定设备风险等级，从安全性与经济性相统一的角度，对检验频率、检验程度进行优化。其应用结果必然造成原有检验周期的柔性化———既可能延长，也可能缩短。然而，这一局面的出现势必形成与我国现行法规有关特种设备定期检验相关规定的法律冲突。如不妥善解决合法性的问题，RBI技术的应用就失去了基本的法律保证。

应用建议

鉴于RBI技术应用所存在的上述问题，特提出如下建议，以促进RBI技术在我国特种设备检验环节中的逐步推广：

（1）加强对国外基于风险的检验（RBI）前沿技术发展及工程应用最新动态的跟踪，通过学术交流和对引进技术的消化、吸收，提高RBI技术基础研究的整体水平。

（2）充分发挥政府职能部门、专业研究机构及技术应用企业三方面的作用和积极性，统筹规划，周密组织，系统开展符合我国国情的设备风险评价体系的研究，完善基础数据库建设，开发相关应用软件，为RBI技术的进一步推广应用奠定坚实的基础。

（3）在着力解决RBI技术在承压类设备中应用的前提下，开拓创新，积极探索RBI技术在大型、关键、高危机电类特种设备中的应用方法与途径，努力实现RBI技术在特种设备领域应用的全覆盖。

（4）借鉴国外成熟的经验，积极推进相关法律法规及安全技术规范的修改，在保持安全法制建设的严肃性、强制性的基础上，为RBI技术的应用留有余地，设置接口，从根本上解决RBI技术应用的法律障碍。

结束语

综上所述，基于风险的检验（RBI）是国内外对在用设备进行检验和安全管理的发展趋势，是利用新技术改进特种设备检验工作，全面提升特种设备风险管理水平的重要手段。大力推广RBI技术在特种设备安全监管领域的应用，对于进一步提高安全监察工作的有效性，在保证安全基础上努力降低风险和成本，实现“保安全、促发展”的工作目标具有特别重要的意义。

·科技名词

基于风险评估的设备检验技术—RBI

(Risk Based Inspection)

◆美国APTECH工程服务公司的RBI技术--即以风险评估管理为基础的设备管理检验技术，在世界上处于领先地位。

◆什么是RBI技术

即采用先进的软件，配合以丰富的工厂实践经验和腐蚀及冶金学方面的渊博知识及经验，对炼油厂、化工厂等工厂的设备、管线进行风险评估及风险管理方面的分析。根据分析的结果提出一个根据风险等级制定的设备检测计划。其中包括：会出现何种破坏事故；那些地方存在着潜在的破坏可能；可能出现的破坏的频率；应采用什么正确的测试方法进行检测等。并可对现场人员进行培训来正确的实施、成功的完成这些检测工作。

◆忧郁有了“有的放矢”的科学的检测计划，从而保证了工厂安全、可靠的运行及取得最好的经济效益。在这个基础上，运行的实施及管理成为科学而透明、可预见。工厂设备的

维护维修也由机械的、人为地安排，转为按设备、设施、运行的薄弱环节及风险管理做出科学的安排。这就消除了一些不必要的停机维护或延长了维修周期。使得工厂的生产、设备在风险管理下可控制、可预见的运行。

◆RBI技术及可用于整个工厂，也可用于某 些设备、某些操作，或某些设备的部件、操作的某些特定环节。

◆RBI技术也是执行“化学制造商协会”（Chemical Manufacturers’ Association）的“机械管理整体化规范”（Mechanical Integrity Rules）的重要基础及技术保证手段。这一规范要求化学工厂对能导致灾难性失效事故的机械及设备作为一个机械整体，从风险评估及风险管理的角度进行管理。通过RBI分析，就可区分出那些设备对造成灾难性事故是重要的，应该包括在整体化规范适用的范围内，而那些设备则不重要，可不必列入整体化管理范围。这就简化了工作，提高了效率，降低了成本。

◆如何实施RBI技术

实施及完成RBI技术，要求有一支知识渊博、实践经验丰富的专门技术人员队伍，和一个高水平的计算机软件系统。RBI技术的实施是一个长期的过，它包括：分析阶段、制定检测计划、实施RBI、对实施效果的检查、审核、修正及提高。后续的工作是根据不断取得的检测数据来进行的。

◆可对主体设备（反应器、热交换器等）辅助设备（泵站等）及管线进行RBI分析。 ◆目前国内RBI技术比较成熟的单位

中国特种设备检测研究院

合肥通用机械研究所

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kku1.html