可靠性工程与风险评估第8章-风险工程学课件

1、 化工生产装置的运行存在着危险，这种危险是客观存在，是无法改变的，而装置的运行风险却在很大程度上随着人们的意志而改变。 通过对装置风险的辨识和分析，实施基于风险检验的策略，实现对装置风险的控制和管理，以期达到装置长周期运行、获取经济效益和社会效益的目的。当代化工装置技术管理的两大课题风险分析的国内外发展状况基于风险的检验与传统检验方法基于风险检验的技术路线风险辨识风险分析与风险评价风险控制、风险管理与装置长周期运行国内引进软件介绍当代化工装置技术管理的两大课题当代化工、石化设备技术管理面临两大课题 （1）生产过程设备的长周期运行，如：连续运行5年1次大修。（2）延长在役设备的使用寿命在解决这两

2、个问题、实施相应技术措施的同时，根据风险工程学原理，加强风险控制与风险管理，无疑是一种行之有效的最佳途径。这已为国际上一些国家的实践所证明。当代化工装置技术管理的两大课题API 581 基于风险的检验规范；ASME B 31.8s管线完整性管理系统以及机械完整性风险管理系统；法国BV公司的AIM和RB-eye软件；管道风险评价指导委员会（PRASC），开展的油气管道风险评价研究；美国Amoco管道公司采用风险评价技术管理所属的油气输送管道和储罐当代化工装置技术管理的两大课题基于风险的管理技术的推广应用，可以合理分配维修费用，延长装置运行周期，降低企业运行成本，提高我国加入WTO后石化企业在国际

3、市场的竞争力。当代化工装置技术管理的两大课题现代设备管理技术、维修技术和诊断技术的开发应用是从20世纪70年代开始；主要目的是：减少和降低事故次数和等级，提高设备的可靠性和改善生产过程的安全性；延长装置或设备的操作周期或寿命；减少操作和维修人员及维修费用，提高工厂的经济效益和竞争能力。当代化工装置技术管理的两大课题为追求产量和规模效应，设备大型化；为追求产品多品种和产品高质量，设备复杂化和高级化；为提高运转效率和追求运转合理，计算机化和自动化；为追求安全运转和延长维修周期，延长设备连续运转时间和提高设备可靠性；传统设备维修方法经历了事后维修(BM)， 定期维修(TBM)和状态维修（CBM）三个

4、阶段；当代化工装置技术管理的两大课题年限维修期望值维修技术1940-1950故障时就修换(BM)故障时就修换1960-1980更高的设施可用度、更长的设备寿命 、更低的成本 (TBM)定期大修管理、用体积大.速度慢的计算机制定工作计划和控制系统1990-2000更高的设施可用度、可靠性、安全性、产品质量；更长的设备寿命、低成本和无环境危害（CBM）状态监测技术、可靠性和可维性设计、故障模式和危害分析技术、风险检验；当代化工装置技术管理的两大课题先进维修管理技术RCM（Rrliability Centered Maintenance）以可靠性为中心的维修PDM（Predictive Mainte

5、nance）预测维修技术EAM（Enterprise Asset Management）企业资产维护管理系统RBI（Risk Based Inspection）以风险为基础的检测RII（Risk informed Inspection）风险矫正检测CBM (prognosticate measure Maintenance)状态检测检修AIM (Asset Integrity Management)资产完整性管理当代化工装置技术管理的两大课题RCM以可靠性为中心的维修RCM以可靠性为依据，制定出设备或装置必要的维修程序;在保证安全前提下，以最低成本，维持最佳效益。对选出的设备提七个方面问题：1

6、.在现行的使用环境下，设备的功能及相关的性能标准是甚么？ 2.甚么情况下设备无法实现其功能？ 3.引起各功能故障的原因是甚么？ 4.各故障发生时，会出现甚么情况？ 5.甚么情况下各故障至关重要？ 6.做甚么工作才能预防各故障？ 7.找不到适当的预防性工作应怎么办？ 当代化工装置技术管理的两大课题PDM预测维修技术是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析,以决定设备（部件）是否需要立即退出运行和应及时采取的措施。当代化工装置技术管理的两大课题AIM资产完整性管理 在工厂建设到投产及生产管理全过程，始终贯穿企业目

7、标：利润、成本、发展、HSE和各种风险等；有一套管理和组织为业主服务：可行性阶段提供咨询；设计阶段支持规范和标准解释、投资估算和设计审查；采购阶段评估供应商、估价；建设阶段担任监理；生产期间进行评估和咨询；维修阶段提供RBI服务、失效分析和维护策略等；挖掘资产管理潜在的隐蔽损失，使资产全过程接近生命周期；当代化工装置技术管理的两大课题劳动材料经常开支在管理部门之间缺乏协调和沟通在整个低效率过程浪费时间和资源低的工厂可靠性和效率看得见的成本隐藏损失容易的标准 潜在的 有限利润不一般的标准 潜在的高利润资产生命周期成本当代化工装置技术管理的两大课题协助解释文件/规范建立项目QHSE系统危险程度估价

8、RAM可行性设计采购建设试车所有项目阶段投标评价- QHSE审计/设计估价过程风险估价复查和确认设计-计划任务书AIM供应者选择& 认证装备认证/商店检查物质估价建设估价履行估价风险分析操作安全估价咨询设计审查派出服务履行服务AIM 全过程当代化工装置技术管理的两大课题危险(Hazard)与风险(Risk)危险：可能产生潜在损失或损伤的征兆。风险：由两部分组成：一是危险事件出现的概率，二是危险一旦出现，其后果严重程度和损失的大小。危险是客观存在，是无法改变的，而风险却在很大程度上随着人们的意志而改变，亦即按照人们的意志可以改变危险出现或事故发生的概率和一旦出现危险，由于改进防范措施从而改变损失

9、的程度。 当代化工装置技术管理的两大课题风险危险为了减少风险可以降低Likelihood或Consequence检验是限制风险活动的一种。风险不是越小越好，是安全与经济的统一。风险（Risk）损伤发生概率（Likelihood）影响程度（Consequence）当代化工装置技术管理的两大课题RBI风险矩阵失效后果失效可能性当代化工装置技术管理的两大课题驾车是危险的，但驾车的风险通过减少可能性以避免严重后果；限制驾驶员年龄；限制车速；禁止酒后驾车；培训与考核，考驾照；强制执行其他法律法规 ；强化车辆检测和维护保养；车辆年检是一种措施。当代化工装置技术管理的两大课题连转寿命风险如果做风险管控 风险

10、的演化当代化工装置技术管理的两大课题2. 风险分析的国内外发展状况风险分析方法最早是在20世纪五六十年代应用于欧美核电厂的安全性评价中，而后逐步在石化工业、环境工程、航天工程、医疗卫生、交通运输等领域得到大力推广和应用。欧美等工业发达国家是从20世纪90年代初开始RBI研究。API于1993年9月牵头组织了由Amoco、BP、Shell、Exxon等23家企业参加的风险检验项目，分别于2000年5月和2002年5月颁布了API581和API580文件，提出了RBI概念。2.风险分析的国内外发展状况2.风险分析的国内外发展状况RBI是预知维修技术的一种，是合理制定装置检验计划的方法，是使检验程序

11、优化的方法，也是期望通过有效的检测达到降低风险目的的方法。RBI是设备维修管理技术的新发展2.风险分析的国内外发展状况2.风险分析的国内外发展状况RBI是在装置检验、探伤技术，失效分析技术，材料损伤机理研究和计算机应用技术等的基础上发展起来的一种在役装置检验技术，可以对生产流程中每个单元设备在风险辨识基础上进行风险评级；可以通过检验（1020）% 的设备来识别（8090）% 的风险度；可以通过风险分析，制订有效的检验计划、延长生产周期、降低生产成本，使设备的安全、环保和生产处于最佳状态；RBI是有效的决策工具。 2.风险分析的国内外发展状况风险工程的本质重要度划分从20世纪九十年代中期开始，国

12、外陆续开展RBI研究，如Shell公司的Reynolds将RBI方法应用于石油化工企业中；Radian国际公司的Munson应用风险评估技术开展了电厂主蒸汽管线和再热管线的风险分析；DNV公司的Tallin等人对LNG厂的设备进行了风险排序；Aller等人开展了炼油厂的风险管理研究；Aptech公司的Anderson对Eastman化学公司的醋酸纤维厂进行了RBI分析。2.风险分析的国内外发展状况据不完全统计，DNV公司已为国际上的200多家石油和化工企业开展了RBI项目，法国的BV公司也为世界上近百套大小不等的在役炼油装置开展了RBI分析。我国的台湾省和周边的韩国、马来西亚、新加坡等国家也相

13、继于2001年前后开展了RBI研究项目。国内的天津石化和茂名石化于2003年开展了RBI的尝试性工作。扬子石化和齐鲁石化也于2003年下半年开始了RBI工作。2.风险分析的国内外发展状况基于风险的检验与传统检验方法检验任务：What：要检查何种类型的缺陷Where：何处去寻找？位置？How：最佳技术？破坏形式？When：最佳检验时间？基于风险的检验与传统检验方法基于风险的检验与传统检验方法3.1 传统检验 传统检验是基于安全、采用保守的方法，按照法规要求每隔一定周期进行检验，未将经济性、安全性和可能存在的失效风险有机地结合起来，检验的频率和程度与设备的风险不相称，缺乏重点，成本高，可能存在“过

14、度检验”或“检验不足”的弊端。基于风险的检验与传统检验方法3.2 基于风险的检验 基于风险的检验采用系统工程的原理和方法，对系统中固有的或潜在的危险及其程度进行评估，找出薄弱环节，优化检验方法和检验频率，降低停机及日常检验和维修费用，提出保障生产安全的对策。基于风险的检验与传统检验方法如Eastman化学公司在Tennessee州Kingsport的醋酸纤维厂成功地实施了RBI项目。该厂醋酸纤维成品单元有200台设备过去是每2年检验1次，在2001年RBI项目实施前这200台设备中的绝大部分都要打开检查。通过RBI项目后发现这200台设备中只有12台设备需要打开检查。在检验策略上，这12台关键

15、设备的检验项目明显比过去扩大了，但其余设备的检验项目则明显减少。在RBI项目中，对12台设备中的3台设备的失效进行了预测，而在随后的检验中证实了在某一酸性工艺流程中存在由于Cl引起的严重的腐蚀裂纹。基于风险的检验与传统检验方法表1 压力容器传统检验方案的检验项目与RBI的比较 容器编号传统检验方案涉及的检验项目RBIR101宏观检验、测厚、焊缝UT、内表面复合层PT、金相、硬度检查宏观检验C-101 宏观检验、测厚、塔底MT、UT 塔底宏观检验 D-101 宏观检验、测厚、内表面焊缝20%MT 宏观检验 E-101A宏观检验、测厚、焊缝20%UT宏观检验E-103A宏观检验、测厚、管程金相、硬

16、度检查宏观检验4. 基于风险检验的技术路线4.基于风险检验的技术路线风险工程包括5个方面的内容：风险辨识风险分析风险评价风险控制风险管理技术路线的总要求是：统筹策划，分类处理，分别采取有效的风险控制对策，使生产装置协调运作，延长装置的工作周期，最大限度地获取经济效益和社会效益。具体路线是：对所选装置生产过程设备进行风险分析与评价，根据评定的风险级别排序，制订维护、检修、管理计划，对高风险设备采取有效措施，实施严格的风险控制对策，降低其风险级别，防止失效，达到装置长周期运行的目的。 4.基于风险检验的技术路线风险管理的功能监测风险降低措施失效预防措施风险控制失效的可能性/频率失效后果分析危险/风

17、险的识别风险分析风险评价4.基于风险检验的技术路线5. 风险辨识5.风险辨识风险辨识的目的是确定危险的种类及来源。辨识风险要进行调查研究，主要涉及3个方面。一是对所考察生产系统的历史资料，如设计、施工资料，有无发生过事故，如何处理和技术鉴定资料的调查；以及对现在生产情况、技术经济指标和控制系统与相关软件等的调查。二是对系统中生产装置制造工艺过程、遵循的标准或规范，制造厂商技术水平、质保体系，施工、竣工资料以及装置运行、检维修等资料的调查。三是人因素资料和管理机制、管理模式的调查。5.风险辨识风险辨识方法有许多种：安全检查表法(Safety Check List，SCL)预先危险分析 (Prel

18、iminary Hazard Analysis, PHA) 危险可操作性研究(HAZard and OPerability Study, HAZOP) 失效模式与效应分析(Failure Mode Effects Analysis，FMEA) 事件树分析法(Event Tree Analysis，ETA) 故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA)5.风险辨识风险辨识方法有许多种（续）原因后果分析法 危险指数评价法 道化学公司火灾爆炸指数评价方法 ICI 评价方法 日本劳动省危险度评价法 前苏联化工过程危险性定量评价方法5.风险辨识风险辨识方法有许多种（续）人的可靠性分析

19、( Human Reliability Analysis,HRA ) 概率风险评价技术基于可信性的风险分析方法基于可拓方法的风险评价基于模糊集理论的风险评价方法5.风险辨识各种风险评价方法的总结与比较方 法特 点优 点缺 点适用场合安全检查表以提问或现场观察方式确定各检查项目的状况简单，易掌握只能获得定性的评价结果只能对于现役系统和设备预先危险分析确定系统的危险性、找出FMEA及故障树分析内的重叠诸因素，与FMEA及致命度分析必要的第一步无系统或设备研制的初期，对于现役的系统或设备也可采用该方法进行安全性评价失效模式与效应分析法考虑每一部件的所有各种失效模式。以硬件为对象易于理解，是广泛采用的

20、标准化方法，无争议，不用数学只能用于考虑非危险失效，花费时间，一般不能考虑各种失效综合效应与人的因素可以用于系统或设备的设计、运行阶段。5.风险辨识各种风险评价方法的总结与比较（续）方 法特 点优 点缺 点适用场合危险可操作性研究法系FMEA方法的引伸，其中考虑了工厂主要变量变化时的原因与后果分析适用于大型化工厂此方法尚未标准化适用于设计阶段，又适用于现有的生产装置事件树分析由初因事件出发考察由此引起的不同事件链用于找出由于一种失效引起的总后果或不同的各种后果只能用成功或失败来描述事件发展的状态不适用于详细分析故障树分析法由初因事件开始找出引起此事件的各种失效的组合是被广泛采用的方法，最适用于

21、找出各种失效事件之间的关系大型故障树很难绘制，且与系统流程图毫无相似之处，同时在数学上往往非单一解，包含复杂的逻辑关系适用于系统安全分析与事故分析，系统在设计、维修、运行各个阶段的重要度分析和灵敏度分析5.风险辨识各种风险评价方法的总结与比较（续）方 法特 点优 点缺 点适用场合原因后果分析法由一致命事件出发向前用后果树分析，向后用故障树分析非常灵活，可以包罗一切可能性，易于文件化，可以清楚地表明因果关系因果图比较复杂。此方法具有与故障树方法相同的缺点定量分析危险指数评价法以系统中的危险物质和工艺为评价对象，将影响事故频率和事故后果的各因素指标化，再利用一定的数学模型综合处理这些指标，从而评价

22、系统的危险程度操作简单，应用广泛各种指标的层次关系及确定方法缺乏足够的理论依据，而且采用主观意识和经验成份较重的评分方法来确定指标的具体取值适用于化工厂5.风险辨识各种风险评价方法的总结与比较（续）方 法特 点优 点缺 点适用场合人的可靠性分析方法通过观察、调查、谈话、失误记录、模拟分析确定在某一人机系统中人的行为特性，从而确定人为失误概率概率风险评价技术既可以分析系统事故原因，又可以定量评价系统风险的大小有充足的理论依据，能描述系统的不确定性，分析结果可靠性比较复杂，计算费时、费力系统和设备的定量风险评价基于可信性的风险分析方法一种半定量的评价方法，方法简单评价者的主观因素和经验将影响到评价

23、结果新建项目5.风险辨识各种风险评价方法的总结与比较（续）方 法特 点优 点缺 点适用场合基于可拓方法的风险评价能很好地综合一些影响系统或装置风险大小的模糊因素基于模糊集理论的风险评价既可以分析系统产生失效的可能性，也可以确定失效的后果严重性。对评价中遇到的模糊变量也能得到量化有充足的理论依据，能描述系统的模糊不确定性，分析结果全面、可靠需要一定的模糊数学的基础，计算需要编制程序进行运算系单个设备或整个统的风险评价，尤其是对复杂的系统更具有适应性。基于人工神经网络的风险评价具有自学习功能，易于模型修改，适应性强数据要求能充分覆盖整个评价范围6. 风险分析与风险评价6. 风险分析与风险评价风险分

24、析与风险评价的内容：对每一来源的的性质都需要进行分析，然后做出评价。风险分析目的：对已识别出的风险源分析其失效机理、失效事件发生的可能性（发生频率）和失效事件可能引起的后果大小。综合风险分析的结果，对装置内的设备和管道进行风险排序，为风险控制和风险管理提供依据。6. 风险分析与风险评价6.1 损伤机制在风险分析中常见的损伤机制主要有以下8类 减薄 表面开裂 内部开裂 微裂纹或微空洞形成 金相组织的变化 尺寸变化 金属表面鼓泡 材料性能的改变6. 风险分析与风险评价一般来说，减薄机制包括胺腐蚀、微生物腐蚀、锅炉水腐蚀、CO2腐蚀、针孔腐蚀、冷凝水腐蚀、缝隙腐蚀、脱铝、镍或锌腐蚀、侵蚀、磨蚀、结晶

25、盐腐蚀、电化学腐蚀、高温氢腐蚀、高温氧化、高温硫/环烷酸腐蚀、盐酸腐蚀、氢氟酸腐蚀、流体冲击腐蚀、固体颗粒冲蚀和硫酸腐蚀等。6. 风险分析与风险评价应力腐蚀开裂包括胺裂、碳酸盐开裂、碱腐蚀开裂、氯化物应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、氧化疲劳、氢致开裂和连多硫酸腐蚀开裂等。脆化机制包括石墨化、高温氢损伤、氢脆、不可逆的回火脆性、可逆的回火脆性、相脆化等。外部腐蚀包括大气腐蚀和保温层下腐蚀。机械损伤包括蠕变、机械疲劳和热疲劳等。 6. 风险分析与风险评价例如，经过多年的分析研究和实践总结，基本摸清了加工进口高硫油生产装置的腐蚀规律，腐蚀最严重的部位是一次加工装置的“三顶”低温部位（初馏塔、常压塔、减压塔）

26、和重馏分二次加工装置的高温部位。在常减压蒸馏一次加工装置的“三顶”低温部位，包括挥发线等轻油部位的冷凝冷却系统，主要腐蚀环境为：H2S-HCl-H2O。在催化裂化等二次加工装置冷凝冷却系统中，主要腐蚀环境为H2S-HCN-NH3-H2O。6. 风险分析与风险评价在加热炉转油线、塔器等高温部位，腐蚀环境为高温干H2S。在在加氢裂化和加氢精制等精加工系统的高温部位，腐蚀环境为H2-H2S。在加热炉对流室、余热回收系统以及废热锅炉等设备的低温部位，主要是烟气露点腐蚀，其腐蚀环境为CO2-O2-SO2-SO3-H2O。6. 风险分析与风险评价在后续加工装置中的合金设备，往往发生停车检修期间引起的连多硫

27、酸腐蚀，其腐蚀环境为FeS-O2-H2O-H2SxO6。在气体脱硫和污水处理系统中，腐蚀环境为RNH2（乙醇胺）-H2S-CO2-H2O。在油品储罐的底部、顶部，润滑油溶剂回收系统部位，以及其它二次加工装置的分馏塔塔顶冷凝系统中，往往发生湿硫化氢腐蚀，其腐蚀环境为H2S-H2O。6. 风险分析与风险评价又如燃煤锅炉，省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管，统称为“锅炉四管”，其运行过程中的失效机理各不相同，在风险分析过程中一定要掌握应用。一般而言，省煤器管主要是氧腐蚀，包括运行过程中的氧腐蚀和停用过程中的氧腐蚀。当给水含氧量超标不严重时，省煤器的低温段氧腐蚀重于高温段；在同一段中，省煤器的进口

28、部位氧腐蚀重于出口部位。6. 风险分析与风险评价水冷壁管的风险主要来自于结垢和垢下腐蚀。通常是局部热负荷越高，越容易结垢。就一根水冷壁管而言，位于燃烧器标高处结垢比距燃烧器较远处为重；向火侧比背火侧结垢重。水冷壁管的冷灰斗部位是结垢风险较高的部位。对于过热器管，早期表现为高温氧化、使用后期则以蠕变为主，表现为珠光体球化、碳化物析出以及形成蠕变空洞。因此，过热器管的超温爆破造成的故障停炉概率比水冷壁管的大。而对于再热器管，由于其操作参数的原因，其运行风险率低于过热器管。不同的检测方法对各种损伤形式具有不同的检测有效性，API581将检测有效性分为5种不同的等级，高度有效通常有效一般有效效果差无效

29、6. 风险分析与风险评价6. 风险分析与风险评价表2 检验有效性的分类有效性类别识别能力内部腐蚀减薄示例高度有效能正确识别几乎每种预计的在役破坏现象（90）通过完全的内部宏观检查结合超声波测厚来评估全面腐蚀通常有效能正确识别大部分实际破坏状态（70）通过部分内部宏观检查结合超声波测厚来评估全面腐蚀一般有效对实际破坏状态识别可能性达到50通过外部定点超声波测厚来评估全面腐蚀效果差能提供很少的信息来正确识别实际破坏状态（40）通过锤击试验、泄漏信号孔来评估全面腐蚀无效不能或几乎不能提供正确识别的信息（33）通过外部宏观检查来评估全面腐蚀6. 风险分析与风险评价表3示出了不同检测手段对各种损伤形式的

30、具有不同的检测有效性。 6. 风险分析与风险评价6. 风险分析与风险评价RBI检验比例机理检验有效性进入设备内部进行检验从外部进行检验全面减薄H高度有效50100表面目测，测厚50100UT/RTU通常有效20（不拆内件），外部测厚20UT/RT/测厚F一般有效目测，不测厚23测厚P效果差外部点检测厚少量测厚，检查记录I无效不检少量测厚，记录不完善6. 风险分析与风险评价局部减薄H高度有效50100表面目测专家指定区域50100UT/RTU通常有效100目测，测厚专家指定区域50UT/RTF一般有效20目测，测厚专家指定区域20UT/RT，测厚P效果差不检，少量测厚或RT，专家不指定区域I无效

31、不检，少量测厚，专家不指定区域6. 风险分析与风险评价胺SCC或碳酸 盐SCC H高度有效对返修过的焊缝进行100湿荧光MT和对其它的焊缝/冷弯部位进行50100的湿荧光MT无U通常有效对2049的焊缝/冷弯部位进行湿荧光MT对焊缝/冷弯部位进行50100的横波超声波探伤或声发射后横波探伤复查F一般有效对焊缝/冷弯部位进行50100的湿荧光MT对焊缝/冷弯部位进行2049的横波超声波探伤P效果差对返修过的焊缝进行20湿荧光MT；或50100的MT/PT对焊缝/冷弯部位进行50100的横波超声波探伤或RT或目测法检查泄漏。I无效目测检查不检查6. 风险分析与风险评价硫化物SCC H高度有效湿荧光

32、MT检查25100焊件对25100的焊件进行横波UT，沿焊缝横向和平行扫描。U通常有效湿荧光MT检查1024焊件；或MT检查25的焊件；或PT检查50的焊件。对1020的焊件进行横波UT和50100的焊件进行RTF一般有效对10%的焊件湿荧光MT；或MT检查25100的焊件；或对25100焊件进行PT对10的焊件进行横波UT和2049的焊件进行RTP效果差目测检查对20的焊缝进行RTI无效不检查不检查6. 风险分析与风险评价HICSOHIC H高度有效50100的焊件湿荧光MT，加上对次表面裂纹的UT无U通常有效2049的焊件湿荧光MT20100的自动UT；或声发射后人工UT检查F一般有效20

33、的焊件湿荧光MT；或50100的焊件MT；或50100焊件PT对20的焊件自动UT；或对20100的焊件进行手工UTP效果差50焊件PT；目测氢鼓泡20的焊件进行手工UTI无效不检查PT6. 风险分析与风险评价PTA SCC H高度有效PT（25以上）RT（25）或横波UT（25以上）U通常有效PTRT（5）或横波UT（25以上）F一般有效PT（10）RT定点探伤或UT定点探伤P效果差目测检查目测检查泄漏I无效不检查不检查6. 风险分析与风险评价Cl SCC H高度有效50100焊件PT25100的焊件进行横波UTU通常有效2550焊件PT1020的焊件进行横波UT，对50100的焊件进行RT

34、F一般有效25焊件PT95外观检查并UT、RT和测厚复查95%外表面RTU通常有效拆除绝热层前，对95以上进行外观检查。拆除包括可疑部位60%，对裸管外观检查并UT、RT和测厚复查95以上进行外观检查和60可疑部位RTF一般有效拆除绝热层前，对95以上进行外观检查。拆除包括可疑部位30%，对裸管外观检查并UT、RT和测厚复查95以上进行外观检查和30可疑部位RTP效果差拆除绝热层前，对95以上进行外观检查。拆除包括可疑部位5%，对裸管外观检查并UT、RT和测厚复查95以上进行外观检查和5可疑部位RTI无效仅拆除5以下的绝热层或不检查或检查技术无效不检查或检查技术无效或目测范围小于956. 风险

35、分析与风险评价奥氏体不锈钢SCC 绝热层拆除绝热层不拆除H高度有效95PT/ET和UT暂无检测技术能达到H级U通常有效60PT/ET和UT95自动或人工UT或100AEF一般有效30PT/ET和UT67自动或人工UTP效果差5PT/ET和UT30自动或人工UT或60RTI无效有效性小于P级或不作测试或未使用有效的测试技术有效性低于P级，不检测或检测技术不过关API750API510API570API653评估损坏的危险性和残余寿命新文件供研究参考文件API-BRD RP 581RISK BASEDINSPECTION可使用文件MPCPITNESS FORSERVICERBI与FFS文件FFSR

36、P579RBI580目前API文件之间的关系6. 风险分析与风险评价API 风险管理文件 API 581基于风险的检测-基础文件API 750石油炼制厂典型风险管理计划导则API 510压力容器检测规范API 570压力管道检测规范API 653储罐检测规范API FFS RP 579推荐用于合乎使用的实施方法 研究和参考文件API 572 压力容器检测API 574 管线系统元件特殊检测API 575 常压和压力储罐检测6. 风险分析与风险评价API 581内容基础资料”的主要目录API 581 于2000年5月出版,文件由正文和附录组成,正文的主要内容介绍RBI的基本概念,风险分析,重要度

37、风险,可靠性分析,检测程序,工厂基础标准数据表等. 6. 风险分析与风险评价API 581内容 附录的主要内容:附录A RBI定性分析工作手册附录B RBI半定量分析工作手册附录C RBI定量分析工作手册附录D 管理系统评价工作手册附录E OSHA1910和EPA危险化学品表附录F API和ASTM的RBI比较附录G 腐蚀减薄模式(其中包括HCL,高温硫和环烷酸,高温H2S/H2,H2SO4,HF,酸性水,胺,高温氧的各种腐蚀数据和判据)6. 风险分析与风险评价API 581内容附录H 应力腐蚀裂纹模式(其中包括以下应力腐蚀裂纹的数据表和判据:碱,胺,硫化物,HIC/SOHIC-H2S,炭酸,

38、连多硫酸,HSC-HF,HIC/SOHIC-HF附录I 高温氢腐蚀模式附录J 炉管模式附录K 材料疲劳(仅管线) 模式附录L 脆断模式附录M 设备衬里模式 附录N 外部损坏模式6. 风险分析与风险评价定性RBI分析风险的含义：Risk Frequency Consequence(可能性) (后果)可能性分析设备系数破坏系数检验系数条件系数工艺系数机械设计系数后果分析化学系数量值系数状态系数自燃系数压力系数保护系数6. 风险分析与风险评价定性RBI分析(1/4)a、材料是否做冲击试验；b、氢工况中材料运行时在Nelson曲线位置；c、是否按规范设计和维护；d、压力波动情况；e、温度波动情况；f、

39、腐蚀条件与材料适应度。设备系数机械设计系数工艺系数破坏系数检验系数条件系数 根据设备数量定值 a、腐蚀； b、脆性失效低温脆断、回火脆化， 制造时材料是否做过冲击试验； c、热裂纹、疲劳机理； d、高温氢侵蚀； e、奥氏体不锈钢腐蚀裂纹； f、局部腐蚀； g、均匀腐蚀； h、高温蠕变； i、材料性能退化，相形成、渗碳、球化。 使用的检验方法（包括超声波测厚），监控方法有效性，有无正式检验程序。 a、装置涂漆、保温实际实施情况与 工业标准要求对比； b、设计和制造质量与标准要求对比； c、装置制造质量、质量控制、维护程序与 标准要求对比。 a、计划和非计划停车每年中断数； b、工艺稳定否？ 是否

40、存在可能造成失控反应或其它不安全条件； c、堵塞或流体结垢情况； d、泄压装置和传感元件状况； e、清洁运行工况。可能性6. 风险分析与风险评价定性RBI分析(2/4)后果影响等级化学系数信任系数压力系数量值系数状态系数自燃系数 使用NFPA可燃危害评级（NFPA flammability Index: National Fire Protection Agency Flammability Index）。 被泄放的物质种类，最大量，流体在标准状况下沸点，分子量。 流体自燃温度。 流体相（气相或液相），工况压力； 物质泄放到大气中时将闪蒸成蒸气的容易度的一种度量a、泄漏可探测程度；b、有无惰性

41、气体系统备用；c、消防水系统是否能在爆炸情况下保持完整；d、隔离区域能力（相关仪表在隔离区能否免受火灾和爆炸破坏）；e、防爆墙能否耐最高压力；f、危险时刻排放能力；g、结构和电缆上是否敷放耐火材料h、消防水和泡沫系统完善否（包括消防水的监控系统）。 6. 风险分析与风险评价定性RBI分析(3/4)健康影响等级毒性量值系数人口系数保护系数扩散系数 被泄放的毒物及其量。 毒物扩散系数，沸点，分子量。毒物探测器是否安装，功能如何？毒物探测器与隔离装置联锁功能；有无减缓系统（如水帘）。泄放点400米范围内平均人数。 6. 风险分析与风险评价 失效可能性系数 设备系数损坏系数 检验系数 条件系数 工艺系

42、数 机械设计系数 损坏影响系数 化学系数量值系数状态系数 自燃系数 压力系数 保护系数失效等級后果等級定性RBI分析-等級區分6. 风险分析与风险评价失效可能性系数失效可能性等级0 15116 25226 35336 50451 755后果系数后果等級0 19A20 34B35 49C50 70D 70E定性RBI分析(4/4)危害风险矩陣Increase RiskABCDE12345可能性等级 后果等级6. 风险分析与风险评价定量RBI分析步骤1/6定量分析流程工艺条件PHA結果保养/检验记录PSM系統评估結果设备资料档案后果严重性分析失效可能性分析危害风险评估检验计划变更其它之风险降低措施

43、6. 风险分析与风险评价定量RBI分析2/6定量分析-失效频率的計计算6. 风险分析与风险评价定量RBI分析3/6平均失效频率的资料来源OREDA-92 Offshore Reliability DataENI Reliability Data book, Component Reliability HandbookAPI 581 Table 8.16. 风险分析与风险评价同类失效的頻率设备修正系数管理系統评估系数XX技術子因素損害比率检验有效性通用子因素工厂状况寒冷天气震动监视地震活动机械子因素设备复杂性建造规范寿命周期安全系数工艺子因素连续性穩定性泄压阀10110010050现场特定修正系

44、数破孔大小1/4“ 1” 4“ 破裂泵过滤器储罐管线以PSM现况考察API 581 Workbook Appendix III101 questions, 1000 scores设备型式失效频率修正系数6. 风险分析与风险评价定量RBI分析5/6失效頻率的管理修正因子6. 风险分析与风险评价项目主题问题总分1领导与管理6702工艺安全信息10803工艺危害性管理91004变更管理6805操作规程6806安全作业7857培训8100项目主题问题总计8机械完整性201209开工前安全审查56010应急措施66511事故调查97512承包商54513安全生产管理系统评估440总计10110006.

45、风险分析与风险评价表5 定量分析的失效可能性等级划分失效可能性系数失效可能性等级0.00.0000110.000010.000120.00010.00130.0010.0140.0110.05定量分析6/6 后果流程流体 性质 释放 率 设定总物质 确定形式连续瞬时确定最终相确定最终相连续/气体连续/液体瞬时/气体瞬时/液体 减缓可燃后果商业后果有毒后果环境后果6. 风险分析与风险评价6. 风险分析与风险评价表8 定量风险分析的失效后果等级划分影响面积失效后果等级1000 m2E6. 风险分析与风险评价失效可能性失效后果543A21BCDE低中中高高7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行风险

46、控制和风险管理是风险工程的核心内容，是装置长周期运行的技术保障。风险控制是指为了降低失效概率，减少损失所采取的各种措施，包括风险规避、损失预防、风险隔离和技术储备等。风险控制的手段包括改变危险源的性质，减少暴露，降低意外事故发生的可能性，发挥对危险防范措施的功效等。在化工装置的风险管理过程中常常灵活应用各类检验、监控方法来控制风险、减少损失。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行风险控制风险管理的工具 风险控制是指为了降低失效概率，减少损失所采取的各种措施。改变危险源的性质，减少暴露，降低意外事故发生的可能性，发挥对危险防范措施的功效等都是控制风险的手

47、段。 风险控制理论 风险控制理论主要是探讨失效发生的原因，从而提出控制风险的各项措施，进而为管理风险提供依据。 骨牌理论（The Domino Theory） 事故的发生，依据其因果关系由5张骨牌构成。以生产装置为例：图 骨牌理论 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 123457. 风险控制、风险管理与装置长周期运行第一张骨牌：装置设计、制造时遗留的 先天不足第二张骨牌：人员维护管理不善；第三张骨牌：运行中产生缺陷以及误操作；第四张骨牌：意外失效或人们未辨识的危险第五张骨牌：失效发生造成灾害。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行骨牌理论强调3点：一是失效发生，先天不足往往是起源；二是

48、移走前四张骨牌中任意一张，都可能防止最终灾害的发生；三是移走第三张骨牌往往是控制风险的最佳方法。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 能量释放理论（Energy Release Theory） 能量释放理论主张失效事件发生的基本原因是能量失去控制。该理论主张控制风险的措施主要有5项： （1）能量的产生或形成应加以控制； （2）控制造成伤害性能量的释放； （3）在能量和实物间设置障碍； （4）建造可降低能量伤害的环境； （5）采取防范措施降低能量释放伤害的后果7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 TOR系统理论 这个理论的全名是操作检查技术系统（Technique of Operatio

49、ns Review System, TOR）。这个理论主张组织管理的失误是导致失效发生的原因。 误操作和危险工况的出现是组织管理系统存在缺陷的征兆； 对可能产生严重损害的事件，应彻底辨认并严加控制； 风险管理应设定目标，并凭借计划、组织、领导和控制来达到目标； 对风险管理人员应进行专门训练，并赋予责任 风险管理应做到规范化。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行系统安全理论（System Safety Approach） 这个理论提出控制风险的措施有下列4项： 对潜在危险因素应作为重点加以辨识； 制订风险管理相关的规范、条款和标准； 设立风险评价体系信息网络； 建立风险检验、监视、监控系统。

50、 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行综上所述，4种风险控制理论，对于失效原因，失效机理和应采取控制对策各有不同。但概括言之，控制风险要对危险源辨识清楚，避免运行中造成损伤和误操作（骨牌理论），控制能量释放（能理释放理论），强化管理（TOR系统理论），设立风险评价体系信息网络，加强风险监控和基于风险的检验（系统安全理论）。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 风险控制措施风险规避 设计阶段，生产工艺过程参数的选择，应考虑尽可能规避高风险的流程和规避采用高风险工艺生产系统与装置。对于高温、高压、易燃、易爆、毒物介质的生产系统或其它工况严苛的生产系统，在设计阶段必须进行风险预评价并有规避风

51、险的技术措施。 在生产运行阶段，报据对潜在危险的预测，及时采取检验、维修与控制，改变工艺条件，规避失效条件的发生。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 损失预防损失预防以降低失效事件发生的频率和损失幅度为主，损失预防并不强调将风险降低至零，故有别于风险规避。在风险控制理论中，骨牌理论主张采取改变人们操作，管理的方法控制损失；能量释放理论则主张用物理方法控制损失。这都是损失预防的措施。 控制损失又可以依据失效控制措施实施的时间分为失效发生前的控制，失效发生时及时控制和失效后的控制。控制方法一般都依据生产工艺特点进行策划。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 风险隔离 风险隔离包括两个含义

52、：分离与储备 。 分离是将危险源分隔和将暴露体分开，使风险分散，并降低暴露的机会。这样不仅可以降低风险级别，而且可以减少失效发生造成的损失。储备就是备用措施，包括备用装置和技术措施的储备。 分离和储备并不能避免失效事件的发生，但可以减少失效发生的频率和损失的幅度。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行技术储备 风险控制措施必须进行技术储备，新技术开发、拥有先进的检验、监控装备和相关计算机软件以及高素质技术管理人才与先进的管理机制。 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行 风险大风险小中等中等核电站后果严重性概率0.50火电厂7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行危险事件发生的概率：非常高

53、、高、一般、低、非常 概率值为： 0.9, 0.7, 0.5, 0.3, 0.1后果严重度：很严重、严重、一般、不严重、很不严重， 概率值为： 0.8, 0.4, 0.2, 0.1, 0.05 危险发生的概率 后果严重度 风险度核电站 低（0.3） 很严重（0.9） 中等火电站 非常高（0.9） 不严重（0.1） 中等核电站与火电站同属中等风险度，但性质不同，风险控制与管理的策略差别很大。 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行案例1 四川化工总厂21.5 m液氨球罐应力腐蚀开裂诊断和风险控制球罐直径21.5m，容积5200m3，贮存液氨。设计压力为0.49MPa，操作压力为0.392MPa

54、，操作温度为3.4。由日本东洋工程公司制造，球壳板材料为JISSPV36钢。1978年投入运行，从1980年至1985年历经5次开罐检查，连年发现裂纹，而且日趋严重。第5次开罐检查（1985）裂纹总数达190条，总长为24.441m，被判为“监控使用”，厂方上报主管部门批准将该球罐报废拟重新购置一台新罐7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行经下述方法研究：失效树分析（FTA）；对人工制造裂纹试件模拟试验；液氨中应力腐蚀机理；焊接部位残余应力分布；有限元应力分析等。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行实施了球罐内表面金属喷涂牺牲阳极的阴极保护处理，抑制了裂纹的萌生，从1987年起历次开罐检

55、查，裂纹均为零，延长了使用寿命，直至今日仍在运行中。历次开罐检查缺陷数量记录示如表9。用模糊极值函数非精确推理方法按照控制最大裂纹风险的策略确定了最佳检修周期，至今仍按此周期执行。 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行案例2 燕山石化公司超高压换热器的风险预测年产18万吨釜式低密度聚乙烯成套装置，采用750升大型釜式反应器双釜串联工艺。在该装置中共有48台超高压套管式换热器。内管为超高压管，外管为低压管。内管材料为ANSI 4340。管内介质：乙烯+聚乙烯，压力为270MPa，温度为200。套管环隙在正常工况下压力为0.45MPa、30冷却水。在冷却

56、过程中，超高压管内壁会逐渐形成一薄层聚乙烯固体，影响传热效果，也影响聚合反应釜的转化率。因此，需通入蒸汽（240）进行再生，加速内壁上粘附聚合物的溶化，40分钟后转入正常生产，再用水进行冷却。对该48台超高压套管换热器进行了随机抽查。结果发现，在超高压管外壁存在不同程度缺陷（腐蚀坑及裂纹），构成了对安全生产的严重威胁，成为企业的最大隐患。 7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行厂方采取的对策是：一方面对这批超高压换热器进行降压监控使用；另一方面积极做好准备进行制造新设备，拟全部更换。但是，降压操作由于改变了工艺条件，生产不出市场需要的合格产品，产值下降，蒙受重大经济损失；更换设备，由于新设备制造需一定周期，难以解决燃眉之急。7. 风险控制、风险管理与装置长周期运行刻不容缓亟待回答：对这批含裂纹超高压换热器能否将操作压力恢复至正常操作压力，其安全性