API581新版变化课件

API5812008版主要变化

合肥通用机械研究院2010年1月合肥第五届石化装置工程风险分析技术应用研讨与经验交流会

第一部分新版581主要变化内容名称及结构层次的变化RBI评估等级的变更，老版本从水平1到3（定性、半定量、定量）失效可能性评估方法的改变失效后果评估方法的改变物流数据库的扩充增加了损伤机理模型增加了新的设备模型（安全阀，常压储罐）2008版API581主要的改动包括以下七方面:第二部分新版581的结构变化5.1 标准名称变化

标准名称中删除了“BaseResourceDocument”，增加了“Technology”一词，并由原来的公共出版物升级为推荐性标准。2008版： Risk-BasedInspectionTechnology(基于风险的检验技术) APIRECOMMENDEDPRACTICE581 SECONDEDITION,SEPTEMBER2008 (API推荐标准581第二版，2008年9月)2000版： Risk-BasedInspectionBaseResourceDocument (基于风险的检验基础资源文件) APIPUBLICATION581 FIRSTEDITION,MAY2000 API出版物581第一版，2000年5月新版API581由3部分组成：第1部分:使用APIRBI技术制定检维护计划第2部分:APIRBI评估中失效可能性的确定第3部分:APIRBI评估中失效后果的分析第2部分包括2个附录AnnexA–管理系统评估手册（以前的附录D）AnnexB–腐蚀速率的确定（老版本的附录G到N加上补充）第3部分包括1个附录AnnexA–后果分析原则新版中的level2方法采用了所谓的物流解决方案（详见后果分析章节），可推广到更广的物流范围新版中的level2方法的失效后果评估现在基于查表法的结果而不是之前所采用的DNVPHAST的后果计算方法，这种新的失效后果模型现在采用了NIST开发的物流模型（SUPERTRAPP软件）以及E2G专利的后果模型(*)E2G:EquityEngineering(Houston–USA)inchargeofAPIRBIprojects第三部分失效可能性计算PoF:PoF=Gff*DF(t)*FMS式中Gff指同类设备失效概率DF（损失因子）是一个随时间变化而调整的因子FMS指的是安全管理因子（和老版本相同）取消了老版中的设备修正因子失效可能性计算老版定量分析中失效可能性的计算方法国内外同类设备失效可能性基于安全管理系统评估修正个别设备设计条件数据和检验计划失效可能性Ｆ=平均失效可能性ＦG个别设备修正因子ＦE管理因素修正因子ＦMXX损伤评价损伤动力学评估+检验结果通用子因子SF1j机械子因子SF2j工艺子因子SF3j失效可能性DF=DFk损伤因子DFk管理系统评估子因子FM平均失效概率GFk老版中设备修正因子构成Gff（同类设备失效概率）也被更新。新版本中的Gff比2000版本中的平均要低1个数量级左右新版中的Gff将会导致失效可能性降低，并使得最终的风险降低（与可能性轴上的降低相一致）

DF=DFi

i

代表损伤机理在5812000版中，DF的计算是先分别计算每一种腐蚀模块（如减薄、外部腐蚀、开裂等），然后将每种腐蚀模块计算出的DFi相加，得到最终的损伤因子。在新版本中，这个规则（加法规则）仅适用于计算壁厚损失

DF=Max{DFthin,DFext}原有的在给定腐蚀模块中对不同损伤机理的损伤因子取最大值的规则仍然适用例:DFSCC=Max{DFcaustic,DFamine,DFSCC,DFHIC/SOHIC-H2S,etc.}第四部分

失效后果计算

对于不同的评估等级，采用如下的程序来进行失效后果的计算Level1即所谓的“简单后果评估法”基于：一个“限制”的物流数据库

但不管是可燃性物流还是毒性物流，这个物流库仍然要比老版本中的物流库中的物流数量多使用代表性流体（与老版本相同）用于后果计算失效后果的单位为面积（平方米）或者经济损失（美元）最终泄放流体的相为液相或气相对于储罐（地上储罐），后果计算的单位仅使用经济损失而不采用面积单位表中列出了Level1后果分析中使用的代表性流体在level1级别的CoF毒性后果评估中，添加了以下代表性流体：三氯化铝一氧化碳(CO)

氯化氢(HCl)

硝酸二氧化氮(NO2)

光气甲苯二异氰酸盐(TD)

乙二醇单乙醚(EE)

环氧乙烷(EO)

环氧丙烷(PO)在level1中，失效后果的计算仍然采用事件树来分析瞬时和持续泄放，以及老版本中指定的四种泄放孔径进行计算。事件树上的每个分支都采用一个固定的发生频率/可能性来加权。

影响面积的计算仍然采用Area=A*XB的公式，其中A和B为物流的常数，X=泄放速率（连续泄放）或泄放总质量（瞬时泄放）以下是对面积计算的补充修正当瞬时泄放的泄放量大于4540kg时，我们引入一个能量效率因子面积=计算面积/能量效率因子式中能量效率因子=4*log

(质量)-15对于燃烧后果计算来说，当泄放情况介于瞬时和连续泄放之间的情况（例如，3分钟内泄放量达到4540kg或者泄放速率为55.6lbs/s），基于不同泄放类型的计算后果将被混合（加权）以圆整最终的燃烧后果影响面积

Area=Area(instantaneous)*Kinst+Area(continuous)*(1-Kinst)

WhereK=Min{rate/55.6,1}对于燃烧后果计算，还存在基于自燃点温度的计算后果混合（加权）方法AreaAIT=Area(自燃可能)*KAIT+Area(自燃不可能)*(1-KAIT)WhereK=0 forT+100<=AIT(T-AIT=100)/200 forT+100>AIT>T-1001 forT-100>AITT指的是正常操作压力下的物流温度，即泄放前的温度最终，燃烧后果影响面积的计算如下：

Area=

weightedsumforthesetofholesizeGFk

kGFk在以下情况下采用新的level2CoF分析方法待分析的物流不能使用Level1物流库中的现有物流进行替代存储的物流接近临界状态，对于气相泄放采用理想气体假设模拟很不准确必须在评估过程中考虑两相泄放的影响

对于流体组成的分析：采用“物流特性解算器”来计算物流的物理性质（在容器内时）以及进行闪火计算来更好的确定泄放流体的相态（含两相）。以下是需要被计算的流体性质：

“存储”相态（气相，液相，两相）液相，气相质量组成分子量，液相密度，液相粘度，理想气体热容混合物的焓与熵（用于闪火计算）温度与压力自燃温度

“存储”条件下的饱和压力燃烧极限，高限和低限闪火前的相态（气相、液相、两相）闪火的温度及组成液相与气相的密度液相状态下的起沸点气相状态下的露点其他.用于评估CoF的事件树中加入了两相事件。现在也增加了对从液池产生的蒸汽云的考虑第五部分其他变化更新的物流库嵌入了NIST的物流模型“SUPERTRAPP”，包含超过225种物流及纯净的混合物。对于储罐中的代表性流体采用特别的代表性流体数据对于储罐的壳体和底部使用了单独的泄露孔径进行评估对于罐底和壳体采用不同的计算方法对于壳体的计算将会考虑泄露点高度的影响，可能泄放存量将只考虑泄漏点上方的部分经济损失后果的计算将会考虑清洁周围环境的成本。分别计算储罐“土壤侧”和“产品侧”的腐蚀速率对于土壤侧，基本腐蚀速率应当来自检验数据；如果检验数据无法获得的情况，可采用设定的默认腐蚀速率0.13mm/year土壤侧的腐蚀速率可通过以下因子进行修正：土壤电阻率，衬里材质（碎石、混凝土等），排水，阴极保护，底部设计（API650）以及操作温度对于产品侧，基本腐蚀速率应当来自检验数据；如果检验数据无法获得的情况，可采用设定的默认腐蚀速率0.05mm/year产品侧的腐蚀速率也存在一系列修正因子：存储产品（干/湿），操作温度，蒸汽盘管（是/否），除水工艺（是/否）在第1部分中描述的压力紧急排放系统的评估方法不同于普通的风险评估，而是一种可靠性的计算对于PoF的计算

我们考虑2种形式的失效：需求时无法打开以及泄露无法打开压力泄放系统会导致受保护的设备产生超压危险对于两种模型来说，基础失效概率都是通过Weibull方法来计算的对于无法打开的情况，PoF的计算是以累乘的方式计算PRD可能需要开启的频率；对于不同的情况如火灾或排放堵塞所造成的PRD