張友天，杜彪，呂潤(rùn)銘，趙青，程海龍

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司乙烯一部，新疆 獨(dú)山子 833699）

某石化公司的110萬t/a乙烯裝置，年產(chǎn)聚合級(jí)乙烯1100kt/a、聚合級(jí)丙烯500kt/a。裝置采用石腦油、加氫尾油、油田輕烴等作為裂解原料，循環(huán)乙烷、丙烷、未加氫碳五作為裝置循環(huán)原料，生產(chǎn)聚合級(jí)丙烯、聚合級(jí)乙烯氫氣、混合碳四、裂解燃料油等主副產(chǎn)品。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.1 項(xiàng)目背景

中國(guó)特檢院在2019年3～7月對(duì)乙烯裝置所屬的部分工業(yè)管道進(jìn)行在線檢測(cè)，該部分管道上次檢驗(yàn)時(shí)間為2015年5月，對(duì)應(yīng)的下次到期時(shí)間為2019年7月，經(jīng)甲方確認(rèn)在本周期運(yùn)行期間狀況良好，未出現(xiàn)工藝波動(dòng)及泄漏等問題，因此委托中國(guó)特檢院根據(jù)在線檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行RBI評(píng)估，實(shí)現(xiàn)裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1.2 項(xiàng)目目的

擬通過本項(xiàng)目的實(shí)施達(dá)到如下目的：

結(jié)合工藝及裝置運(yùn)行工況，分析本次評(píng)估工業(yè)管道潛在的失效機(jī)理。

通過RBI分析評(píng)估，計(jì)算評(píng)估單元當(dāng)前（2019年12月30日）和未來時(shí)間點(diǎn)（2024年10月30日）的失效可能性、失效后果以及風(fēng)險(xiǎn)水平，解決工業(yè)管道按失效可能性和后果分類問題。

對(duì)在線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行合于使用評(píng)定，依據(jù)評(píng)定結(jié)果設(shè)定下次檢驗(yàn)時(shí)間，根據(jù)潛在的失效機(jī)理、風(fēng)險(xiǎn)水平制定科學(xué)合理的停工檢驗(yàn)方案，解決設(shè)備不分重點(diǎn)的盲目檢驗(yàn)問題。

對(duì)裝置當(dāng)前的風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行識(shí)別，提出使用和維護(hù)建議，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的單元提出在線降險(xiǎn)措施，保證裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

根據(jù)裝置管線臺(tái)賬及相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，建立裝置壓力管道RBI所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)管道風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)管理奠定基礎(chǔ)。

1.3 項(xiàng)目工作范圍

本次評(píng)估范圍為乙烯裝置所屬部分工業(yè)管道，其中裂解1322條、壓縮419條、分離584條、加氫119條工業(yè)管道，合計(jì)為2444條。

1.4 評(píng)估依據(jù)

（1）TSG D0001-2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》。

（2）《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》。

（3）GB/T 19624-2019《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》。

（4）GB/T 26610.1～5 《承壓設(shè)備系統(tǒng)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則》。

（5）API581《基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)技術(shù)》。

（6）GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別》。

（7）TSG D7005-2018《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則-工業(yè)管道》。

1.5 技術(shù)簡(jiǎn)介

RBI是基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)，以設(shè)備單元失效的可能性和失效導(dǎo)致的后果為分析點(diǎn)；通過對(duì)生產(chǎn)裝置中每個(gè)設(shè)備單元潛在的失效模式或固有的失效模式所導(dǎo)致的危險(xiǎn)及其后果進(jìn)行定性或定量的分析來確定風(fēng)險(xiǎn)的大小，從而對(duì)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分，發(fā)現(xiàn)裝置的薄弱環(huán)節(jié)；在此基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的設(shè)備單元給予重點(diǎn)關(guān)注，并通過有針對(duì)性的檢驗(yàn)來保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 檢驗(yàn)策略

某石化乙烯裝置本次評(píng)估工業(yè)管道停工檢修擬安排在2024年10月30日以前，根據(jù)以下原則來制定工業(yè)管道停車時(shí)的RBI檢驗(yàn)策略，指導(dǎo)某石化乙烯裝置本次評(píng)估單元停工檢修期間的檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

2.1 檢驗(yàn)策略制定

RBI評(píng)估的最終目的是優(yōu)化和指導(dǎo)檢驗(yàn)資源，合理的檢驗(yàn)策略和檢驗(yàn)計(jì)劃既要與設(shè)備本身的特點(diǎn)相結(jié)合又要符合裝置整體風(fēng)險(xiǎn)控制的要求，同時(shí)還必須與裝置的整體檢維修計(jì)劃相一致且具有可操作性，最終制定的檢驗(yàn)策略必須有效而可行。

2.2 檢驗(yàn)方法的確定

列入檢驗(yàn)范圍的工業(yè)管道，壁厚測(cè)定和宏觀檢查是最基本的檢驗(yàn)方法，特殊情況可按照失效的模式確定檢測(cè)方式。

2.3 檢驗(yàn)比例的確定

壓力管道檢驗(yàn)方式確定后，檢驗(yàn)比例的確定按照失效機(jī)理對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)有效性來決定。

2.4 RBI檢驗(yàn)策略補(bǔ)充

（1）檢驗(yàn)方案制定人員應(yīng)該參考RBI檢驗(yàn)策略來制定檢驗(yàn)方案。

（2）因?yàn)镽BI檢驗(yàn)策略不考慮設(shè)備的制造缺陷，對(duì)于更換或投用不久的設(shè)備，在首次停機(jī)檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用傳統(tǒng)檢驗(yàn)與RBI檢驗(yàn)結(jié)合的方式來進(jìn)行。

（3）如果設(shè)備的損傷主要發(fā)生在內(nèi)壁，在情況允許的條件下，盡可能安排內(nèi)壁檢驗(yàn)。

3 工業(yè)管道檢驗(yàn)

（1）有保溫的工業(yè)管道，優(yōu)先選擇按拆除保溫后進(jìn)行檢驗(yàn)。

（2）失效模式為局部或均勻腐蝕的，檢驗(yàn)方法以宏觀檢查與超聲檢查為主。

（3）失效模式為應(yīng)力腐蝕的，對(duì)于焊縫部位應(yīng)安排一定比例的超聲波檢測(cè)或射線探傷抽查。

工業(yè)管道超聲波測(cè)厚主要針對(duì)三通、彎頭和直徑突變處，被抽查的管件測(cè)厚位置不得少于3處；直管段與管件相連的焊接接頭的直管段一側(cè)應(yīng)進(jìn)行測(cè)厚，測(cè)厚位置不得少于3處。發(fā)現(xiàn)管道壁厚存在異常情況時(shí)，應(yīng)在附近增加測(cè)點(diǎn)，并確定異常區(qū)域大小，必要時(shí)，可適當(dāng)提高整條管道的測(cè)厚抽查比例。

4 2019年在線檢測(cè)情況

4.1 在線檢測(cè)策略

截止2019年11月30日，安全風(fēng)險(xiǎn)情況見下圖1所示，從圖中可以看出評(píng)估單元風(fēng)險(xiǎn)水平基本處于中風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)水平，中高風(fēng)險(xiǎn)單元有14個(gè)，占比為0.57%，沒有高風(fēng)險(xiǎn)單元，其中失效可能性為4的單元有338個(gè)，占比為13.83%。

圖1 2019年11月30日乙烯裝置工業(yè)管道評(píng)估單元安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

4.2 在線檢測(cè)結(jié)果

2019年3～7月對(duì)該部分工業(yè)管道進(jìn)行在線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示部分管線的減薄較大、腐蝕速率偏高，其中減薄比例超過25%的管線共計(jì)50條。

5 風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果

依據(jù)2019年在線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行再評(píng)估，本次評(píng)估腐蝕速率依據(jù)2019年在線檢測(cè)實(shí)際減薄量進(jìn)行計(jì)算，未進(jìn)行在線檢測(cè)的管線腐蝕速率參照專家腐蝕速率或相同工藝段腐蝕速率，評(píng)估單元再評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)情況如下圖2所示。

5.1 當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)

經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)分析與計(jì)算，圖2給出本次評(píng)估工業(yè)管道在2019年12月30日的安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖。2019年12月30日，評(píng)估單元中沒有高風(fēng)險(xiǎn)單元，低風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)單元有1316個(gè)，占比為53.85%；中風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)單元有1097個(gè)，占比為44.89%；中高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元有31個(gè)，占比為1.27%；

圖2 2019年12月30日乙烯裝置壓力管道評(píng)估單元安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

5.2 將來風(fēng)險(xiǎn)

本次評(píng)估工業(yè)管道未來評(píng)估時(shí)間點(diǎn)為2024年10月30日，截止2024年10月30日評(píng)估單元的安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣見圖3。

由圖3可見，到2024年10月30日，評(píng)估單元沒有高風(fēng)險(xiǎn)單元，中高風(fēng)險(xiǎn)單元共計(jì)142個(gè)，占比為6.64%；中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元共計(jì)1090個(gè)，占比為61.01%；低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元共計(jì)905個(gè)，占比為42.35%；相比2019年12月30日的評(píng)估結(jié)果，截止到2024年10月30日，未經(jīng)檢驗(yàn)情況下評(píng)估單元的風(fēng)險(xiǎn)水平呈明顯上升趨勢(shì)，其中7個(gè)單元失效可能性為5，457個(gè)單元失效可能性為4。

圖3 2024年10月30日乙烯裝置壓力管道評(píng)估單元安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

6 結(jié)語

（1）本次評(píng)估對(duì)象為某石化乙烯裝置部分工業(yè)管道，工業(yè)管道條數(shù)合計(jì)為2444條。

（2）本次評(píng)估的工業(yè)管道涉及的主要損傷機(jī)理包括機(jī)械損傷、材質(zhì)劣化、腐蝕減薄、腐蝕開裂和其他損傷。

（3）依據(jù)在線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行再評(píng)估，到2019年12月30日，評(píng)估單元中沒有高風(fēng)險(xiǎn)單元，中高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元有31個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例的1.27%；中風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)單元有1097個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例的44.89%；低風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)單元有1316個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例53.85%。

（4）在不檢驗(yàn)的前提下再評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)情況，到2024年10月30日，評(píng)估結(jié)果沒有高風(fēng)險(xiǎn)單元，中高風(fēng)險(xiǎn)單元有95個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例的3.89%；中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元有1148個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例的46.97%；低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元有1201個(gè)，占整個(gè)評(píng)價(jià)單元比例的49.14%；相比2019年12月30日的評(píng)估結(jié)果，截止到2024年10月30日，未經(jīng)檢驗(yàn)情況下評(píng)估單元的風(fēng)險(xiǎn)水平呈明顯上升趨勢(shì)，其中260個(gè)單元失效可能性為4，2個(gè)單元失效可能性為5。

（5）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是按工藝、設(shè)備狀況等因素對(duì)承壓設(shè)備進(jìn)行損傷診斷的環(huán)節(jié)，檢驗(yàn)作為損傷檢測(cè)的環(huán)節(jié)，其檢驗(yàn)結(jié)果可對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，檢驗(yàn)實(shí)施后，建議將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)與本次風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，實(shí)施再評(píng)估，更好掌握承壓設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)情況。

（6）考慮在使用過程非正常工藝以及制造過程中遺留下來的缺陷等因素，RBI評(píng)估技術(shù)無法給予可靠的評(píng)價(jià)，這給裝置安全穩(wěn)定的運(yùn)行造成一定的不確定性，為了避免因此類問題造成安全事故，建議車間做好日常巡檢管理，嚴(yán)格控制操作參數(shù)，嚴(yán)禁超溫、超壓、超負(fù)荷運(yùn)行。為保證安全運(yùn)行，車間應(yīng)制訂好完整的事故應(yīng)急預(yù)案與搶險(xiǎn)措施。

（7）RBI在線評(píng)估方法需要與車間日常管理維護(hù)相結(jié)合，車間應(yīng)按相關(guān)法規(guī)要求做好日常管理維護(hù)工作，尤其對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)水平為中高風(fēng)險(xiǎn)及以上的評(píng)估單元應(yīng)增加巡檢、加強(qiáng)監(jiān)控，制定有針對(duì)性的管理措施，保證裝置的安穩(wěn)長(zhǎng)期運(yùn)行。