關(guān)向國

（中海石油技術(shù)檢測有限公司，天津 300452）

從宏觀上分析，海上壓力容器、管道的風(fēng)險檢驗管理系統(tǒng)是一個構(gòu)成復(fù)雜的大型系統(tǒng)，其內(nèi)配置了很多模塊，各模塊內(nèi)還有很多子系統(tǒng)，集成化的系統(tǒng)能通過RBI分析海上壓力容器、管道的基本資料與應(yīng)用工況后，對風(fēng)險等級依次排序，而后有針對性地完善檢驗計劃，自動生成相配套的管理報表，明顯提升了海上壓力容器及管道的智能化管理水平。

1 系統(tǒng)模塊和功能介紹

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

對于海上平臺而言，其先結(jié)合海上具體環(huán)境與應(yīng)用工況下壓力容器及管道的基本資料、設(shè)計強度去估測可能出現(xiàn)的失效情況，而后利用知識集成化方法測評各失效的風(fēng)險，而后按照一定規(guī)則對平臺上壓力容器與管道的失效風(fēng)險進行排序，且要獲得合理化的檢測檢驗程序。系統(tǒng)各模塊進行分析時，均要歸納既往資料及檢測標準，將其轉(zhuǎn)型成知識庫能辨別的數(shù)據(jù)，用其提取知識庫所需的信息，以上也是一個知識實現(xiàn)集成化的常規(guī)過程。

1.2 設(shè)備檔案

在設(shè)計本管理系統(tǒng)時，可以將設(shè)備檔案細化成基本信息與技術(shù)參數(shù)、閾值設(shè)置兩大部分。在本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用了設(shè)備數(shù)模式，如果在設(shè)備檔案內(nèi)選定設(shè)備樹內(nèi)的“裝置或設(shè)備”，則隨即便會呈現(xiàn)出設(shè)備的基本信息及技術(shù)參數(shù)。如果有查詢某個設(shè)備狀況的需求，則輸入查詢條件后便會顯現(xiàn)出裝置的具體名稱，在系統(tǒng)前臺管理者有增減、刪除部分設(shè)備信息的權(quán)限。布置閾值是設(shè)備檔案內(nèi)的重要構(gòu)成，閾值大小和報警值的高低之間相關(guān)，進而影響設(shè)備風(fēng)險值是大是小。需設(shè)置的閾值主要是：設(shè)置最小壁厚閾值，將其和剩余壁厚進行對比分析，能順利地測算出腐蝕速率；操作溫度閾值作用主要是設(shè)置溫度報警等。

1.3 運行信息

在該模塊中，利用DCS、MES、SCADA等監(jiān)控及采集系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)。以上兩個字系統(tǒng)能實時監(jiān)測平臺系統(tǒng)，進而為系統(tǒng)及時、精準、完善的提供設(shè)備信息，從這個角度上分析運行信息模塊為系統(tǒng)執(zhí)行分析任務(wù)的基礎(chǔ)。由CS等管理系統(tǒng)內(nèi)能讀取設(shè)備狀態(tài)及變更時間信息，運行、停運、檢修等是常見的設(shè)備狀態(tài)，能夠幫助管理者全面掌握平臺上設(shè)備的整體運轉(zhuǎn)情況。

1.4 RBI數(shù)據(jù)庫

該模塊主要由RBI測評及損傷成因兩個部分構(gòu)成。模塊內(nèi)數(shù)據(jù)主要始源于DNV ORBIT OFFSHORE軟件導(dǎo)送出的設(shè)備RBI分析結(jié)果，有位置名稱、物流及腐蝕回路、老化機理、腐蝕速率等，能夠統(tǒng)計海上平臺上某個裝置設(shè)備管道整體的風(fēng)險情況、潛在的腐蝕機制及檢測方法等內(nèi)容?？梢勒諗?shù)據(jù)庫內(nèi)現(xiàn)有的各字段完成查詢?nèi)蝿?wù)，直至篩選出想要的數(shù)據(jù)集合，對數(shù)據(jù)集合進行統(tǒng)計、數(shù)據(jù)推導(dǎo)等操作。其具備較強的圖形處理能力，能順利導(dǎo)進CAD文件，且能線上編輯，也能建設(shè)圖形元素和設(shè)備管道數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，進而為用戶查看創(chuàng)造便利條件。

1.5 檢驗任務(wù)優(yōu)化

該模塊主要由檢驗任務(wù)優(yōu)化與損傷機制分析既往記錄兩部分構(gòu)成。前者主要是經(jīng)設(shè)備檔案模塊內(nèi)讀獲設(shè)備基本資料信息，而后綜合了由腐蝕在線監(jiān)測、定點測厚模塊內(nèi)獲取的狀態(tài)監(jiān)測建議信息，由指定數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取取DNV orbit offshore軟件導(dǎo)出的設(shè)備RBI檢測建議，最后制定出優(yōu)化的方法計劃。該模塊能和設(shè)備樹相關(guān)聯(lián)，且能提供信息查詢功能，也能自定義增設(shè)建議模塊。在設(shè)定好檢驗周期及記錄相關(guān)事件的后，系統(tǒng)便能智能測算出下次檢驗時間。后者主要是由損傷機理分析模塊內(nèi)讀獲裝置名稱、設(shè)備型號、位置命名、材質(zhì)、操作溫度等信息，能提供打印、匯總、輸出等功能，EXCEL、PDF等均是常見的文檔格式。

1.6 檢驗計劃

由專家檢驗建議模塊內(nèi)獲取所有數(shù)據(jù)信息，比如，對于存在有應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險的裝置，可以應(yīng)用取MT、PT、UT等手段進行檢測，參照腐蝕開裂的敏感程度及損傷因子大小設(shè)定其探傷比例。

1.7 腐蝕監(jiān)測模塊

基于腐蝕在線監(jiān)測建設(shè)的腐蝕綜合管理系統(tǒng)即被定義成腐蝕管理界面，其集成了腐蝕在線監(jiān)測、超聲波測厚、取樣分析等模塊，在合理的分析方法下，盡量達到精準預(yù)估腐蝕狀況，進而為海上設(shè)備防腐管理工作推進提供可靠依據(jù)。

2 系統(tǒng)工作流程

錄入數(shù)據(jù)：主要錄入容器及管道的基本資料、設(shè)計參數(shù)、應(yīng)用情況、既往檢測記錄等。呈現(xiàn)預(yù)警信息：系統(tǒng)基于腐蝕在線管理模塊、MES/DCS/SCADA控制系統(tǒng)在線獲得設(shè)備的長短期腐蝕速率、剩余作業(yè)年限、化學(xué)分析指標等，系統(tǒng)和前期設(shè)定閾值相比獲得報警值。

利用RBI模塊分析設(shè)備，有針對性地優(yōu)化檢驗任務(wù)，而后給出檢驗計劃。結(jié)合用戶主觀需求，系統(tǒng)導(dǎo)出管理報表，報表內(nèi)容有檢驗計劃達成率。設(shè)備的腐蝕機制等，進而更好地部署檢驗任務(wù)。在管理者每次進入系統(tǒng)時，將會在系統(tǒng)界面的左上角自動呈現(xiàn)出需即可檢測設(shè)備類型及檢驗截止日期，上次沒有落實的任務(wù)。

3 案例應(yīng)用分析

選擇某海上平臺的一個原油加氫精制裝置為研究對象，加工制造后形成的產(chǎn)物之一是俄羅斯直柴和石腦油，也會有其他副產(chǎn)品等。裝置年運行8400h，年產(chǎn)量120萬噸，進料量142850㎏/h，氫氣量642.8㎏/h。為確保加氫過程能順利推進，要對氫氣進行加壓處理，使其壓力上升到9.3MPa。因為加氫裝置的原料內(nèi)含有大量的腐蝕性物質(zhì)（以硫、氯等為主），且在加壓反應(yīng)中會生成H2S和HCL等物質(zhì)，會引起腐蝕問題，這是導(dǎo)致?lián)Q熱器、反應(yīng)器等設(shè)備壁減薄的主因，從平臺投產(chǎn)以來，減薄腐蝕是造成其生產(chǎn)效益長期未見顯著提升的主因。

鑒于以上情況，利用RBI技術(shù)分析裝置，需要全面采集裝置的基本資料、設(shè)計文獻及應(yīng)用工況等，在此基礎(chǔ)上編制周密的實施方案，在得到專家探討、批準后執(zhí)行。

首先開啟OFFSHORE軟件，新建數(shù)據(jù)庫，而后你輸入數(shù)據(jù)庫名稱，按序填寫內(nèi)容。其次，點擊數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)，在其內(nèi)輸入部分數(shù)據(jù)，而后將其批量導(dǎo)送到工作區(qū)中開展分析工作。最后，在輸入數(shù)據(jù)階段，利用減薄機理的篩選問題判斷設(shè)備與容器，依照APl581、設(shè)備實際狀況去獲得設(shè)備的腐蝕速率。

通過系統(tǒng)化分析后，可以確定減薄是設(shè)備的主要損傷機理，這主要是因為俄羅斯直柴原油內(nèi)含有一些硫化物，外加加氫反應(yīng)溫度高于400°F，查閱API 581部分內(nèi)容能夠判斷出壓力容器會出現(xiàn)不同程度的高溫硫化物腐蝕問題，這屬于一種均勻腐蝕現(xiàn)象。依照原油內(nèi)硫含量與總酸值能測算出碳鋼的實際腐蝕速率是20mpy，壓力容器的腐蝕裕量約為6mm，外加本容器在2年之間很少進行專業(yè)檢查、維修，以致其腐蝕裕量已經(jīng)接近于0，因此據(jù)此可以確定減薄是本加氫裝置的主要風(fēng)險因素，故而設(shè)備管理人員在后期檢驗管理實踐中應(yīng)加大減薄損傷的檢驗力度。對全套設(shè)備的風(fēng)險進行排序，先依照APl581標準開展檢驗工作，對于6201btm．2的分餾塔而言，因為其減薄過程是均勻的，故而建議對其采用內(nèi)部檢驗方法，具體是通過50%～100%的表面檢查，并配合測厚工序。以此類推，它類高風(fēng)險設(shè)備裝置也可參照如上方法進行檢測檢驗、風(fēng)險排序。

4 結(jié)語

本文利用風(fēng)險檢驗管理系統(tǒng)對海上平臺設(shè)備進行風(fēng)險檢測檢驗，并優(yōu)化具體實踐過程，利用和OFFSHORE軟件對某加氫裝置進行RBI分析，測評全套裝置內(nèi)設(shè)備風(fēng)險等級后，給出后續(xù)實踐中的幾點檢測建議，希望有益于完善檢驗決策方案。