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浅谈工业管道在线检验中RBI技术的实践

2020-02-10 525 上传者：管理员

摘要：在进行重油催化装置的工业管道进行风险评估和定量分析，识别损伤模式和损伤机理时运用RBI技术是很有必要的。就目前而言，针对检测方法的有效性和管道的风险等级，制定有效的检验策略是对RBI技术的有效验证，基于此，本文对267条管道进行了在线检验，并将检验数据录入RBI数据库，对管道进行再次评估，给定合理的检验周期，促进了工业管道的合理设置。

关键词：
RBI技术
在线检验
工业管道
检验策略
风险评估
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近些年，随着石化企业的规模和数量逐渐增大，工业管道的数量不断增多，并且管线的复杂程度日益增大，工业管道的定期检验所耗费的人力、物力和检验时间都越来越多。因此，需要有针对性地提出一种检验方法来适应复杂的工业管道定期检验，确保企业的安全生产。

RBI技术，即基于风险的检验，是具有针对性和科学性的一种先进检验手段。通过收集设备的设计数据、操作数据和上次检验数据，对设备进行风险评估，根据风险等级有针对性地制定检验策略，进而达到降低检验成本、延长检验周期的效果。20世纪末，美国石油协会颁布了API580和API581两个指导RBI技术应用的标准。自此RBI技术开始应用于石化企业的容器检验和工业管道的检验中。2003年，合肥通用机械研究院、法国国际检验局和茂名石化首次在国内应用RBI技术。2006年，RBI技术在中石化、中石油正式试行。目前，传统基于时间的检验逐渐变为更加灵活的RBI检验方法。

在此，笔者基于RBI风险评估的原理，利用RBI风险分析软件，识别管道损伤模式和主导损伤机理，然后计算损伤因子和腐蚀速率，确定每条管道的风险等级，并制定针对性的检验策略，最后对某大型石化厂重油催化装置的工业管道进行了在线检验。

1、管道概况

本次检验的重油催化装置共有267条管道，总长约12km，其介质主要有：空气、干气、瓦斯、液化气、油气、富气、汽油、稳定汽油、脱乙烷汽油、柴油、轻柴油、原料油、油浆、蒸汽及回炼油等，上次全面检验均在2012年进行，投用时间最早为1996年，最晚为2009年，时间跨度较大，部分管道投用时间较长。管道材料主要以20。钢、Cr5Mo和Q235A为主，大部分管道压力不大于2．5MPa，高温管道较多，在使用期间未发生较大的安全事故。按重油催化装置的工艺流程将管道分为5部分：

a. 反应部分。该部分是整个重油催化装置的起始部分，重反减压渣油、直馏蜡油及脱沥青油等原料油经混合器混合后进入缓冲罐，经泵升压，进入换热器升温至245℃左右，通过雾化喷嘴喷入反应器底部，与高温催化剂接触，完成升温和反应过程。

b. 分馏部分。由重反沉降器来的反应油气进入分馏塔底部，通过人字形挡板与循环油浆逆流接触，洗涤反应油中的催化剂并过热，使油气呈“饱和状态”进入分馏塔进行分馏。

c. 吸收稳定部分。从分馏塔顶油气分离器来的富气进入一段进行压缩，然后由气压机中间冷却器冷却至40℃，进入分离器进行气液分离，分离出的富气进入气压机二段，二段出口的绝对压力为1．6MPa，气压机二段出口富气与解吸塔顶气、洗涤水汇合后经压缩富气空冷器冷却，与吸收塔底油混合，经气压机后冷却器进行三相分离。

d. 产品精制部分。自催化裂化来的干气和自系统来的低压瓦斯，经干气分液罐分液，除去其中重烃部分，并采用甲基二乙醇胺溶液脱除液化气、分液后的干气和低压瓦斯中的硫化氢和部分二氧化碳。

e. 辅助综合部分。将热力系统、排污系统及锅炉系统等辅助部分统称为辅助综合部分。

2、RBI技术的应用

RBI技术是在分析设备失效风险的基础上确定检查方法和频度。失效风险定义为失效可能性与失效后果的乘积，即失效风险=失效可能性×失效后果。

RBI技术是一种追求安全性和经济性的统一管理理念和方法。RBI的主题就是根据不同的失效风险等级，采取不同比例的检验策略，重点检测风险较高的管道，保证管道的安全性和完整性，并且降低检验和检修成本，降低设备运行风险，保障生产装置长周期安全生产。

RBI技术的工作流程如图1所示，首先采集管道基础信息和物流基础信息，建立好RBI数据库，再根据上次全面检验报告的检验数据，综合评估每条管道的风险等级，并按照风险等级制定检验策略，最终将本次检验数据录入RBl分析系统，进行再评估并出具报告。

图1 RBI技术的工作流程

2.1 风险评估

RBI风险评估的失效可能性分为1～5个等级，失效后果分为A～E5个等级。通过在RBl分析软件内的风险评估，得到2018年管道的风险分布矩阵图(图2)，风险等级分别为：0条为高风险、33条为中高风险、125条为中风险、109条为低风险。

图2 2018年管道风险分布矩阵图

管道的损伤模式为减薄和外部腐蚀，主导损伤机理以大气腐蚀、未知腐蚀和保温层下腐蚀为主，其中介质为回炼油、油浆的管道为高温硫／环烷酸腐蚀，这是由于回炼油和油浆中都存在一定的活性硫化物，且在高温环境下，环烷酸和硫化物相互腐蚀作用，使得腐蚀进一步加剧，因而这部分管道亦为风险等级较高的管道，需要重点检验。

2.2 检验策略与范围

制定优化的检验策略是RBI工作最终结果的体现，RBI检验策略的先进性体现在:

a．根据损伤机理来确定应检查的缺陷类型;

b．根据损伤发生的部位来选择检验部位；

c．根据需检测的缺陷类型选择采用何种检测方法；

d．根据安全与经济效益协调统一的原则来确定检验周期。

根据管道的风险等级和GB／T26610．2—2014。1“，将管道的在线检验范围列于表1。

表1 管道检验范围％

考虑到该套装置管道的风险等级较低，不存到60％和80％以上。对于中风险和中高风险的在高风险管道，因此采取一般保守程度的检验范管道，应采取中度有效及以上级别的检验方法；对围即可。风险等级较高且存在高温硫／环烷酸腐于低风险管道可以采用低度有效及以上级别的检蚀的回炼油管道和油浆管道，其检验范围分别达验方法，各种检验方法对应的有效性级别见表2。注：1为高度有效；2为中高度有效；3为中度有效；×为低度有效或无效。

表2 各检验方法对应的有效性

综合考虑，本次检验采取所有管道进行100％的宏观检查、一般保守的检验范围测厚、部分管道进行MT和部分管道进行DR的检验策略，具体的比例会根据现场实际情况有一定改动。

2.3 现场检验

管道的宏观检查主要包括泄漏检查、绝热层检查、防腐层检查及变形检查等，本次检验采取100％宏观检查的检验手段，观察管道的运行情况、表面破损和腐蚀情况，发现部分管道存在阀门处漏油、腐蚀严重及保温层破损等问题。

管道测厚是管道检测最重要的环节，重点需要测厚的位置有：弯头、三通、异径管、支管连接及曾发生安全问题处等，根据风险等级和按一般保守程度比例抽查测厚，其中中风险和中高风险管道抽查比例适当提高。本次测厚未发现壁厚异常减薄的情况。

根据RBl分析识别出的损伤机理和检测方法的有效性，结合管道的温度和空间位置，分别抽查原料油线、富气线、干气线、液化气线和汽油线的部分管道进行MT检测，未发现明显缺陷。另外，考虑本次为在线检验，多数介质对射线检测影响较大，仅在液化气线和干气线共抽查20道焊缝进行DR检测(每道焊缝在不同方向需要拍射6张)，发现未焊透缺陷9处、圆形缺陷7处和条形缺陷7处，缺陷深度与尺寸均较小。

2.4 RBI再评估

将本次检验手段、检验有效性及测厚数据等录入RBl分析软件中，更新检验数据，依据本次检验(即2018年)的数据预评估2021年的管道风险等级，其风险分布矩阵图如图3所示，0条为高风险管道，38条为中高风险，135条为中风险，94条为低风险。相对于2018年管道的风险等级：中高风险增多5条、中风险增多10条、低风险减少15条，整体变化不大，在可接受范围内。

图3 2021年管道风险分布矩阵图

3、结束语

通过RBl分析软件对某石化厂的重油催化装置的工业管道进行风险评估，并制定针对性的检验策略，根据本次检验数据对管道进行再评估，发现3年后的风险等级仍在可接受范围内，因而给定检验周期为3年，即2021年进行下次全面检验。

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