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CCS《海上固定平台上部设备与系统完整性评估方法指南》要点
(2018-10-29)  编辑发布:中国船舶在线  

石油化工是一个高风险行业,安全与风险管理具有非同一般的意义,而设备的有效检验和日常维护保养可积极预防和降低失效发生的可能性。为了使海上固定平台上部设施在保证设备安全性的基础上降低检验和维修保养成本,中国船级社(CCS)在API 581基础上编写了《海上固定平台上部设备与系统完整性评估方法指南》,针对不同类型的设备引入基于风险的检验(RBI)、以可靠性为中心的维护(RCM)、安全完整性等级(SIL)等基于风险的完整性评价方法,对海上固定平台上部设施定量风险分析和风险可接受准则进行了规定,为控制海上固定平台上部设施风险和降低检验、维修和保养成本提供了切实可行的完整性评估技术。

 

 

 

《海上固定平台上部设备与系统完整性评估方法指南》是在RBI、RCM、SIL基于风险的完整性评价方法的基础上,对重要生产作业设施建立一套完善的检验、维修保养制度,进而降低因设施故障损坏导致的风险。本指南重点针对处理高危害性介质的设备,包括压力容器及储罐、管线系统、释放及排放系统、控制系统、紧急停机系统及机泵等,并应用在设备的全生命周期中,即从设备首次安装起,一直到其使用寿命终止的时间内,保持工艺设备处于可满足其特定服务功能的状态。

 

“二八定律”适用于海上固定平台上部设施,即整个海上固定平台上部设施中承担总风险80%的平台上部设备仅占设备项总数的20%。通过《海上固定平台上部设备与系统完整性评估方法指南》中RBI、RCM、SIL科学方法和手段进行风险分析,找到占总体风险80%占设备项总数20%的那些高风险设备,同时对设备进行风险等级排序,筛选出占设备项总数20%的那些高风险设备,并针对其进行重点检验、维修和保养。采用此方法,能提高设备的可靠性、降低设备检修费用和成本,提高效率。

 

《海上固定平台上部设备与系统完整性评估方法指南》是实现海上固定平台上部设施中不同特性设备的基于属性数据、运行状态数据、维修维护数据以及历史失效数据基础上的风险评估,是实施海上固定平台上部设施完整性研究的关键工作。

 

本指南中基于风险的检验(RBI)是在设备检验技术、失效分析技术、材料损伤机理研究、设备安全评估和计算机等技术发展的基础上产生的新的设备和管线检验和腐蚀管理技术。其重点评估对象为静设备和管道。设备在使用过程中,其完整性会受到某些损伤机理的影响而逐渐恶化,RBI是一个以风险为基础的优化检验活动的系统方法。RBI可用于海上固定平台上部所有静设备,分析可能导致设备及管线无法承压的损伤机理及失效后果,例如均匀腐蚀或局部腐蚀、应力腐蚀裂纹、外部腐蚀、脆断和机械疲劳等。

 

RBI方法根据失效可能性和失效后果确定每个设备项的风险大小,根据风险大小对海上固定平台上部设备和管线进行风险排序;根据指南中推荐的风险可接受准则、风险的大小和未来的发展,确定检验的优先次序,检验日期和周期,将检验聚焦于占总体风险80%占设备项总数20%的那些高风险设备和存在潜在的失效破坏可能性的设备;根据损伤机理推荐有效的检验方法、检验位置及范围,最终提供一个最佳检验管理计划建议,从而建立一套完整的基于风险的检验计划和策略,达到风险和成本的优化。

 

本指南中以可靠性为中心的维护(RCM)针对海上固定平台上部泵、压缩机、阀门等这些重要的动设备。对这些设备的维护管理,经历了被动维修、定期维修、预防性维修、主动维修等不同的发展阶段,在降低设备故障、减少维护成本等方面取得了很大的进展。但即使是主动维修仍然存在维护过度或不足、成本高、维护策略主要依靠主观和经验等缺点,由于转动设备涉及机械、电气、仪表自动化等专业,易出故障且维护、维修复杂,连续性生产对这些设备的长周期运行又提出了更高的要求;供货商提供的维修维护规程,只是从产品的角度,没有考虑到也无法考虑到产品未来具体的使用状态和特性,所以其所提供的维修维护规程容易带来维修过度和维修不足,上述两种情况,都会带来安全隐患。因此迫切需要设备的维护管理技术和方法有一个质的改变及发展以适应此要求。

 

RCM是一种以风险为基础的、力求建立准确的且具有良好目标性的维护优化任务包的系统技术方法。RCM采用失效模式、后果影响分析和风险分析过程为每个分析对象进行详细的安全、环境和商业(生产损失和成本)风险评价。对于中、高风险项详细分析失效原因和根本原因,制定针对失效原因或失效根本原因的维护策略,对低风险项则进行纠正性维护,其目的在于使装置达到最佳可靠性,避免潜在的失效和非计划性停车,根据风险进行适当的维护以避免维护过度和维护不足。 RCM的最终研究结果是一个优化的维护包,具体的策略根据不同的设备类型,设备不同的失效故障模式以及失效的原因和根本原因,通过RCM分析来确定。

 

本指南中安全完整性等级(SIL)中安全相关系统所起的作用包括:工艺保护、工艺排放、工艺关断、危险情况报警、火灾监测、气体监测等。这些安全相关系统的功能通常会与E/E/PES技术(E/E/PES这一术语由标准IEC61508给出,为电气/电子/可编程电子系统的简称)、其他技术及可降低风险的外部设备结合起来。而且在复杂的安全相关系统中使用软件变得越来越普遍,计算机和软件辅助系统也广泛使用在安全相关系统中,如安全仪表系统;一旦安全相关系统在危险情况下发生失效,会立即导致人员伤亡、环境破坏以及经济损失等重大事故。

 

SIL等级是一个重要的安全可靠性的参数,用以表征安全相关系统针对一个特定的功能需求所能达到的风险降低的程度。确定SIL等级就是通过规定安全仪表系统需要的最低反应失效的可能性,使设备能够在需要时成功执行设计所要求的安全功能,可根据IEC61508/61511标准确定现有的和增加的安全仪表功能所需的SIL等级;对需要SIL等级的安全仪表功能进行SIL等级验证计算。

 

进行SIL分析可获得如下收益:(1)确保安全仪表功能设置合理;(2)确保安全保护功能可以完成,缓和不可避免灾害的风险;(3)识别不能达到SIL等级要求的安全仪表功能,进行更改,确保安全仪表功能满足安全完整性的要求;(4)按照安全生命周期确保风险降低到可接受的范围内;(5)按照安全完整性等级的要求确保安全仪表系统充分的维护。

 

设备风险为设备失效可能性与设备失效后果的乘积。在本指南RBI、RCM、SIL分析基础上,对海上固定平台上部设备按照风险等级进行排序。为了方便对设备风险的风险等级进行排序,本指南推荐矩阵图方法。矩阵图中纵向失效可能性按失效可能性划分1、2、3、4、5五个等级,横向失效后果按失效后经济损失或人员伤害划分为A、B、C、D、E五个等级。

 

 

根据对海上固定平台上部设施风险分析和计算结果,确定设备落入低风险、中风险、中高风险和高风险区域。针对高风险设备制定合理的检验周期、和维修保养方法等,达到控制海上固定平台上部设施风险、降低检验维修和保养成本等目的。

 

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              邮箱:zhouran@ccs.org.cn

凌爱军    电话:022-66218608

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来源:原创: 周然 凌爱军 中国船检
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