石化领域管道与设备结构完整性评估.ppt

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1、结构完整性评估,完整性是指整体质量完整、完善或状态未损坏。结构完整性评估是用于对结构是否能够安全符合服务条件以及在设计使用寿命期内的可靠性进行评价的一种方法。任何构件公认的设计方法是确保构件制作材料的强度高于服务过程中的实际应力。如果前者大于后者，可以认为构件适用于该服务，否则，需要修改设计或使用其他更高强度的材料。（剑桥大学Afshin Motarjemi等）,完整性评估所使用的技术,焊接维修规范适用性（FFS）评估材料和腐蚀工程失效分析与专家证明FE分析,设备的设计分析基于风险的检测与RBLM剩余寿命实验室测试无损检测（NDT）TELETEST大范围超声测试,适用性（FFS）,损伤评估蠕变

2、腐蚀火灾损伤疲劳断裂剩余寿命评估避免补焊和/或管道焊后热处理（PWHT）,API RP 579或BS7910,材料,缺陷,应力,FFS评估软件,CRACKWISE根据BS7910进行断裂和疲劳分析FATIGUEcalcS-N疲劳设计CvK夏比-断裂韧度相关性,CRACKWISE,实现了工程临界评估中的断裂和疲劳评估程序（BS 7910）自动化。决策支持软件，用于辅助工程师评估存在裂缝的管道、压力设备和结构的完整性。严格使用修订版BS 7910：2005断裂评估程序。目的适用性工程师采用的首选软件LINKpipe。,CRACKWISE,适用于平板、曲壳以及钢筋/螺栓的大范围几何缺陷，包括表面缺陷

3、、通透缺陷、内嵌缺陷和角部缺陷。计算临界缺陷尺寸、材料性质和外加或残余应力。可以确定待评估构件的设计、运行和延长使用寿命的限制条件。断裂计算的大部分输入参数的自动灵敏度分析选项，允许用户对设计、运行条件的变化及其对相关安全因素影响的容许度进行评估。输入用户定义的参考应力和K解决方案。夏比韧性相关度和屈服强度计算工具箱。充分扩展的软件帮助程序。,CRACKWISE,使用工程临界评估（ECA）是公认的惯例。适用于很多行业，包括：压力容器 管道-海上和近海 储罐 建筑 桥梁 船舶 飞机 其他结构构件,LINKpipe,使用一种非线性、专用有限元法（FEM）工具进行管道和管道结构疲劳和断裂力学的计算。

4、极大改进了管道设计技术。通过使用LINKpipe软件，将断裂机械学理论和实践与设计工程师的FEM模型结合起来。,确认大规模试验,实验室测试,拉伸试验蠕变试验冲击韧性断裂韧性疲劳试验疲劳裂缝生长酸性作业测试金相学实验室测试,有限元分析（FEA）后的残余应力,焊接状态下的残余应力为380MPa,三角形补块PWHT测试，700C,补块PWHT测试后的残余应力为133MPa,应变监测,目的：临时检测叠层钢容器（24小时）进行应力测量，以便评估外壳层的完整性,应变监控（续）,所进行的工作：顺时针进行应变测量，计算容器外部的表面应变。结论：容器加压时，外层逐渐出现预期的应变。优点：快速报告目的适用性确认信

5、息，避免不必要的停工检测。,基于风险的检测,RISKWISETM管道处理厂储罐锅炉顾问工作培训基于RISKWISE的UltraPIPE RBI模块,相似性,后果,风险,第2步 剩余寿命（RL）,使用BS7910、ASME、B31G、API RP579中的程序进行评价：裂缝，如疲劳裂缝、SCC等外部或内部腐蚀蠕变断裂或裂缝扩大,管网,LIFEWISETM执行下列功能：当前管道：状况评估确定使用寿命终结的标准以后可能发生的失效后果代价估计确定以后发生失效带来的风险（）运行，修复和替换成本模型分析确定结果的置信度确定最佳更换时间表,材料与腐蚀服务,材料工程现场服务电话咨询制定标准培训和工作场所提问与

6、专家解释,分析材料服务,金属材料发光光谱测定法X射线荧光性X射线衍射能量分散X射线分析元素映射影像分析,非金属材料傅立叶变化红外分光计差分扫描热量计熔体流动指数,材料专门技术,金属合金金属焊接金属合成材料聚合材料陶瓷表面层/防腐层热喷堆焊层和覆层溶胶-凝胶有机防腐,料场服务,场地金相复制（TTH）断裂复制舟取样现场硬度测试铁酸盐测定,腐蚀试验,金属在：-酸性服务环境-氢服务环境 通过以下方法进行测试：-恒定载荷-4点弯曲-凹口-SSRT-腐蚀疲劳塑料合成材料导电材料,腐蚀试验应用,环境舱内进行直接暴露试验电化学和电镀腐蚀试验应力腐蚀破裂试验腐蚀疲劳试验慢应变率试验方法高压舱内升温加压试验,液化

7、石油气（LPG）球罐案例,LPG球罐焊缝的TOFD和脉冲回波超声现场检测焊缝处出现由持续出现硫化氢而产生SCC随后用于对氢离子断裂进行FFS评估的现场裂缝,无损检测设备,MT、PT、UT、RT、ECT的标准检测能力专用设备P型扫描自动超声检测和腐蚀成像TOFD/脉冲回波系统具有高温超声测试能力的大规模高分辨率C型扫描系统蜥蜴 EMA和ACFM系统实时微聚焦射线设备带有脉冲加热能力的红外镜像系统,氢化裂解器,厚壁氢化裂解器裂缝的高温（250C）作业监测目的：指定检测方法、验证程序、监督数据获取和评估检测结果,功能：对加氢分裂装置的3个运行反应器的所有焊缝进行自动超声检测。结论：使用脉冲回波和TO

8、FD超声技术进行详细评估，确定显著裂缝迹象的类型和尺寸。优点：为下一次停止运行制定作业维修策略，增强了连续安全运行的可靠性。,氢化裂解器（续）,TELETEST管道完整有限公司提供,适用于管道工程和管道勘测的大范围超声技术,TELETEST与传统超声测试的对比,局部检测,完全检测,导波,焊缝,金属损失,金属损失,法兰,法兰,焊缝,金属损失,金属损失,传统传感器,Teletest 工具,风险管理的主要目标是：减少失效风险,油、气及其处理厂,风险管理流程资产维护优化,基准性能和管理程序,风险分析风险减缓措施,完成,基于风险的检测与维护,风险管理流程资产维护优化,基准性能和管理程序,风险分析风险减缓

9、措施,完成,基于风险的检测与维护RBI,什么是RBI,RBI（Risk-Based Inspection）基于风险的检测API推荐规范580号2002年5月第一版,RBI与传统时基检测之对比,RBI与传统时基检测的对比传统检测方案,检测是以时间为基础所有设备基本上采用相同的时间进行检测检测以视觉检测为主不能发现很多最有可能劣化机理（如SCC、脆化、氢损伤、蠕变等）某些情况下规定进行液压试验用于验证测试，但不能用于确定劣化率也许实际上已经产生了腐蚀；无法证明连续运行的适切性。检测的重点是容器大多数失效与管道有关,RBI与传统时基检测的对比基于风险的方法,检测是基于风险的；高风险设备检测的频率更高

10、，更严格。为检测相关的损伤和劣化，可以使用最合适的检测技术；使用NDE，在线腐蚀/过程监测。以剩余寿命为基础，考虑设备的破裂可能性；要求评估劣化率；这样就不需要进行液压试验。考虑的是整个工厂；所有设备、管道和阀门。作用、责任、培训与资质。RBI文件和存档。附录A劣化机理。,API RP 580 内容（1）,引言、目的与范围参考文献定义与首字母缩写基本概念基于风险的检测简介规划RBI评估RBI评估数据和信息收集确认劣化机理和失效模式评估失效的可能性,API RP 580 内容（2）,评估失效后果风险确定、评估和管理带有检测行为的风险管理其他风险缓解行为重新评估与更新RBI评估,前 言,RP 58

11、0旨在对API 510、570和653进行补充。API检测代码和规范允许业主或用户根据RBI评估的后果增加或减少检测的频率。目的不在于补充其他已证实合理的规范。目的不在于阻碍烃和化工设备检测方法的变革和创新不作为评价负责任的有资质的检测员或工程师的替代标准。,RBI的目标,鉴别相关的损伤机理和失效模型（例如，腐蚀，脆化断裂、疲劳等）估计失效的可能性和后果导出程序，管理风险（包括检测、腐蚀监测、工艺控制等）,RP 580涉及的设备,压力容器工艺管道储罐旋转设备锅炉和加热器换热器压力释放装置,RP 580的目标用户,主要用户为检测和工程人员。RBI并不是单一的检测活动，它要求包括机构的不同部门。R

12、BI要求整个机构的承诺与合作。,API RP 580基本概念,基本概念风险可容许性,我们每天都与风险生活在一起：每年，110万人中有1人死于气体中毒或爆炸；100万人中有1人死于疫苗接种；2.5万人中有1人的死与麻醉有关；1.3万人中有1人的死与怀孕有关；每年，1.02万人中有一人死于交通事故；每年，990人中有1人死于油气事故；每年，750名深海渔民中有1人死亡；,基本概念什么是风险？,风险=可能性后果,基本概念检测间隔的演变过程,检测间隔设置持续于整个过程。最初的检测间隔是任意的，是“基于时间”或“基于日历”的间隔。API 510、570和653采用“剩余寿命百分比”作为检测间隔，采用“在

13、流”检测代替了内部检测。RBI代表了下一代检测方法，将目标集中于风险缓释。,API RP 580基于风险的检测简介,RBI简介后果和可能性评估,定性评估（专家判断）：认为有利时，可以包括使用历史数据、计算等。后果一般分为“高”、“中”、“低”三个等级。半定量评估（基于规则的分析）：通过以简单规则或计算为基础的专家系统来判断是否会出现所有可能的劣化机理和假定后果。优点是分析的速度和深度。全定量评估：使用逻辑模型评估统计可能性。后果一般表示为风险编号。,API RP 580制定RBI评估计划,制定RBI评估计划初步筛选,第一步是将整个过程单元选定为相当风险等级。将过程单元划分为一般操作条件、冶金等

14、系统，这样可以将设备选定为一个整体，从而节约时间。整体风险中占较大比例的通常集中在比例较小的设备上，即：“Pareto法则”。,典型工厂RBI概述,检测结果权威审核,执行检测计划,检测计划,1级RBI（子系统级）,2级RBI（设备级）,3级RBI（构件级）,方案等级1级,H2,铂重整装置,进料,进料,石蜡,异丁烷,异构反应器,石蜡进料锥形桶,27 VT 101脱丙烷器,燃料气,组合式进料,清除丙烷,方案等级2级,壳侧与管侧,清除丙烷,顶部和底部,方案等级3级,2级上半部分下半部分,3级上半部分入口管嘴上头部壳体部分下半部分壳体部分基础支撑圈头部附件外缘下头部出口管嘴弯管出口管嘴,API RP

15、580RBI评估的数据和信息收集,数据和信息收集RBI数据需求（1）,设备类型制造材料检测、维修和更换记录工艺流体成分流体详细目录安全系统,数据和信息收集RBI数据需求（2）,检测系统劣化机理、劣化率和劣化严重程度人员密度涂层、覆层和绝缘层数据业务中断成本设备更换成本 环境修复成本,数据和信息收集RBI数据需求（3）,定性法对于确定保障一致性的规则制定很重要。要求高级别的判断、技术和理解。定量法使用逻辑模型进行可能性评估，因而需要更详细的信息（收集信息需要较长时间）。半定量：要求与定量法相同的数据，但不需要像定量法那样详细，如，可以估计流体体积（收集信息较快）,API RP 580识别劣化机理

16、和失效模式,识别劣化机理和失效模式,劣化机理、劣化率和劣化易感性是“失效可能性”的主要输入参数。“失效”定义为由于劣化而失去控制功能。失效模式是“失效后果”的关键输入参数。“失效模式”定义为破裂的方式，如小孔或完全裂开。,识别劣化机理和失效模式,四种主要劣化机理包括：（内部和外部）变薄应力腐蚀破裂冶金和环境机械RP 580附录A提供了更为详细的信息。API RP 571中包括了更全面的内容。,识别劣化机理和失效模式变薄,包括内表面和外表面上的一般腐蚀、局部腐蚀、蚀损斑等。变薄的效果可以通过以下因素确定：厚度初始厚度、历史和当前测量的厚度。设备使用时间当前服务使用时间。腐蚀裕度。腐蚀率。运行温度

17、和压力检测的编号和类型,识别劣化机理和失效模式应力腐蚀破裂,SCC失效由易感性材料、特定的环境和应力等因素决定，如，腐蚀性物质、胺、硫化物、氢、碳酸盐和氯化物。易感性由以下因素确定：制造材料。运行温度和压力关键过程腐蚀物的浓度工艺变化，如PWHT,API RP 580失效可能性评估,失效可能性评估（1）,定性分析使用工程判断作为评估的基础。定量分析使用概率统计方法不考虑使用哪种分析方法，失效可能性由下列因素决定：材料进入环境后的劣化机理和劣化率。失效前，用于检测和监测劣化的有效性。,API RP 580评估失效后果,评估失效后果（1）,失效的后果有：安全和健康影响环境影响生产损失维护和改造成本

18、,API RP 580风险的确定、评估和管理,风险的确定、评估和管理,风险由失效的“可能性”评估（POF）和“后果”评估（COF）的后果共同确定。RBI是一种用于维护损失风险分析的工具。独特性结合COF（基于运行）和POF（工程设计、维护和检测），用于辅助计划编制。计划“对象”、“方法”、“位置”以及“数量”，以便进行检测,基于风险的检测风险矩阵,可能性,高中低,低 中 高,后果,风险增加,定性风险等级,API RP 580其他风险缓释行为,其他风险缓释行为,检测不一定能提供充分的风险缓释，或是最好的低成本高效率的方法。还可以选择的风险缓释策略包括：降低后果的程度减少失效可能性提高设备和人对在

19、发生失效后的生存能力减少造成后果出现的主要源头,其他风险缓释行为缺陷适用性评估,发现缺陷时应进行服务适用性评估，确定设备在什么条件下、多长时间内是否可以继续安全运行。FFS分析也可用于确定将来检测中发现的需要维修或更换的裂纹的大小。,API RP 580再评估及更新RBI评估,再评估及更新RBI评估,RBI评估是以评估时的数据和知识为基础的。随着时间的推移，不可避免地会出现变化，同时对RBI评估后果进行更新。确定使用最近的检测、处理和维护信息非常重要。一定要有能够确定进行再评估时间的有效变化管理（MOC）程序,再评估及更新RBI评估劣化机理与检测行为,许多劣化机理是基于时间的。RBI一般以连续

20、的等级定位劣化程度。事实上，这些等级也许是随时间变化的。定期检测可以更准确地确定等级。某些劣化机理与时间无关。最初评估也许没有预计到这些情况，但可能会在以后出现。检测可以增加有关状况的信息，并且可以确定是否需要进行RBI评估。,再评估及更新RBI评估工艺和硬件变化,工艺变化通常会导致设备因快速或意想不到的腐蚀或破裂而发生失效。硬件变化可以显著影响风险，如：失效的可能性能够被促进腐蚀速度的容器内部设计、或管道系统的尺寸和形状的变化所影响。容器重新放置到接近火源的位置时，可以影响失效后果。,何时进行RBI评估,重大变化后有资质的人员应对每一处有可能引起风险变化的改变进行评估。设定时期后随着时间的推

21、移，会出现很多小的变化，这些小的变化积累起来形成重大变化。因此需要设定默认的最长时期。完成风险缓释动作后检测如何有效降低风险。维护转变时间前后确保工作中心位于高风险项，以及更新检测、维修和修改的结果,API RP 580RBI文件和记录保存,RBI文件和记录保存,获取充足的信息对于形成RBI评估文件很重要。理想情况下，应该是过后由其他不相关人员重新创建或更新评估。最好将信息保存在用计算机处理的数据库中。这样可以提高分析、恢复和管理人员的效率。数据库对RBI管理人员的建议和所有风险的管理非常重要。,RBI文件和记录保存RBI方法,应对使用于RBI分析的方法进行记录，这样可以清楚了解进行了何种类型

22、的评估。实效可能性及后果的评估基础应记录成文。软件程序应记录成文并保留。文件应非常完整，以便以后可以检查和复制逻辑和决策过程。,RBI文件和记录保存RBI人员,风险评估取决于分析人员的知识、经验和判断力。所以要做好参与团队成员的记录工作。,API RP 580附录A劣化机理,RBI基础（又称RBM）,产生于航空、原子能行业，后来用于加工行业。规范化的“常识性”方法。确定最高风险的设备，目的在于：提高安全性增加可靠性和可用性优化检测成本,RBI,提供完整的风险管理方法。将资源集中于最高风险的项目以低成本高效率的方法达到工厂的可用性和安全目标。易于增加检测间隔，降低停工维护费用，节约资产成本,RB

23、I评估失效风险,风险=P（t）CP（t）是失效的概率或可能性C失效后果安全性及业务中断C值可以由安全后果系数或相关的值或生产损失来给出,风险图上的RBI输出显示,概率P(t),后果 C,ASME/API指南采用55的风险矩阵,软件驱动程序,风险,RBI一般流程,公司/系统级,工厂级,构件级（高风险项目）,定性分级安全、环境业务危险程度,定量评估精确的风险审计剩余寿命显示检测计划风险缓释措施,风险管理使用寿命模型和净当前值分析法的统计应用成本-风险优化,交叉执行,风险审计由“专家小组”完成。检测工程师材料与腐蚀工程师工艺工程师运行工程师安全工程师RBI专家“专家小组”成员组成是可变的，但现有成员

24、应具有设备检测和运行的综合知识。,RBI的效益,提高安全性降低成本,RBI的效益成本比例油、气加工厂,对一定范围内的设备，只考虑节约检测费用时，收益成本比例5:1,包括避免产量损失检测，如，通过延迟干涉检测时，收益成本比例50:1,RBI,检测节余,生产成本结余,RBI的效益发电厂,RBI效益汽轮机,风险告知ISI受益案例：核电站,总体上：提高了安全性（集中于高风险项目）减少了辐射暴露通过减少检测次数可以取得经济效益RWM管道研究实例：NDE检测减少65%从365次（ASME XI）到136次加上30次目测辐射暴露减少80%从164次到33次RCS检测,RBI流程软件驱动,工厂数据采集,石油化

25、工原子能热能发电水力发电,RBI总体方针,油、气处理厂API RP580/581火力发电厂ASME指南核电厂ASME代码案例：用于风险告知 ISI主管道的N-577-1和N-578-1,软件执行使用TWI RBI软件进行说明RISKWISETM,RISKWISETM基于风险的检测与维护计划编制软件,最优化工具：运行和管理审计经济消耗量计划编制符合行政/保险政策的工具用户导向的风险/使用寿命分级工具符合API/ASME规范RISKWISE 1于999年开发第4版于 2007发布,用于石油、天然气和化工行业的RISKWISE,石油、天然气及化工组件 处理厂用RISKWISETM 储罐用RISKWI

26、SETM 管道用RISKWISETM 锅炉用RISKWISETM,处理厂RISKWISE和管道RISKWIS为巴西石油公司或巴西石油公司的承包商所提供,RISKWISE发电厂组件,热（化石燃料）电厂组件锅炉RISKWISETM汽轮机RISKWISETM工厂结算RISKWISETM,组合整套气轮机组件气轮机RISKWISETMHRSG用 RISKWISETM汽轮机RISKWISETM,已完工的德克萨斯法耶特电站,已完工的新加坡塞拉亚电站,RISKWISETM,软件工具是用户友好的Windows设计“审计团队”法可以使预期的定量输入与操作人员的经验相适用包括所有设备项，所有破坏机理和所有的NDT方

27、法通过RLI提供与检测间隔正常的连接产生风险的缓释行为（例如，高级NDT方法）许可范围包括石油/天然气/化工、发电以及公司证明经管理部门和法定机构授权针对NDT方法和构件损伤机理有大量的帮助文本,RISKWISE的执行,1级RISKWISE符合行业标准和管理方法审计的基准性能2级RISKWISE根据风险分析，集中于逐项检测和维护计划的制定,RISKWISE实例：用于发电厂（热电、核电和水电）,1级RISKWISE2级 RISKWISE,1级RISKWISE,将与行业标准有关的实际单元性能进行审查（RISKWISE搜集了世界范围内的行业数据库，该数据库包含了超过1000个水电、热电和核电厂）允许

28、集中于第2级。管理方法的审计符合最佳规范。,RISKWISE 1级,逐步式执行过程,RISKWISE 1级个体属性界面,RISKWISE 1级风险汇总实例，使用NERC-GAD数据库的性能基准,服务后果,输出风险汇总所选项目（MWh损失）,安全后果,输出风险概要所选项目（安全后果）,RISKWISE 1级使用NERC-GAD数据库的性能基准,RISKWISE 1级性能回顾：行业标准与场站数据对比,RISKWISE 2级,逐步式执行过程实例：锅炉,RISKWISE 2级：项目属性和材料界面,填充数据库,查看检测历史,损坏机理审计,破损的后果,破损的可能性,破损的风险,危险程度分级,RISKWIS

29、E 2级：检测/NDT法界面中输入的检测历史,填充数据库,查看检测历史,损坏机理审计,破损的后果,破损的可能性,破损的风险,危险程度分级,检测方法帮助,RISKWISE 2级：每个项目需识别的损伤机理自动生成或输入,填充数据库,查看检测历史,损坏机理审计,破损的后果,破损的可能性,破损的风险,危险程度分级,损伤机理帮助,锅炉的实例,损伤机理与设备项对照表,FAC最新破裂造成损害,CF最新破裂造成损害,逐项破损概率和后果因子自动生成或手动输入,RISKWISE 2级：风险汇总输出,风险审计团队,“专家小组”组成人员维护工程师、管理运行工程师、管理冶金工程师、工厂工程师、安全管理人员、RBI专家,

30、剩余寿命指标,P（t）的当前值和3个时间框的变化率可以评估剩余寿命指标（RLI）RLI可以适度调节所有的破损概率因子RLI是所推荐检测间隔的基础,实例：风险列表和RLI输出,利用RLI进行设备分级,设备根据剩余寿命指标（RLI）分级,实例：天然气提炼厂,损伤机理环路,冷却与液化,实例：天然气提炼厂的风险评估结果分布,根据破损可能性和后果，在受评估的设备分类中，大多数设备具有相对较低的破损风险。,后果,可能性,RLI天然气提炼厂,50%的设备RLI56个月,多数设备周转时间从36个月延长至48个月,RLI48个月的设备要进行无干涉检测,剩余寿命指标,设备数量,RLI管网,剩余寿命10年,总计98

31、节管道289Km,适合于气轮机的RISKWISETM,剩余寿命指标（RLI）基于风险,传统的检测间隔（CII）依照制造规范,风险缓释,聚焦/散焦对临界项：缓解风险；对非临界项：放松检测,具体设想：增加检测次数改变检测方法明确剩余寿命LIFEWISE改变材料/设计改变运行状态维修/更换,针对风险和RLI的缓释行为的视觉效果,风险降低,RLI增加,优化了风险和RLI之比,聚焦/散焦对临界项：缓解风险；对非临界项：放松检测,具体设想：增加/减少检测次数改变检测方法明确使用剩余寿命LIFEWISE改变材料/设计改变运行状态维修/更换,LIFEWISE软件精于风险管理/延长使用寿命,剩余寿命统计评估*,

32、破损后果代价,风险,计划更换成本,风险缓释行为，如：增加检测次数改变运行方式保持剩余维修,更换时间,延长后的更换时间,RISKWISE 2级：每个设备项的输出正常损耗计划,为设备项制定优化的检测计划(WSoE),RISKWISE 2级：流程汇总,损耗前,执行RISKWISEO&M数据输入风险审计风险缓释损耗的工作范围,损耗后,反馈至RISKWISE（未来计划）,损耗阶段,执行损耗检测与维护工作,软件集成,CMMS,检测CMMS中的数据从CMMS中导出公用数据导入RISKWISE,RISKWISE,RISKWISE集成了现有管理和CMMS系统这样就可以减少工厂工作人员的劳动,总结,在风险管理和工

33、厂检测与维护计划中使用基于风险的方法对于安全和收益是非常重要的。75%的能源和加工行业都采用RBI方法。连接到工厂信息系统/CMMS的用户，有好工具是加工、能源和原子能领域广泛应用的关键。,结构完整性分析中的数据管理概述,什么是UltraPIPE？,世界上使用最广泛的检测数据管理系统（IDMS）。在40个国家大约有500种已得到许可的设备。作为一种DOS程序，创始于1986年（PIPE/PIPE+）。1987年发布了视窗版，称为UltraPIPE。,UltraPIPE用户,UltraPIPE的关键性能,管道、容器、储罐、阀门等的痕迹检测计划，包括厚度、外观、内部等的检测。分析厚度数据并预报腐蚀

34、率和剩余寿命输出时序报告：什么设备以及何时到期。报告的文件管理系统（Word、Excel、PDF等）。设备的链接检测图（AutoCAD等）。可以进行基于风险的检测（RBI）和分析。,UltraPIPE的优点,通过增加高腐蚀率或短剩余寿命设备使用寿命的可预见性，提高工厂的安全性。管理报告可以使用户根据到期日期进行分类，便于用户区分行动的先后次序，从而使操作更有效。从用户的数据记录器自动将厚度数据传送到UltraPIPE可以节约时间，减少错误。,主要设备列表,显示用户设施中设备的名称和详细情况。,腐蚀监测,存储设备的设计和TML信息（压力、温度、材料、尺寸、报废的厚度等）,最小厚度（T-min）计

35、算,自动计算报废厚度（T-min）,厚度测量,A型扫描和B型扫描后，存储厚度测量值。自动从DMS传递厚度数据,分析设置,能够选择、优化那些影响腐蚀率、剩余寿命和下一次检测时间计算的分析选项,剩余寿命分析,使用厚度数据，估计腐蚀率和剩余寿命,行动时间安排,可以确定对设备进行目视检测、内部检测和其他行为的时间。检测频率：定年（如，10年）、基于寿命（如，半寿命）、RBI法。下一次检测日期为最后一次检测日期+检测频率可以手动越过下一次检测日期,管理报告,什么设备达到或超过了检测日期？什么设备需要维修或更换？,管理检测文件,管理所有文件。如，书面报告、图片、数据表等。可以链接所有的文件类型，如Word

36、、Excel、PDF、Bmp等。,建议及维修跟踪,文件及跟踪建议和维修，用以实现文件目标日期、完成日期等。报告应列出不完善的建议。,阀门模块,存储阀门信息确定阀门测试时间（基准测试或现场测试）存储测试结果,设备图,将设备链接到图（AutoCAD、Wicrostation或CADViewer）显示TML信息：当前厚度、最小厚度、下一次检测时间等。,RiskCal及RBI方法,RBI基本概念,风险=可能性破损后果评估设备风险。针对每个设备的风险，制定检测计划。高风险设备采用较多的检测次数，风险较低的设备采用较少的检测次数。RiskCal计算风险的等级（如，3B级）RBI方法根据风险等级，确定行动的

37、时序。,设备记录,检测设备历史记录，用来评估：设备的状态所要进行的检测潜在的损坏机理估计的腐蚀率（UltraPIPE）,RiskCal,1级RBI程序定性输入：检测的效率、维修、停止运行等：平均、良好、频发损伤机理手动选择损伤机理描述可能性：可能、不可能、不可信输出：风险等级：55矩阵下一次检测时间（RBI方法）,RiskCal可能性和后果因子,风险矩阵（55）,设备的风险等级,检测行为检测的是什么损伤机理（DM）？,损伤机理带来了什么样的破损风险？,内部API510检测（4D）,氢诱发的破裂（1D）,整体和局部腐蚀的检测(4D),目视API510检测（3C）,绝缘层下腐蚀（3C）,厚度检测（

38、4D）,整体和局部腐蚀检测(4D),RBI方法根据风险等级确定的检测间隔,客户服务部分搭设鹰架（内部）,热应变与温度的测量,温度差异“A”（C）,热应变的轮廓图,+25公厘,加温时间（小时）,蒸汽,煤焦转鼓裙座热应力分析实例,内容,背景初步决定解决方案后处理,背 景,煤焦转鼓由于其运行期间的自然转动而承受很高的热应力。常见问题包括：外壳破裂、突起，外壳与裙座结合部的破裂等。其使用寿命远比其他设备短。外壳与裙座的结合部是潜在的破裂处之一。,煤焦转鼓破损的原因,有很多原因，其中之一是：通常煤焦转鼓并非设计用于承受来自日常运行的实际转动载荷。,目的,对外壳与裙座结合区域进行暂态热应力分析预期结果为延

39、长使用寿命提供建议,分析的工具,使用商用的FEM ANSYS规范使用测量数据,分析包括4个步骤：初步确定采用何种分析类型采用何种模型采用何种元素类型预处理定义材料创建或导入模型的几何形状绘制模型几何形状的网格图解决方案使用的载荷求解后期处理审查结果检测方案的有效性,初步确定,预处理,解决方案,后期处理,分析类型,分析类型通常属于下列学科之一：结构学：固体的运动、固体上的压力或固体间的接触热学：外加热源、高温或温度的变化电磁学：承受电流（交流或直流）的设备、电磁波以及电压或电荷激励流体学：气体或液体或容器中的气体或液体的运动交叉领域：上述学科的组合学科煤焦转鼓属于交叉学科，至少是结构学和热学的交

40、叉,煤焦转鼓的典型分析,分析后的温度分布（求解热学方程或傅立叶方程）,应力分析,温度,预处理,定义材料创建或导入模型的几何形状绘制几何形状的网格图,材料铬钼合金钢,材料性质源自ASME锅炉和压力容器规范D卷第2章表TM-1（初期模型）表TCD（热传导性）表TE-1（热膨胀系数）提示：要考虑温度的影响,材料性质根据ASME D卷第2章,输入材料的性质,可以输入常数性质如果性质不是常数的，应以表格形式输入,创建模型,从煤焦转鼓的制造图中导出二维轴对称模型。绘制模型的网格图,裙座结合部的典型网格图,解决方案,适用载荷自重（由重力引起）输入焦炭层和熄火水的重量，作为静水压力内部压力边界温度求解选择暂态

41、分析确定时间顺序,后期处理,审查结果检测方案的有效性,实例：转至21圈的煤焦转鼓,测量点,所选的温度历史记录,时间（分）,温度（C）,结果验证A5处的轴向应变,时间（分）,微应变,等价应力,时间（分）,等价应力（MPa）,裙座区t=321分时的温度分布（预热）,裙座区t=321分时的轴向应力分布（预热）,裙座区t=2207分时的温度分布（冷却）,裙座区t=2207分时的轴向应力分布（冷却）,结论,采用数值模拟，对煤焦转鼓进行暂态热应力分析，得到了满意的结果。,煤焦转鼓疲劳损伤评估,热应变和温度测量结果,外壳突起区下图给出了每一运行周期内冷却期间热应变的最大值。最大值定义为拉伸值(正值)和压缩值（负值）的绝对值。结果中发现，在每一运行周期内，“热应变的最大值”和“热应变的拉伸（正值）或压缩（负值）”完全不同。,热应变和温度测量结果,热疲劳损伤评估,疲劳累积使用因素（FCUF）使用FCUF进行剩余寿命评估FCUF超过1.0时，剩余寿命为零（采矿规则）,结 论,峰值,谷值,