基于RBI风险评估的检验技术.ppt
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1、,第三部分基于RBI风险评估的检验技术简介,“风险管理”是一门跨学科的新兴科学 它所涉及的不仅有相关的广义物理学、生物学等自然科学、工程技术(所谓硬科学)以及决策理论、心理学、社会学、政策科学、经济学等软科学 还有判决、立法、意识形态、公众舆论、通讯传媒等人文领域。风险管理是在经济与社会效益、风险和费用的三度空间中寻求达到风险最小、效益最大的目标。,一、风险管理的基本内容,风险管理学科起始于20世纪70年代核动力工业,20世纪90年代逐渐形成风险管理学科,并在航空、航天、石油化工、电力、压力容器与管道、油气输送管道等工业方面得到广泛推广应用。风险管理主要由风险评价、风险控制和风险管理的功能监测
2、三部分组成,基于风险的检测是风险控制的重要内容。正确对待安全问题,就要有风险概念和科学的风险评估工具,而综合安全、效益的关系可以给企业创造更大的竞争力。,一、风险管理的基本内容,风险管理力求把风险导致的各种不利后果减少到最低程度,使之正好符合有关方在时间和质量方面的要求。一方面,风险管理能促进决策的科学化、合理化、减少决策的风险性;另一方面,风险管理的实施可以使生产活动中面临的风险损失降至最低。,一、风险管理的基本内容,目前我国大部分企业没有专门的人员或机构进行企业风险管理活动,每个人或部门往往只针对自己工作中的风险独立地采取一定对策,缺乏系统性、全局性。企业中的风险管理基本上是一种被动式管理
3、;企业中风险管理活动往往是间断性的,缺乏系统、科学的风险管理理论方法指导。,一、风险管理的基本内容,构建企业风险管理体系,是在对相关信息采集的基础上,分析可能导致生产活动中出现风险的根源性因素,通过定性与定量相结合的方法发现企业各生产环节管理与运作过程中的潜在风险。充分重视企业风险管理,建立风险管理体系,并对风险分析的理论方法进行全面、深入、细致的研究,将对成功实现企业目标,达到资源的优化配置起到重要的理论指导作用。,一、风险管理的基本内容,1、风险管理的内涵(1)风险的含义 风险和危险是不同的,风险包含着一种不确定性,每个结果的概率是可知或可以估计的,而危险则只意味着一种不好的预兆。风险与危
4、险的区别:危险是客观存在的潜在损失,而风险是危险发生的概率与危险一旦发生所造成损失的共同组合后果。因此,有时虽然有危险存在,但不一定要冒此风险,我们要想方设法去改变风险发生的条件,使之不发生,甚至带来转机。,一、风险管理的基本内容,综上所述,可以这样定义的风险:风险就是活动或事件的消极方面,人们不希望的后果发生的潜在可能性。具体地说,风险一般应具备以下要素:(1)事件(不希望发生的变化);(2)事件发生具有的不确定性;(3)风险的影响(后果);(4)风险的原因。,一、风险管理的基本内容,将风险表示为事件发生的概率及其后果的函数 即 R=f(P,C)(1)式中,R风险,P概率,C后果。风险和不确
5、定性是我们很容易混淆的概念:不确定性是客观事物不断发展变化的客观特性,是产生风险的原因。虽然风险和不确定性这两个概念经常互相使用,但它们并不是一回事。不确定性仅仅考虑事件发生的肯定程度,而风险则要考虑事件发生后果的严重程度。,一、风险管理的基本内容,不确定性在某些特定的情况下并不完全是坏事,关键要看不确定性是在向着我们希望的方向发展,还是相反。由此可见,风险是针对不希望发生的事件而言的,它包括以下两个方面:(1)发生的可能性;(2)一旦发生,后果的严重程度。,一、风险管理的基本内容,由此知道,有两类事件的风险性质是没有争议的 一类事件是“高可能性,严重后果”,对这类事件可以立即判定属于高风险问
6、题;另一类事件是“低可能性,轻微后果”,对这类事件我们可以立即判定属于低风险问题。有两类事件的风险等级的判定是容易引起争议的,它们是:(1)高可能性,轻微后果;(2)低可能性,严重后果。,一、风险管理的基本内容,这两类风险性质的判定与个人的主观判断有很大的关系 不同的人由于持有不同的立场、观点,以及所处的环境不同,会有不同甚至相反的判断。在风险导致的后果严重程度如果逐步增大的情况下,人们在做出决定时会产生犹豫,在这种情况下,对项目风险等级的判定会更加依赖个人的解释。这时,主管人员一方面要依靠不同领域的专家,另一方面也要做好准备,对判定风险问题作最后的决断。,一、风险管理的基本内容,(2)风险管
7、理的含义风险管理涉及到各个行业,每个行业都有其自身的特点 企业风险管理是指生产过程中,风险管理部门对可能遇到的各种风险因素进行识别、分析、评估 以最低成本实现最大的安全保障的过程。,一、风险管理的基本内容,从表层上分析,风险管理就是对生产活动或行为中的风险进行管理 从深层上研究,风险管理是指通过对风险的识别、风险的量化、风险的评价等风险分析活动,对风险进行规划、控制、监督,从而增大应对风险发生的能力,以成功地完成并实现总目标。风险管理的主体是管理人员 客体是生产活动中的风险或不确定性 大型、复杂的生产活动过程应设置专门的风险管理机构和相应的风险负责人。,一、风险管理的基本内容,而且,风险管理是
8、一个过程,由风险的识别、量化、评价、控制、监督等过程组成 然后通过计划、组织、指挥、控制等职能,综合运用各种科学方法来保证生产活动顺利完成;风险管理技术的选择要符合经济性原则,充分体现风险成本效益关系,不是技术越高越好,而是合理优化达到最佳,制定风险管理策略,科学规避风险;风险管理具有寿命周期性,在实施过程的每一阶段,均应进行风险管理,应根据风险变化状况及时调整风险应对策略,实现全寿命周期的动态风险管理。,一、风险管理的基本内容,3、风险管理过程及方法风险管理过程包括风险规划、风险识别、风险评价、风险处理和风险监控几个阶段:(1)风险规划风险规划,指决定如何着手进行风险管理活动的过程。风险规划
9、确定一套完整全面、有机配合、协调一致的策略和方法,并将针对该风险形成文件的过程,这套策略和方法用于识别和跟踪风险区;拟定风险缓解方案;进行持续的风险评估,从而确定风险变化情况并配置充足的资源。,一、风险管理的基本内容,在进行风险规划时,主要考虑的因素有:(1)风险管理策略;(2)预定义的风险类型和可能发生时应承担的责任;(3)针对各项风险的容忍度;(4)如何有效的将风险工作进行分解,从结构上或根本上减缓风险造成的影响或避免风险的发生;(5)风险管理指标体系。,一、风险管理的基本内容,(2)风险识别风险识别是风险管理的第一步,即识别实施过程中可能遇到(面临的、潜在的)的所有风险源和风险因素,对它
10、们的特性进行判断、归类,并鉴定风险性质。风险识别的目的是减少结构的不确定性。亦即发现引起风险的主要因素,并对其影响后果做出定性的估计。该步骤需要明确两个问题:明确风险来自何方(确定风险源),并对风险事项进行分类;对风险源进行初步量化。,一、风险管理的基本内容,(3)风险分析和评价风险分析和评价是在对风险进行识别的基础上,对识别出的风险采用定性分析和定量分析相结合的方法 估计风险发生的概率、风险范围、风险严重程度(大小)、变化幅度、分布情况、持续时间和频度 从而找到影响安全的主要风险源和关键风险因素 确定风险区域、风险排序和可接受的风险基准。在分析和评价风险时,既要考虑风险所致损失的大小,又要考
11、虑风险发生的概率,由此衡量风险的严重性。,一、风险管理的基本内容,(4)风险处理风险处理就是对风险提出预防、处置意见和办法。通过对风险识别、估计和评价,把风险发生的概率、损失严重程度以及其他因素综合起来考虑 就可得出发生各种风险的可能性及其危害程度 再与公认的安全指标相比较,就可确定其危险等级,从而决定采取什么样的预防措施以及控制措施应采取到什么程度。有效处理风险,可以从改变风险后果的性质、风险发生的概率或风险后果大小三个方面提出多种策略。,一、风险管理的基本内容,(5)风险监控风险监控就是通过对风险识别、估计、评价、处理全过程的监视和控制,从而保证风险管理能达到预期的目标。监控风险实际上是监
12、控生产活动的进程和环境,即情况的变化 其目的是:核对风险管理策略和措施的实际效果是否与预见的相同;寻找机会改善和细化风险控制计划,获取反馈信息,以便将来的决策更符合实际。,一、风险管理的基本内容,在风险监控过程中,及时发现那些新出现的以及没有考虑在预先制定的策略或措施中的因素,或事件性质随着时间的推延而发生变化的风险 及时反馈 并根据对生产活动的影响程度 重新进行风险识别、估计、评价和处理 同时还应对每一风险事件制定相应标准和判据。风险监控的主要方法有:审核检查法、风险监控过程报表、风险报告等。,一、风险管理的基本内容,4、总结风险管理是一个全寿命的动态过程,它与管理的四个阶段,即启动、规划、
13、实施和结束阶段密切结合,渗透在寿命周期的全过程之中。在企业开展有效的风险管理,能够达到:促进各单位决策的科学化、合理化;减少决策的风险性;能为企业提供安全的经营环境;保障企业经营目标的顺利实现;促进企业经营效益的提高。,一、风险管理的基本内容,无论从理论还是从实践的角度来说 大胆创新、探索性地恰当运用风险管理的理论与方法,已成为关注的一个热点 对于提升企业管理水平、加强安全保障、创造更好的经济效益具有十分重要的意义。,一、风险管理的基本内容,1、RBI的定义 基于风险的检验(Risk Based Inspection,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
14、机技术等发展的基础上产生的一种设备管理和管线检验及腐蚀管理的新技术。基于风险的检测(RBI)是在追求系统安全性与经济性统一的理念基础上建立起来的一种优化检验策略的方法 其实质就是对危险事件发生的可能性与后果进行分析与排序,发现主要问题与薄弱环节,确保设备或系统的本质安全,同时减少运行费用。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简介,上个世纪九十年代中期后,欧美发达国家率先将风险分析方法应用在石化企业尤其是炼油厂的承压设备检验与维修中,取得了良好的效果。在本世纪的前两年中,美国石油学会先后颁布了API BRD 581与API RP 580两个文件,为各国开展石化装置的RBI工作提供了一个统一的
15、基础平台。自2003 年以来,在国家质检总局特种设备局的关注下,在中石化与中石油两大石化集团公司的支持下,在国内已进行了数十套石化装置的定量RBI检验分析工作,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简介,API BRD 581与API RP 580是RBI技术的规范 采用该技术时,对在役设备不采用常规的全面和定期检验方法,而是在风险分析基础上,针对高风险设备的特点对其进行重点检验。采用此技术可提高设备的可靠性,降低设备检修费用,具有在保证设备安全性的基础上降低成本的效果。下面有一些现场生产图例 及某些零件的微观分析照片可以辅助了解开展RBI技术的重要性,二、基于风险评估的设备检验技术RBI 简
16、介,由此可见:针对石油天然气生产现场而言,RBI技术即是采用先进的软件,配合丰富的实践经验和腐蚀及冶金学方面的渊博知识及经验,对石油天然气开采与集输、炼油厂、石油化工厂等工厂的设备、管线进行风险评估及风险管理方面的分析。根据分析的结果提出一个根据风险等级制定的设备检测计划。其中包括:会出现何种破坏事故;哪些地方存在着潜在的破坏可能;可能出现的破坏的频率;应采用什么正确的测试方法进行检测;可以采取哪些措施来避免或减缓风险的影响等。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,这一技术不但使工厂的生产、设备在风险管理下可控制、可预见的运行 还可以按照风险大小对检验进行排序,有针对性地进行检验和维修
17、在保证安全的前提下,停止无效的、不必要的或者不正确的检验,降低成本。并可对现场人员进行培训来正确的实施,成功的完成这些检测工作。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,RBI可在评估失效风险的基础上确定出有针对性的、可以有效检测出设备损伤机理的检验计划,如下图所示,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,RBI检验计划图,RBI过程并不复杂,都是经过风险的计算与排序,确定主要的失效模式、失效机理,通过对可能失效的部位进行分析,选择相应的检验方法来形成一种优化的检验策略 具体的方法在API的文件中进行了介绍。下面针对国内十套石化装置已经开展了定量RBI工作(如下表)的示例加以分析 通过对这
18、些实施的事例,分别针对装置中设备与管道的风险分布、失效模式、损伤机理、损伤部位和检验策略及检验周期等方面进行简单的讨论,来分析RBI的实施效果。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,开展RBI评估检验的设备内容,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,(1)风险分布结果分析 采用5 5 矩阵作为风险排序的输出格式,风险矩阵图,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,(1)风险分布结果分析 十套装置中静设备及管道的风险分布情况见下表 与后面图13。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图1 十套装置的各类静设备及管道风险分布,二、基于风险
19、评估的设备检验技术RBI简介,图2 十套装置的静设备风险分布,图3 十套装置中管道风险分布,从静设备与管道风险分布统计结果来看,该十套炼油及化工装置中具有“中高”或“高”风险的静设备约占44%,具有“中高”或“高”风险的管道约占11%。而欧美等发达国家的石化装置中“中高”或“高”风险水平的设备大概占总数的20%左右(即满足二八分割理论)。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,从目前的RBI风险分析结果来看,我国石化装置的风险水平总体上要高于国外同类装置。就装置而言,加氢装置中“高”风险相对较多,催化裂化装置次之,随后是常减压装置及制氢装置,而乙烯裂解装置在工艺系统中没有高风险设备。,二、
20、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图2 十套装置的静设备风险分布,由此可见,由于有了“有的放矢”的科学检测计划,从而保证了企业设备安全、可靠的运行及取得最好的经济效益。在这个基础上,对运行的设备或系统所实施的管理措施就可以成为科学而透明、可预见的。工厂设备的维护维修也由机械的、管理人员人为地安排,转为按设备、设施、运行的薄弱环节及风险管理做出科学的安排。这就消除了一些不必要的停机维护或延长了维修周期。使得工厂的生产、设备在风险管理下可控制、可预见的运行。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,由此可见,RBI技术及可用于整个工厂,也可用于某些设备、某些操作,或某些设备的部件、操作的某些
21、特定环节。RBI技术也是执行“化学制造商协会”(Chemical Manufacturers Association)的“机械管理整体化规范”(Mechanical Integrity Rules)的重要基础及技术保证手段。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,这一规范要求石油化工企业对能导致灾难性失效事故的机械及设备作为一个机械整体,从风险评估及风险管理的角度进行管理。通过RBI分析,就可区分出哪些设备对造成灾难性事故是重要的,应该包括在整体化规范适用的范围内 而其他一些设备则相对重要性较低,可不必列入整体化管理范围。这就简化了工作,提高了效率,降低了成本。,二、基于风险评估的设备检验
22、技术RBI简介,如何实施RBI技术:实施及完成RBI技术,要求有一支知识渊博、实践经验丰富的专门技术人员队伍,和一个高水平的计算机软件系统。RBI技术的实施是一个长期的过程,它包括:分析阶段、制定检测计划、实施RBI、对实施效果的检查、审核、修正及提高。后续的工作是根据不断取得的检测数据来进行的。除可对系统进行安全评估外,还可对主体设备(如反应器、热交换器等)、辅助设备(泵站等)及管线进行RBI分析。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,对于前面的示例分析,还需要进一步开展如下的工作:(1)失效模式与损伤机理分析 RBI分析结果表明,乙烯裂解装置静设备和管线主要的失效模式为:腐蚀减薄、外
23、部腐蚀;加氢装置、常减压装置和催化裂化装置中静设备和管线主要的失效模式为:腐蚀减薄、应力腐蚀开裂、外部腐蚀;制氢装置静设备和管线主要的失效模式为:腐蚀减薄、外部腐蚀及高温氢腐蚀;十套装置中静设备与管道的损伤机理分布情况见图48。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图4 乙烯装置损伤机理分布,从损伤机理分布统计结果可见,乙烯裂解装置中静设备和管道的损伤机理主要有保温层下的腐蚀、SSCC、HIC/SOHIC(金属的氢脆或氢致开裂/湿硫化氢应力下的氢致开裂)、酸性水腐蚀和碳酸盐开裂等。保温层下腐蚀主要发生在有保冷设备和管线的低温分离系统上。由于乙烯裂
24、解装置所使用的原料(主要为石脑油)较为清洁,因此设备和管线运行过程中的腐蚀损伤(特别是湿H2S 环境下的损伤)相对炼油装置而言比较轻微。,二、基于风险评估的设备检验技术RBI简介,图5 加氢装置损伤机理分布,加氢装置(包括加氢裂化和加氢精制)中静设备和管道的损伤机理主要有SSCC、HIC/SOHIC、酸性水腐蚀、保温层下的腐蚀和高温硫/环烷酸腐蚀等。其中SSCC、HIC/SOHIC 在各类设备(塔、反应器、换热器、空冷器、储存容器等)均可能发生,酸性水腐蚀主要发生在换热器、空冷器和部分容器上,高温硫/环烷酸腐蚀则主要出现在反应单元的换热器和反应器及相关管线上。同时,加氢装置RBI 分析结果还表

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