RBI技術(shù)在長(zhǎng)輸管道壓氣站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

《RBI技術(shù)在長(zhǎng)輸管道壓氣站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))2014年7月第36卷第7期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Ju1．2014Vo1．36No．7RBI技術(shù)在長(zhǎng)輸管道壓氣站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用朱喜平，張來(lái)斌，梁偉(中國(guó)石油大學(xué)(北京)機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院，北京102249)[摘要]以長(zhǎng)輸管道壓氣站內(nèi)承壓設(shè)備和壓力管道為例，說(shuō)明基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)(RBI)技術(shù)用于壓氣站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用要點(diǎn)。以腐蝕減薄失效模式為例，介紹了均值一次二階矩法計(jì)算失效概率的方法，并將

2、修正后的失效概率與失效后果的計(jì)算相結(jié)合，對(duì)典型壓氣站場(chǎng)的分離器和壓力管道潛在失效機(jī)理和失效風(fēng)險(xiǎn)的大小進(jìn)行了評(píng)估。[關(guān)鍵詞]壓氣站；基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)；壓力容器；壓力管道[中圖分類號(hào)]TE973．1[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1000—9752(2014)07—0165一O41RBI評(píng)估技術(shù)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)(riskbasedinspection，RBI)技術(shù)是以設(shè)備破壞而導(dǎo)致的介質(zhì)泄漏為分析對(duì)象，以設(shè)備檢驗(yàn)為主要手段，通過(guò)確認(rèn)設(shè)備或管線的損傷機(jī)理計(jì)算出失效可能性和失效所造成的后果，進(jìn)而計(jì)算出其風(fēng)險(xiǎn)大小。它是通

3、過(guò)有針對(duì)性的腐蝕管理、預(yù)防性檢驗(yàn)、維護(hù)監(jiān)控及工藝監(jiān)控來(lái)有效地管理風(fēng)險(xiǎn)和降低風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)。多家石油化工企業(yè)針對(duì)其常減壓、催化裂化、催化重整、加氫裂化等裝置開(kāi)展了RBI檢驗(yàn)工作。國(guó)內(nèi)的油氣田公司和油氣輸送企業(yè)在天然氣凈化工業(yè)、油氣管道輸送方面也陸續(xù)開(kāi)展了RBI的嘗試與應(yīng)用工作卜。2失效可能性2．1失效概率計(jì)算模型RBI失效可能性是指失效概率的計(jì)算，在特定失效模式下的失效概率P表示設(shè)備在特定的失效機(jī)理、破壞狀態(tài)下發(fā)生泄漏失效的概率。以壓氣站腐蝕減薄失效機(jī)理下的分離器和管道為例，利用可靠性指數(shù)法來(lái)計(jì)算其失效概率。

4、可靠性指數(shù)口的計(jì)算公式為：一一』!!!：：：!!r1、O'y√耋()。式中：為可靠性指數(shù)；為均值；為標(biāo)準(zhǔn)差；f(z)為功能函數(shù)；z為隨機(jī)變量。根據(jù)常規(guī)壓氣站基礎(chǔ)資料及站場(chǎng)腐蝕情況，參考API581所提供的數(shù)據(jù)，得出：以天然氣為輸送介質(zhì)的壓氣站損傷機(jī)理主要包括內(nèi)部腐蝕減薄，外部損傷(包括保溫層下腐蝕、大氣腐蝕和埋地管線的土壤腐蝕)和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(包括硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂SSC、硫化氫條件下的氫致開(kāi)裂和定向應(yīng)力氫誘導(dǎo)開(kāi)裂HIC／SOHICH。S)3種損傷模式。以計(jì)算腐蝕減薄失效模式的失效概率為例，介紹均值一次

5、二階矩法來(lái)求和的計(jì)算方法：均值一f1一)一(2)[收稿日期]2014—01—01[作者簡(jiǎn)介]朱喜平(1974一)，男，1998年大學(xué)畢業(yè)，高級(jí)工程師，博士，現(xiàn)主要從事輸氣管道運(yùn)行和管理工作。學(xué)兔兔www.xuetutu.com石油機(jī)械工程2014年7月標(biāo)準(zhǔn)差一(3)1一一二旦旦一--——D一adft0aAttoaP2to式中：為材料的流變應(yīng)力，MPa；t。為原始壁厚，mm；At為壁厚損失，mm；P為操作壓力，MPa；D為管道的內(nèi)徑，mm為流變應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；壁厚損失的標(biāo)準(zhǔn)差，mm；為壓力標(biāo)準(zhǔn)差，MP

6、a。將式(2)、(3)計(jì)算所得的值代入到式(1)中，就可以得到相應(yīng)的可靠性指數(shù)J9，通過(guò)查正態(tài)分布表得出失效概率p。2．2壓氣站設(shè)備失效概率的修正2．2．1設(shè)備失效概率修正的定義根據(jù)API581中的方法，壓氣站內(nèi)設(shè)備的失效概率是由同類設(shè)備失效概率經(jīng)設(shè)備因子和管理因子修正得到的，其結(jié)果可由下式計(jì)算得出[5]：設(shè)備失效概率一同類設(shè)備通用失效概率×設(shè)備修正因子×管理修正因子(4)2．2．2修正系數(shù)計(jì)算方法1)設(shè)備修正因子主要影響的關(guān)鍵參數(shù)是損傷因子。除損傷因子以外，還有一些其他因子會(huì)影響到設(shè)備修正因子的值，如

7、通用因子，與壓氣站內(nèi)的條件、當(dāng)?shù)丨h(huán)境、地震活動(dòng)等方面有關(guān)；機(jī)械因子，主要考慮設(shè)備設(shè)計(jì)與制造方面的最初情況，從復(fù)雜性、建造規(guī)范、分離器的壽命周期、安全系數(shù)這4個(gè)方面進(jìn)行考慮，為4個(gè)因素之和；工藝因子，主要需分析分離器的工藝和運(yùn)行方式的影響情況，包括了工藝的連續(xù)性和安全泄放閥等方面。2)管理修正因子是用于對(duì)不同裝置或裝置現(xiàn)場(chǎng)之間類似設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行比較L5]。2．3劃分壓氣站內(nèi)管道腐蝕回路為了便于確定設(shè)備、管道腐蝕速率和制定檢驗(yàn)計(jì)劃，對(duì)壓氣站進(jìn)行RBI評(píng)估時(shí)需進(jìn)行腐蝕回路劃分。同一回路是具有相似的損傷機(jī)理、

8、操作條件和材質(zhì)的設(shè)備及管線。根據(jù)某壓氣站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，在腐蝕減薄失效模式下，劃分腐蝕回路(表1)。表1某壓氣站腐蝕回路劃分表3失效后果失效后果按照泄出流體物料的性質(zhì)與泄出量進(jìn)行計(jì)算，物料泄出量與泄出速率的主要影響因素有泄漏孔徑的大小、流體黏度與密度以及操作壓力。分別對(duì)每一種失效概率計(jì)算其失效后果，然后按這些不同失效形式所造成的后果計(jì)算總的風(fēng)險(xiǎn)。3．1泄漏類型及泄漏量RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中將泄漏類型分為2種：瞬時(shí)或持續(xù)。對(duì)于小孔(6．3ram)模擬