RBI技术在长输管道压气站风险评价中的应用

《RBI技术在长输管道压气站风险评价中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年7月第36卷第7期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Ju1．2014Vo1．36No．7RBI技术在长输管道压气站风险评价中的应用朱喜平，张来斌，梁伟(中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京102249)[摘要]以长输管道压气站内承压设备和压力管道为例，说明基于风险的检验(RBI)技术用于压气站风险评估的应用要点。以腐蚀减薄失效模式为例，介绍了均值一次二阶矩法计算失效概率的方法，并将

2、修正后的失效概率与失效后果的计算相结合，对典型压气站场的分离器和压力管道潜在失效机理和失效风险的大小进行了评估。[关键词]压气站；基于风险的检验；压力容器；压力管道[中图分类号]TE973．1[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)07—0165一O41RBI评估技术基于风险的检验(riskbasedinspection，RBI)技术是以设备破坏而导致的介质泄漏为分析对象，以设备检验为主要手段，通过确认设备或管线的损伤机理计算出失效可能性和失效所造成的后果，进而计算出其风险大小。它是通

3、过有针对性的腐蚀管理、预防性检验、维护监控及工艺监控来有效地管理风险和降低风险的技术。多家石油化工企业针对其常减压、催化裂化、催化重整、加氢裂化等装置开展了RBI检验工作。国内的油气田公司和油气输送企业在天然气净化工业、油气管道输送方面也陆续开展了RBI的尝试与应用工作卜。2失效可能性2．1失效概率计算模型RBI失效可能性是指失效概率的计算，在特定失效模式下的失效概率P表示设备在特定的失效机理、破坏状态下发生泄漏失效的概率。以压气站腐蚀减薄失效机理下的分离器和管道为例，利用可靠性指数法来计算其失效概率。

4、可靠性指数口的计算公式为：一一』!!!：：：!!r1、O'y√耋()。式中：为可靠性指数；为均值；为标准差；f(z)为功能函数；z为随机变量。根据常规压气站基础资料及站场腐蚀情况，参考API581所提供的数据，得出：以天然气为输送介质的压气站损伤机理主要包括内部腐蚀减薄，外部损伤(包括保温层下腐蚀、大气腐蚀和埋地管线的土壤腐蚀)和应力腐蚀开裂(包括硫化物应力腐蚀开裂SSC、硫化氢条件下的氢致开裂和定向应力氢诱导开裂HIC／SOHICH。S)3种损伤模式。以计算腐蚀减薄失效模式的失效概率为例，介绍均值一次

5、二阶矩法来求和的计算方法：均值一f1一)一(2)[收稿日期]2014—01—01[作者简介]朱喜平(1974一)，男，1998年大学毕业，高级工程师，博士，现主要从事输气管道运行和管理工作。学兔兔www.xuetutu.com石油机械工程2014年7月标准差一(3)1一一二旦旦一--——D一adft0aAttoaP2to式中：为材料的流变应力，MPa；t。为原始壁厚，mm；At为壁厚损失，mm；P为操作压力，MPa；D为管道的内径，mm为流变应力标准差，MPa；壁厚损失的标准差，mm；为压力标准差，MP

6、a。将式(2)、(3)计算所得的值代入到式(1)中，就可以得到相应的可靠性指数J9，通过查正态分布表得出失效概率p。2．2压气站设备失效概率的修正2．2．1设备失效概率修正的定义根据API581中的方法，压气站内设备的失效概率是由同类设备失效概率经设备因子和管理因子修正得到的，其结果可由下式计算得出[5]：设备失效概率一同类设备通用失效概率×设备修正因子×管理修正因子(4)2．2．2修正系数计算方法1)设备修正因子主要影响的关键参数是损伤因子。除损伤因子以外，还有一些其他因子会影响到设备修正因子的值，如

7、通用因子，与压气站内的条件、当地环境、地震活动等方面有关；机械因子，主要考虑设备设计与制造方面的最初情况，从复杂性、建造规范、分离器的寿命周期、安全系数这4个方面进行考虑，为4个因素之和；工艺因子，主要需分析分离器的工艺和运行方式的影响情况，包括了工艺的连续性和安全泄放阀等方面。2)管理修正因子是用于对不同装置或装置现场之间类似设备的风险值进行比较L5]。2．3划分压气站内管道腐蚀回路为了便于确定设备、管道腐蚀速率和制定检验计划，对压气站进行RBI评估时需进行腐蚀回路划分。同一回路是具有相似的损伤机理、

8、操作条件和材质的设备及管线。根据某压气站现场检测数据，在腐蚀减薄失效模式下，划分腐蚀回路(表1)。表1某压气站腐蚀回路划分表3失效后果失效后果按照泄出流体物料的性质与泄出量进行计算，物料泄出量与泄出速率的主要影响因素有泄漏孔径的大小、流体黏度与密度以及操作压力。分别对每一种失效概率计算其失效后果，然后按这些不同失效形式所造成的后果计算总的风险。3．1泄漏类型及泄漏量RBI风险评价中将泄漏类型分为2种：瞬时或持续。对于小孔(6．3ram)模拟