基于风险的检验在FPSO设备管理中的应用
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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机等技术发展的基础上产生的一种新的设备和管线检验及腐蚀管理技术。采用此技术时．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。
浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading．FPSO)以其海域／油矿适应性强、储存能力大、全海式操作可转移重复使用、建造或改装周期短以及投资回报快等优势．在世界海上油气开发中得到广泛应用．成为海上油气生产主流设施。但对FPSO。又会因设计、建造、安装调试和运行过程中的复杂性、不确定性和可变动性而造成误差，进而引起运行中安全、环保和经济效益方面的隐患。国外油田尤其是北海油田的经验表明，应用RBI技术可以实现企业安全可靠运营，使经济回报最大化。
1 RBI技术简介
海上石油设施的维修一般经历了事故性维修、定期维修及预防性维修等阶段，各阶段虽有各自的特点。但是都存在过度维修或者维修不足的现象。通过RBI的研究，可以更好地分配资源，使中、高风险的设施得到更加有效的维护，减少过度维修和维修不足。从而达到节省资源和降低风险的目的。
通过对成本和运行曲线的研究发现，优化直接花费，亦即优化事故预防费用和事故维修费用可寻求到最佳的总费用，这就是RBI要实现的目标。
1.1 RBI分析方法
RBI是一种科学的、系统的基于风险分析的评价方法。通过确认设备、管线或结构的损伤机理(得出失效可能性大小)和损伤所造成的失效后果，进而计算出其风险大小。在风险计算的基础上，通过有针对性地选材、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，防止失效和损伤机理的发生。同时避免检验过度和检验不足。
RBI的重点放在静设备、管道、船体及结构上，这些设备的完整性因受到损伤的影响而逐渐恶化，如上部模块管线及所有承压设备的损伤有均匀腐蚀或局部腐蚀、应力腐蚀裂纹及脆断等。失效风险的计算取决于失效可能性和后果：风险=失效可能性x失效后果。引。对有关区域的每一个设备都进行失效可能性、失效后果和剩余寿命的评估和计算，从而得到失效风险大小。RBI是一个以风险为基础的优化检验活动的系统方法。
RBI使用风险评估结果和生产可获得性分析来评估潜在的失效后果．通过综合材料科学和力学模型来确定失效概率。最后得到风险大小或等级。RBI可对过程设备、配管和集输管线在安全环境风险、生产损失和损坏成本方面进行量化排序，将检验聚焦于高风险设备和存在潜在失效破坏可能性的设备，从而优化使用检验资源。
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。
采用RBI技术可以计算当前或将来的风险。可以计算风险极限、检验时间．可以进行风险优化排序并确定降低总风险和成本的机会，是一种较为准确和系统化的方法。其优点是可以多次重复、不断更新，可以使用和更新检验数据，并可以建立数据库。RBI方法为合理分配维修和检验力量提供了基础，它能够保证对高风险项给予更多的关注，同时对低风险项采取适当的措施。从而达到安全生产和节约成本的目的。
1.2 RBI分析过程
(1)数据收集与整理收集所分析对象的基础资料。包括设备清单、工艺流程图、装置工艺说明、装置操作手册、装置工艺数据包、管线规格书和管线清单等，并对其进行分析评估。
(2)筛选分析筛选的目的是识别出那些对FPSO风险等级具有重大影响的系统并筛选出低风险系统。对低风险系统。只需相应的维护就可以。而对筛选出的高风险系统，则需进行详细的评估，确保数据的采集及分析工作能够针对最有影响的部分。筛选是以筛选会议的形式进行，筛选分析定性地考虑了每个系统的失效可能性和失效后果。失效可能性评估了内部腐蚀、外部腐蚀、疲劳及其它等失效机理发生的可能性高低。失效后果评估了失效对人员安全、经济(生产中断、延误和资产损失)和环境的影响。从而确定每个系统失效后果的高低。
(3)详细评估详细评估是对在筛选分析中被确定为高风险系统中的每个设备、部件以及管线进行详细分析．根据操作条件和设备、部件及管线参数来确定可能发生的失效退化机理，同时计算出每一种退化机理定量失效的可能性。失效后果是采用风险分析软件上简化的定量风险分析模块进行计算的。对每种退化机理，可以分别计算出其安全和经济的风险。在对每个设备、部件以及管线进行风险计算的基础上确定出检验的时间，该检验时间是风险超过规定可接受准则的时间函数。
(4)检验计划通过详细评估的计算分析，利用风险分析软件得出所分析的高中风险设备的检验计划清单。
(5)与企业管理系统连接将风险分析所得出的检验计划与公司目前现有的MAXIMO／ERP系统有机结合起来．以实现对现有系统的优化。
(6)结论与建议通过分析给出上部工艺模块的主要腐蚀机理，对一些可能已经达到了不可接受的高风险或在短期内将达到不可接受的高风险的设备、部件及管线。则需要进行返修、更换或降级使用。对高风险的管线和设备，应及时进行检验，根据检验结果确定风险降低措施。低风险的设备和管线无需检验。但要注意其使用条件是否发生变化。对船体、转塔和上部模块的结构，可根据RBI分析结果，规划出整个船体、上部模块以及锚泊系统未来几年的初步检验框架程序。并且制定出详细的检验项，绘制典型的结构结点的检验图。
1.3 RBI技术特点
(1)增进操作、检验和维护之间的沟通。
(2)提供对检验和维护活动进行风险排序和分级的方法。
(3)优化检验和维护费用。
(4)显著改变检验和防腐蚀策略，使其变得更有效。
(5)可以提供实质的成本节约方法，降低运作风险。
(6)在不影响安全及给企业造成商业风险的前提下，为改进检验和维护方法提供技术支持。
2 实施RBI的必要性
对于已经投入运行的FPSO来说，经过RBI系统评估，可以确定今后设备和管线的重点监护工作，及时发现设备隐患，避免非计划停车。可以系统分析FPSO生产处理设施(容器、管线、阀件等)的腐蚀和泄漏问题。
通常装置中10％，20％的高风险设备项占整个风险的80％-90％。设备比例与风险比重的关系见图2。采用RBt技术可以给
设备管理和工艺管理人员建立一个有效的沟通平台．同时可以进行经验交流。
借助RBI技术，可通过以下几个方面来提高海上装置中的静设备、管道、船体及结构管理的安全性、可靠性与有效性：①系统性地分析导致设备失效和故障的根本原因，采用有针对性的降低失效发生的管理和技术措施．以避免恶性事故的发生和非计划性停车。②对中高风险的设备，采取有针对性的维护和维修。对低风险的设备，避免过度维修，以提高设备使用的可靠性。③合理配置检验和维护资源，从整体上减少检验和维护成本，提高资源利用的有效性。
3 结语
RBI技术在国际上已经有了比较成熟的使用经验，例如BP、Shell、Statoil、Conocophillips等国际知名的石油公司都采用了该技术，并且制定了内部的具体实施规程或者要求。ConocophiUips公司从印尼Belanak的FPSO、平台、原油外输浮筒及船体的建造开始就采用RBI技术制定运行期间的检验维修策略，并且在运行阶段进行了具体实施。达到了安全管理和
成本管理的目标。Lincolnshire海洋气体集输系统是从19世纪70年代开始运行的联合体。位于英国南部的北海．DNV是整个联合体RBI的合作伙伴。实施RBI技术第一年给企业带来的额外收益就达到US$15 000 000。
为降低FPSO事故发生频率，减少事故的严重程度和事故造成的经济损失．降低操作费用和维护成本，提高FPSO的管理水平。笔者与相关船级社和风险分析评价机构合作，开展了RBI技术方法的科学研究，通过借助各种成熟的工具和分析软件来辨识FPSO的风险隐患、制定检验和维护计划，并与公司现有的MAXIMO／ERP系统有机结合起来。从而形成了适合本公司特点的设备管理方法。建立了FPSO的RBI设备管理系统和解决方案，并将其应用在FPSO上，效益显著。