RBI技术在丙烯腈装置的应用

王莉 陈铭 韩毅 张婧 王鑫晟

摘 要：采用基于风险的检验（RBI）技术对公司丙烯腈装置的106台容器、2641条管道进行了风险评估。分析了装置存在的损伤机理，并根据风险评估结果制定了检验策略，根据策略实施了定期检验工作，结合检验检测发现问题对RBI评估损伤机理进行验证。

关键词：基于风险的检验;风险评估;损伤机理;验证

RBI（Risk-Based Inspection）全称为基于风险的检验，即以设备单元的失效破坏可能性和失效导致的后果为分析对象;通过对生产装置中每个设备单元固有的或潜在的失效模式所导致的危险及其后果进行定性或定量的分析来量化风险的大小，从而确定设备的风险等级，发现装置的主要薄弱环节;在此基础上对风险等级较高的设备单元给予重点关注，并通过有针对性的检验来保证设备的安全运行。

目前，RBI技术已在国内一些化工装置进行了运用，并取得了较好的效果。在此背景下，某石化为了实现其丙烯腈装置的长周期安全运行目标，委托中国特检院于2017年9月对丙烯腈装置进行了RBI技术应用。中国特检院以2018年7月31日为时间节点对丙烯腈装置进行风险评估并根据评估结果制定了检验策略，2018年8月至9月中国特检院依据检验策略对丙烯腈装置实施检验检测，对结合检验检测发现问题对RBI评估损伤机理进行验证。

1 装置基本概况

某石化丙烯腈装置由3个部分组成，即AN部分、MMA部分、SAR部分。评估范围为丙烯腈装置中在用的106台容器、2641条管道。评估采用中国特检院自主开发的石化设备风险评估软件，将压力容器划分为259个评价单元、压力管道划分为2641个评价单元。AN部分工艺基本原理就是丙烯、氨和空气在催化剂作用下，进行氧化反应生成丙烯腈，同时还生成氢氰酸、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸以及水等。MMA部分分为两个单元，即丙酮氰醇（ACH）单元和甲基丙烯酸甲酯（MMA）单元。SAR部分以AN部分硫铵溶液和MMA装置废酸为原料，生产浓硫酸。

2 装置损伤机理分析

根据丙烯腈装置容器、管道的操作工况、材质的腐蚀敏感性，综合分析存在以下损伤模式：腐蚀减薄、应力腐蚀开裂和其他损伤，各损伤模式下对应的损伤机理见表1。

3 RBI风险评估结果

根据RBI风险评估得出2018年7月31日的安全风险评估结果，见图1。丙烯腈装置2900个评估单元中102个单元为高风险评估单元;中高风险评估单元有371个;中风险评估单元916个;低风险评估单元有1511个。失效可能性等级为5的评估单元有6个，失效可能性等级为4的评估单元有40个，失效可能性等级为3的评估单元有268个，失效可能性等级为2的评估单元有978个，其余评估单元的失效可能性等级为1。根据2018年7月31日装置风险制定了检验策略并于2018年8月至9月按照策略对所评估的容器和管道实施了首次定期检验。

4 检验检测情况

根据对丙烯腈装置实施定期检验，主要问题有均匀腐蚀、局部腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂、氨应力腐蚀开裂和氢氰酸致氢应力开裂及压力容器或管道存在的原始制造缺陷。

通过设备检验情况与RBI分析结果的对比，发现部分损伤情况与损伤机理、评估风险基本吻合，详见表2和表3。

5 结论

①丙烯腈装置所涉及的主要失效机理有高温硫化物腐蚀（无氢气环境）、胺腐蚀、碱腐蚀、酸性水腐蚀（酸式酸性水）、酸性水腐蚀（碱式酸性水）、硫酸腐蚀、二氧化碳腐蚀、有机酸腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、冷却水腐蚀、露点腐蚀、大气腐蚀（有隔热层）、大气腐蚀（无隔热层）、氯化物应力腐蚀开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氨应力腐蚀开裂、胺应力腐蚀开裂、连多硫酸应力腐蚀开裂、碱应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂、冲蚀、蒸汽阻滞、机械疲劳、敏化、自聚堵塞、衬里失效等;

②以2018年7月31日作为评估时间点，丙烯腈装置2900个评估单元中102个单元为高风险评估单元;中高风险评估单元有371个，其他为中风险、低风险评估单元，装置中中高风险以上单元占16.3%;

③根据检验策略于2018年8月至9月对所评估的容器和管道实施了首次定期检验。丙烯腈装置检修期间发现的主要问题有均匀腐蚀、局部腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂、氨应力腐蚀开裂和氢氰酸致氢应力开裂及压力容器或管道存在的原始制造缺陷;

④通过设备检验情况与RBI分析结果的对比，发现部分损伤情况与损伤机理、评估风险基本吻合，建议车间结合损伤机理对同类损伤机理设备加强重点关注，做好日常巡检等管理工作，指导设备长周期运行使用。

参考文献：

[1] GB/T 26610.1-2011， 承壓设备系统基于风险的检验实施导则第1部分：基于要求和实施程序[S].北京：中国标准出版社，2011：12.

[2] GB/T 26610.2-2014，承压设备系统基于风险的检验实施导则第2部分：检验策略[S].北京：中国标准出版社，2014：7.

[3] GB/T 26610.4-2014，承压设备系统基于风险的检验实施导则第4部分：失效可能性定量分析方法[S].北京：中国标准出版社，2014：11.

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