危化品常压储罐RBI,计算过程中损伤系数目标值的选取

丁志千 胡 健 张子健 柴军辉 吴蒙蒙 周晓彤 李 洋

（宁波市劳动安全技术服务有限公司）

常压储罐是化工企业使用量较大的储存设备之一，用来储存各种原油、半成品油、成品油及精细化工产品等，若发生罐体泄漏或失稳，可能会造成人员伤亡和环境污染。

在沿海地区，存在较多不同类型的常压储罐， 外部气候条件相类似，但罐容大小、罐顶形式及存储介质等各不相同［1，2］。笔者选取我国东部沿海地区罐容和介质都较为典型的储罐进行风险计算，以损伤因子数值的大小作为检验目标的驱动因素，通过设定不同数值的损伤因子， 计算储罐的下次检验周期，同时将计算结果与相关储罐检验检测安全技术规范进行比较， 给出了相比于GB/T 30578—2014《常压储罐基于风险的检验及评价》［3］更为精确和科学的损伤系数范围，可指导常压储罐使用单位科学安排检验周期，同时为储罐风险评估标准下次修订提供一定的技术参考。

AST模块是RBI软件中专门针对地面常压储罐所研发的计算程序，对储罐进行损伤模式分析和风险定量计算，并根据风险等级的高低和检验方法的有效性确定储罐的检验策略，主要包括检验方法、检验部位及检验时间等［4］。

储罐RBI计算是利用Synergi Plant RBI Onshore 5.6专业计算软件对储罐建造数据和使用数据进行处理，必要时进行修正，同时根据自带的PHAST后处理模块计算失效后果，根据二维风险矩阵得出每个储罐的风险值。

实际操作过程通常根据现场检验检测结果对数据进行修正，数据来源主要为内外部宏观检验、底板漏磁扫查和罐壁超声波测厚，数据的修正可使RBI评估结果更接近真实风险状况。

检验目标是储罐在连续运行工况下使用单位可接受的最高风险水平，一旦达到或者超过目标，应当立即实施检验，检验目标一般根据储罐使用单位可接受的程度自行设定。GB/T 30578—2014《常压储罐基于风险的检验及评价》中也提及了相关的规定。

目前针对检验目标的设定存在多种方式，包括使用损伤因子目标、总风险目标、使用失效可能性目标、 剩余寿命目标及失效可能性等级目标等，比较常用的为损伤因子目标和总风险目标。GB/T 30578—2014提及了允许使用单位将损伤系数作为是否实施检验的依据， 当储罐的损伤系数达到或接近目标值时，可以对储罐实施检验，并且给出了检验目标损伤系数的推荐值，即415。

我国现行储罐检验检测标准较多，不同标准对检验周期的规定也不同，具体见表1。

表1 国内主要储罐检验检测标准所规定的检验周期

从表1可以看出，目前，国内标准针对储罐的检验周期最短的为3年，最长的为10年。

在RBI计算结果中，损伤因子变化趋势图可以将损伤系数和检验周期进行关联，通过设定一定的损伤因子目标，进而通过损伤因子变化趋势图横坐标确定达到该目标的具体时间节点，该时间节点即可作为基于损伤因子确定的下次检验周期。

GB/T 30578—2014给出了常压储罐损伤系数目标值不大于415的要求， 但对大量储罐进行RBI分析计算后发现， 储罐的检验周期远超过现行标准所推荐的大致年限（3～10年），因此有必要对化工企业拥有量较大的典型储罐进行分析，通过设置不同的损伤因子目标，计算出下次检验日期，并与原标准推荐值进行比对，给使用单位提供一个较为合理的、适用于该地区储罐特点的损伤系数目标值范围，同时也为常压储罐损伤系数目标值的合理确定提供了一定的计算思路。

为了确保计算结果具有代表性，选取沿海地区化工企业保有量较大的、介质较为典型的常压储罐进行分析，所选3台储罐的基本信息如下：

a. 1#储罐。

某化工企业的10 000 m3储罐，投用日期为2012年9月，外表面做了防腐漆，无保温层，无加热盘管，有内浮顶，首次检验日期为2017年6月。

b. 2#储罐。

某化工企业的30 000 m3储罐，投用日期为2010年9月，外表面做了防腐漆，无保温层，无加热盘管，有内浮顶，首次检验日期为2017年2月。

c. 3#储罐。某化工企业的3 000 m3储罐，投用日期为2011年6月， 外表面做了防腐漆， 有保温层，有加热盘管，无内浮顶，首次检验日期为2018年10月。

3台储罐的详细参数见表2。

表2 3台储罐基本信息表

3.1 损伤机理分析

参考API RP 571《影响炼油工业固定设备的损伤机理》［5］， 本次3台储罐主要存在的失效机理有：大气腐蚀、绝热层下腐蚀（CUI）、介质侧腐蚀、微生物所致腐蚀（MIC）和土壤腐蚀。

3.2 风险等级划分

储罐风险等级一般由失效概率和失效后果两方面综合确定，即：

式中 Cf——失效后果；

Df（t）——以时间为函数的破坏系数；

FMS——管理系统系数；

gff——同类失效频率；

Pf（t）——以时间为函数的失效概率；

R（t）——以时间为函数的风险。

参照API 581—2016确定失效可能性等级和失效后果等级，详见表3。

表3 失效可能性等级

3.3 风险评估

本次风险评估的数据是基于检验检测的实测数据， 计算结果较为接近储罐真实的风险水平。

主要检验检测项目包括：宏观检查、罐壁超声测厚、声发射检测、开罐底板漏磁扫查及局部相控阵超声检测等。

RBI计算的具体设置为：
罐壁内表面腐蚀速率按照本次检验实测值确定；
罐壁外表面腐蚀速率的设置综合宏观检查结果和罐外壁超声测厚结果；
罐底内表面腐蚀速率根据储罐在线声发射检测标准和开罐漏磁检测标准，分别判定在线和开罐模式下的罐底板腐蚀情况后进行确定；
罐底外表面，即土壤侧腐蚀，按照软件内置计算值进行确定。

3个储罐检验检测情况汇总于表4。

表4 储罐检验检测情况汇总

评估时间节点的设定按照如下思路进行：首先设定当前时间节点，根据每个储罐检验检测的时间进行设定；
将来时间节点根据选取不同的检验目标确定，分别设定损伤因子目标为415、250、150，在具体时间节点前后再分别进行细化计算，得出具体的检验周期。

3.4 结果分析与讨论

按照上述的计算思路， 分别设置3台储罐的损伤系数目标值为415，此时，风险评估结果如图1所示。

图1 检验目标损伤因子为415时的损伤因子变化趋势图

从图1a中可以看出，1#储罐在2035～2036年之间，罐底损伤因子逐渐趋于或超过415，若按照GB/T 30578—2014中损伤系数的最大要求415来确定是否实施检验，则该储罐的下次检验周期可达14年。

从图1b中可以看出，2#储罐在2035～2036年，罐底损伤因子逐渐趋于或超过415，下次检验周期可达14年。

从图1c中可以看出，3#储罐在2034～2035年， 罐底损伤因子逐渐趋于或超过415，下次检验周期可达13年。

由此可见，当这3台储罐损伤系数目标值设定为415时， 其检验周期均超过标准所推荐的检验周期年限，详细计算结果见表5。

表5 损伤系数目标值为415时的检验周期

由于按照标准GB/T 30578—2014推荐值设定损伤因子目标为415时， 计算的检验周期明显偏长，因此设定损伤系数目标值分别为250、150，并对3台储罐再次进行风险评估。

当损伤系数目标值设置为250时，1#储罐的下次检验时间为2030年左右，检验周期为9年；
2#储罐的下次检验时间为2029年左右，检验周期为8年；
3#储罐的下次检验时间为2029年左右，检验周期为8年。

详细计算结果见表6。

表6 损伤系数目标值为250时的检验周期

当损伤系数目标值设置为150时。

1#储罐的下次检验时间为2026年左右，检验周期为5年；
2#储罐的下次检验时间为2025年左右，检验周期为4年；
3#储罐的下次检验时间为2025年左右，检验周期为4年。

详细计算结果见表7。

表7 损伤系数目标值为150时的检验周期

通过设定检验目标损伤因子为415、250、150， 分别计算出了沿海地区典型常压储罐的检验周期。

比对分析发现，首先标准推荐值415的适用范围较为固定，且检验周期较长，不适用目前国内储罐检验检测的情况；
其次若是储罐首检存在较为严重的腐蚀情况时，目标损伤因子应设置的更小才合理，否则储罐整体的风险就无法得到有效控制；
最后本次计算所选取的储罐仅存在轻微腐蚀， 可以适当放宽目标损伤因子的设定范围，在150～250范围内较为合理，一方面符合目前国内储罐检验检测标准针对检测周期的规定，另一方面给使用单位提供了一个科学合理确定目标损伤因子的方法。

目标损伤因子的确定应按照储罐的大小、工况及腐蚀情况等进行详细分类，不同的储罐应设置不同的目标损伤因子，并且将今后的日常运行检查、 年度检查及定期检验等情况及时汇总，定期进行RBI再评估， 实时监测损伤因子的变化情况，而不是一经设定就不再变化，这样才能更好地通过设置目标损伤因子来科学控制储罐风险。

针对危化品常压储罐RBI计算过程中损伤因子目标值的选取进行讨论， 选取了沿海地区3台典型常压储罐进行了RBI计算并对结果进行了比对分析，结果表明，将常压储罐的损伤系数目标值设定为150～250左右的情况下， 与现行各类标准所推荐的检验周期年限较为符合。

笔者的论述可为今后标准的重新修订提供相关的数据支撑，同时可为常压储罐使用单位日常科学管理储罐提供一定的技术支持， 对检验检测机构RBI评估具有一定的指导意义。

猜你喜欢 目标值常压储罐 大型LNG储罐设计计算关键技术化工管理(2022年14期)2022-12-02常压储罐失效后果评价的关键影响因素中国特种设备安全(2022年4期)2022-07-08大型LNG储罐珍珠岩在线填充技术实践煤气与热力(2022年4期)2022-05-23基于地震响应分析的大型LNG全容式储罐储罐基础方案设计建材发展导向(2021年14期)2021-08-23AI讲座：ML的分类方法电子产品世界(2021年6期)2021-02-10ML的迭代学习过程电子产品世界(2021年5期)2021-02-09低温常压等离子技术在肿瘤学中的应用中国生物医学工程学报(2019年4期)2019-07-16常压衬胶容器设计技术研究科技创新与应用(2017年4期)2017-03-27—— 储罐">一生清廉
—— 储罐党员干部之友(2016年6期)2016-08-01">不同危险程度患者的降脂目标值——欧洲《血脂异常防治指南》
浙江中西医结合杂志(2013年4期)2013-11-08

推荐访问:目标值 选取 系数