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1、结构完整性评估,完整性是指整体质量完整、完善或状态未损坏。结构完整性评估是用于对结构是否能够安全符合服务条件以及在设计使用寿命期内的可靠性进行评价的一种方法。 任何构件公认的设计方法是确保构件制作材料的强度高于服务过程中的实际应力。如果前者大于后者，可以认为构件适用于该服务，否则，需要修改设计或使用其他更高强度的材料。（剑桥大学Afshin Motarjemi等）,完整性评估所使用的技术,焊接维修规范 适用性（FFS）评估 材料和腐蚀工程 失效分析与专家证明 FE分析,设备的设计分析 基于风险的检测与RBLM 剩余寿命 实验室测试 无损检测（NDT）TELETEST大范围超声测试,适用性（FF
2、S）,损伤评估 蠕变 腐蚀 火灾损伤 疲劳 断裂 剩余寿命评估 避免补焊和/或管道焊后热处理 （PWHT）,API RP 579 或BS7910,材料,缺陷,应力,FFS评估软件,CRACKWISE 根据BS7910进行断裂和疲劳分析 FATIGUEcalc S-N疲劳设计 CvK 夏比-断裂韧度相关性,CRACKWISE,实现了工程临界评估中的断裂和疲劳评估程序（BS 7910）自动化。 决策支持软件，用于辅助工程师评估存在裂缝的管道、压力设备和结构的完整性。 严格使用修订版BS 7910：2005断裂评估程序。 目的适用性工程师采用的首选软件LINKpipe。,CRACKWISE,适用于平
3、板、曲壳以及钢筋/螺栓的大范围几何缺陷，包括表面缺陷、通透缺陷、内嵌缺陷和角部缺陷。 计算临界缺陷尺寸、材料性质和外加或残余应力。 可以确定待评估构件的设计、运行和延长使用寿命的限制条件。 断裂计算的大部分输入参数的自动灵敏度分析选项，允许用户对设计、运行条件的变化及其对相关安全因素影响的容许度进行评估。 输入用户定义的参考应力和K解决方案。 夏比韧性相关度和屈服强度计算工具箱。 充分扩展的软件帮助程序。,CRACKWISE,使用工程临界评估（ECA）是公认的惯例。 适用于很多行业，包括： 压力容器 管道-海上和近海 储罐 建筑 桥梁 船舶 飞机 其他结构构件,LINKpipe,使用一种非线性
4、、专用有限元法（FEM）工具进行管道和管道结构疲劳和断裂力学的计算。 极大改进了管道设计技术。通过使用LINKpipe软件，将断裂机械学理论和实践与设计工程师的FEM模型结合起来。,确认大规模试验,实验室测试,拉伸试验 蠕变试验 冲击韧性 断裂韧性 疲劳试验 疲劳裂缝生长 酸性作业测试 金相学实验室测试,有限元分析（FEA）后的残余应力,焊接状态下的残余应力为380MPa,三角形补块PWHT测试，700C,补块PWHT测试后的残余应力为133MPa,应变监测,目的：临时检测叠层钢容器（24小时） 进行应力测量，以便评估外壳层的完整性,应变监控（续）,所进行的工作：顺时针进行应变测量，计算容器外
5、部的表面应变。 结论：容器加压时，外层逐渐出现预期的应变。 优点：快速报告目的适用性确认信息，避免不必要的停工检测。,基于风险的检测,RISKWISETM 管道 处理厂 储罐 锅炉 顾问工作 培训 基于RISKWISE的UltraPIPE RBI模块,相似性,后果,风险,第2步 剩余寿命（RL）,使用BS7910、ASME、B31G、API RP579中的程序进行评价： 裂缝，如疲劳裂缝、SCC等 外部或内部腐蚀 蠕变断裂或裂缝扩大,管网,LIFEWISETM执行下列功能： 当前管道：状况评估 确定使用寿命终结的标准 以后可能发生的失效 后果代价估计 确定以后发生失效带来的风险（） 运行，修复
6、和替换成本模型 分析确定结果的置信度 确定最佳更换时间表,材料与腐蚀服务,材料工程现场服务 电话咨询 制定标准 培训和工作场所 提问与专家解释,分析材料服务,金属材料 发光光谱测定法 X射线荧光性 X射线衍射 能量分散X射线分析 元素映射 影像分析,非金属材料 傅立叶变化红外分光计 差分扫描热量计 熔体流动指数,材料专门技术,金属 合金金属 焊接金属 合成材料 聚合材料 陶瓷 表面层/防腐层 热喷 堆焊层和覆层 溶胶-凝胶 有机防腐,料场服务,场地金相复制（TTH） 断裂复制 舟取样 现场硬度测试 铁酸盐测定,腐蚀试验,金属在： -酸服务环境 -氢服务环境 通过以下方法进行测试： -恒定载荷
7、-4点弯曲 -凹口 -SSRT -腐蚀疲劳 塑料 合成材料 导电材料,腐蚀试验应用,环境舱内进行直接暴露试验 电化学和电镀腐蚀试验 应力腐蚀破裂试验 腐蚀疲劳试验 慢应变率试验方法 高压舱内升温加压试验,液化石油气（LPG）球罐案例,LPG球罐焊缝的TOFD和脉冲回波超声现场检测 焊缝处出现由持续出现硫化氢而产生SCC 随后用于对氢离子断裂进行FFS评估的现场裂缝,无损检测设备,MT、PT、UT、RT、ECT的标准检测能力 专用设备 P型扫描自动超声检测和腐蚀成像 TOFD/脉冲回波系统 具有高温超声测试能力的大规模高分辨率C型扫描系统 蜥蜴 EMA和ACFM系统 实时微聚焦射线设备 带有脉冲
8、加热能力的红外镜像系统,氢化裂解器,厚壁氢化裂解器裂缝的高温（250C）作业监测 目的：指定检测方法、验证程序、监督数据获取和评估检测结果,功能：对加氢分裂装置的3个运行反应器的所有焊缝进行自动超声检测。 结论：使用脉冲回波和TOFD超声技术进行详细评估，确定显著裂缝迹象的类型和尺寸。 优点：为下一次停止运行制定作业维修策略，增强了连续安全运行的可靠性。,氢化裂解器（续）,TELETEST管道完整有限公司提供,适用于管道工程和管道勘测的大范围超声技术,TELETEST与传统超声测试的对比,局部检测,完全检测,导波,焊缝,金属损失,金属损失,法兰,法兰,焊缝,金属损失,金属损失,传统传感器,Te
9、letest 工具,风险管理的主要目标是：减少失效风险,油、气及其处理厂,风险管理流程 资产维护优化,基准性能和管理程序,风险分析 风险减缓措施,完成,基于风险的检测与维护,风险管理流程 资产维护优化,基准性能和管理程序,风险分析 风险减缓措施,完成,基于风险的检测与维护 RBI,什么是RBI,RBI （Risk-Based Inspection） 基于风险的检测 API推荐规范580号 2002年5月第一版,RBI与传统时基检测之对比,RBI与传统时基检测的对比 传统检测方案,检测是以时间为基础 所有设备基本上采用相同的时间进行检测 检测以视觉检测为主 不能发现很多最有可能劣化机理（如SCC
10、、脆化、氢损伤、蠕变等） 某些情况下规定进行液压试验 用于验证测试，但不能用于确定劣化率也许实际上已经产生了腐蚀；无法证明连续运行的适切性。 检测的重点是容器 大多数失效与管道有关,RBI与传统时基检测的对比 基于风险的方法,检测是基于风险的； 高风险设备检测的频率更高，更严格。 为检测相关的损伤和劣化，可以使用最合适的检测技术； 使用NDE，在线腐蚀/过程监测。 以剩余寿命为基础，考虑设备的破裂可能性； 要求评估劣化率；这样就不需要进行液压试验。 考虑的是整个工厂； 所有设备、管道和阀门。 作用、责任、培训与资质。 RBI文件和存档。 附录A劣化机理。,API RP 580 内容（1）,引言
11、、目的与范围 参考文献 定义与首字母缩写 基本概念 基于风险的检测简介 规划RBI评估 RBI评估数据和信息收集 确认劣化机理和失效模式 评估失效的可能性,API RP 580 内容（2）,评估失效后果 风险确定、评估和管理 带有检测行为的风险管理 其他风险缓解行为 重新评估与更新RBI评估,前 言,RP 580旨在对API 510、570和653进行补充。 API检测代码和规范允许业主或用户根据RBI评估的后果增加或减少检测的频率。 目的不在于补充其他已证实合理的规范。 目的不在于阻碍烃和化工设备检测方法的变革和创新 不作为评价负责任的有资质的检测员或工程师的替代标准。,RBI的目标,鉴别相
12、关的损伤机理和失效模型（例如，腐蚀，脆化断裂、疲劳等） 估计失效的可能性和后果 导出程序，管理风险（包括检测、腐蚀监测、工艺控制等）,RP 580涉及的设备,压力容器 工艺管道 储罐 旋转设备 锅炉和加热器 换热器 压力释放装置,RP 580的目标用户,主要用户为检测和工程人员。 RBI并不是单一的检测活动，它要求包括机构的不同部门。 RBI要求整个机构的承诺与合作。,API RP 580 基本概念,基本概念风险可容许性,我们每天都与风险生活在一起： 每年，110万人中有1人死于气体中毒或爆炸； 100万人中有1人死于疫苗接种； 2.5万人中有1人的死与麻醉有关； 1.3万人中有1人的死与怀孕
13、有关； 每年，1.02万人中有一人死于交通事故； 每年，990人中有1人死于油气事故； 每年，750名深海渔民中有1人死亡；,基本概念什么是风险？,风险=可能性后果,基本概念检测间隔的演变过程,检测间隔设置持续于整个过程。 最初的检测间隔是任意的，是“基于时间”或“基于日历”的间隔。 API 510、570和653采用“剩余寿命百分比”作为检测间隔，采用“在流”检测代替了内部检测。 RBI代表了下一代检测方法，将目标集中于风险缓释。,API RP 580 基于风险的检测简介,RBI简介后果和可能性评估,定性评估（专家判断）：认为有利时，可以包括使用历史数据、计算等。后果一般分为“高”、“中”、
14、“低”三个等级。 半定量评估（基于规则的分析）：通过以简单规则或计算为基础的专家系统来判断是否会出现所有可能的劣化机理和假定后果。优点是分析的速度和深度。 全定量评估：使用逻辑模型评估统计可能性。后果一般表示为风险编号。,API RP 580 制定RBI评估计划,制定RBI评估计划初步筛选,第一步是将整个过程单元选定为相当风险等级。 将过程单元划分为一般操作条件、冶金等系统，这样可以将设备选定为一个整体，从而节约时间。 整体风险中占较大比例的通常集中在比例较小的设备上，即：“Pareto法则”。,典型工厂RBI概述,检测结果权威审核,执行检测计划,检测计划,1级RBI （子系统级）,2级RBI
15、 （设备级）,3级RBI （构件级）,方案等级1级,H2,铂重整装置,进料,进料,石蜡,异丁烷,异构反应器,石蜡进料锥形桶,27 VT 101 脱丙烷器,燃料气,组合式进料,清除丙烷,方案等级2级,壳侧与管侧,清除丙烷,顶部和底部,方案等级3级,2级 上半部分 下半部分,3级 上半部分 入口管嘴 上头部 壳体部分 下半部分 壳体部分 基础支撑圈 头部附件外缘 下头部 出口管嘴弯管 出口管嘴,API RP 580 RBI评估的数据和信息收集,数据和信息收集 RBI数据需求（1）,设备类型 制造材料 检测、维修和更换记录 工艺流体成分 流体详细目录 安全系统,数据和信息收集 RBI数据需求（2）,
16、检测系统 劣化机理、劣化率和劣化严重程度 人员密度 涂层、覆层和绝缘层数据 业务中断成本 设备更换成本 环境修复成本,数据和信息收集 RBI数据需求（3）,定性法对于确定保障一致性的规则制定很重要。要求高级别的判断、技术和理解。 定量法使用逻辑模型进行可能性评估，因而需要更详细的信息（收集信息需要较长时间）。 半定量：要求与定量法相同的数据，但不需要像定量法那样详细，如，可以估计流体体积（收集信息较快）,API RP 580 识别劣化机理和失效模式,识别劣化机理和失效模式,劣化机理、劣化率和劣化易感性是“失效可能性”的主要输入参数。 “失效”定义为由于劣化而失去控制功能。 失效模式是“失效后果”的关键输入参数。 “失效模式”定义为破裂的方式，如小孔或完全裂开。,识别劣化机理和失效模式,四种主要劣化机理包括： （内部和外部）变薄 应力腐蚀破裂 冶金和环境 机械 RP 580附录A提供了更为详细的信息。 API RP 571中包括了更全面的内容。,识别劣化机理和失效模式变薄,
