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1、1 RBM的概念与论述电站主要设备大多在高温、压力、旋转环境下工作，设备承受着蠕变、疲劳、氧化、腐蚀、磨损等多种失效机理的相互作用，失效事故常有发生。事实证明，在防止设备和结构失效方面，定期在役的预防性维修和检查能够发挥重要的作用，定期日常检验（点检）和检修期内的检查维修工作（定修）是设备维修工作中的两个重要部分。这些重要的检查工作的各个方面，包括检查的基本目的、方法、时间安排和验收标准等都会对零件失效的几率产生影响，尤其是一些电厂尚没有条件开展的精密点检项目，一些特殊仪器开展的状态诊断或寿命评估等外委项目，如何合理的安排其周期和首检期是非常重要的。然而，对于电站压力部件以及不同工作环境运行的
2、部件，以往的在役检查项目常常是基于积累的经验和工程判断，甚至不十分了解其技术依据和检验方法局限性要求，因而在实际制定在役检查的要求和措施时，并不是充分考虑了基于风险评估的维修和检验信息要求，换句话，并没有充分考虑材料失效的几率风险、运行及负荷状态变化风险、检验可靠性风险以及零件失效产生的后果风险等。在美国及欧洲许多国家，很早以前就开始火电厂机组设备新的维修方法的研究。特别是石油系统，从设备安全性和环境保护的观点出发，10年前即开始制定具体的以风险分析为基础的维修RBM（也称为风险检验技术RBI）实施方法， RBM/ RBI基本的概念和方法已列入2000年5月正式发行的API 581标准中。标准
3、强调了：通过应用RBM/ RBI方法以降低风险，首先需要对以下的基本理论和技术基础开展研究： 与损伤形态相关的损伤机理及其后果研究 损伤的发展速度研究 损伤检出的概率及通过检查可以预测未来损伤趋势的规律研究 损伤对于设备完整性的影响研究为完成RBM/ RBI分析，需要考虑以下几个关键问题： What 应该检测的损伤形态和类别 Where 合适的检测及维修部位 How 采用什么样的手段，如何检测和维修 When 什么时候或者怎样的间隔进行检测和维修因此，可以说在进行RBM分析中，准确地掌握当前的部件损伤形态是最基本的原则。只有弄清楚了目前的风险状态，才能根据风险大小两方面采取相应的对策。即降低过
4、高的风险，同时又将过小的风险提高到合适的程度。所谓过小的风险一般是指使用了质量特优的设备或者过量的检查维护。根据风险评估的结果采取适当对策，原则上将整个设备纳入“可以接受的风险”的程度是RBM/RBI的基本目的。美国API 581标准中列出了石油及石油化学设备的详细RBM/RBI分析程序。并对定性的、半定量的及定量的方法分别进行了说明。表1列出了API 581的目录。标准的第7章 损失大小的分析和第8章失效概率的分析给出了风险评估的具体方法，并在第11章附录中列出了分析用的手册。图1为定性的RBI分析顺序。在进行定性的RBI中，失效概率的确定应考虑设备因素、损伤因素、检查因素等6种因素，可依据
5、各因素的不同估计评定相应的级别（5级标准）。然后由多种因素的综合评级决定图1所示的风险矩阵的纵轴（失效概率）的等级大小。对于损失大小的确定，综合考虑设备损伤和健康损失（安全性、经济性评估）两方面的评估结果，进行同样的选择后由其综合评级（5级标准）决定图1所示的风险矩阵的横轴（损失大小）。然后根据评级后的风险的大小、在风险图上的位置决定具体的检查内容，确认降低风险的措施和效果。表1 API 581 目录Section内容0前言1概论2参考文献3基本定义4风险分析5定性RBI分析6定量RBI分析简介7损失大小的分析8失效概率分析9降低风险的检查计划制定10数据库结构11评估软件标准中对于定量的RB
6、I分析方法也给出了详细的分析程序。在故障频率分析及影响度分析中提出了定量的详细程序。失效概率定义如下：失效概率损伤频率FEFM损伤频率：一般可使用损伤频率数据库提供的统计的损伤频率。FE：设备修正因子，由损伤机理、设计、制造、安装、运行等因素决定。FM：管理修正因子，设备制造、运行的安全管理体系的状态。火电厂设备主要发生的失效形式包括泄漏及断裂两类，损伤频率的统计依据，即失效的定义可定量的由各个设备损伤机理造成介质泄漏的泄漏孔的大小（泄漏量，或泄漏裂纹长度）来度量，API 581规定了1/4英寸（1级）、1英寸（2级）、4英寸（3级）的泄漏孔大小及断裂（4级）等4个等级。半定量分析方法是以上述
7、的定性及定量的方法为参考，该方法在定量数据不是很充分的情况下比较有效。可以肯定，越接近定量分析其精度就越高。但要根据具体状况分别采用。采用定量的评估方法，需要详细的数据分析，而在定性的评估中，重要的是技术人员经验性的判断。通过分别使用这两种方法，可使半定量的风险评估成为可能。图1 定性RBI分析(API )框图ASME（美国机械工程学会）80年代后期开始讨论风险评估的重要性，并与API协商计划制订相关导则。ASME的基本概念与API 581所示的内容完全相同，风险矩阵的构成也是由同样的5级方法（55矩阵）决定。作为导则，制订发行了一般性概念、轻水反应堆评估导则、火力发电设备评估导则 等共3卷。
8、ASME导则中观念的提示等研究性内容较多。另外，也明显示出了进一步推进风险评估定量化的趋势。在定性的风险评估中，则比较重视专家的综合性意见判断。风险评估的观念是基本相同的，图2中示出了火力发电设备的评估顺序，同时也示出了在确定诊断部位及收集资料后，进行定性风险评估和定量评估的顺序，并指出，需要通过风险评估的反复进行来积累相关的知识。核电设备的风险评估，从七十年代中期开始主要以PSA(Probabilistic Safety Assessment：概率安全性评估方法)评估为主进行。九十年代以后，提出了以风险为基础的方法，该风险评估的主要方法来源于EPRI的RI-ISI(Risk Infirmed
9、 In-Service Inspection:基于风险信息的设备检查方法)研究报告，1998年得到NRC（核电管理委员会）的认可。2000年3月Case N-560-2及Case N-578-1已经得到正式的认可。该方法是根据风险评估结果来选定重要部位。例如，原来认为在管道、压力容器的对接焊缝、环焊缝部位，不会发生重大的损伤，所以尽量省略相关的检查，仅需要注意其他重要部位的检查。而现在要求根据风险的大小，在管道的对接焊缝部位，规定检查全长的百分之几。Part 4 制订检查程序* 选择供选择的检查策略明确损伤状态的潜在可能明确检查导致损伤的潜在可能明确检查方法的可靠性估计检查活动对失效概率的影响
10、* 选择检查策略并开展检查活动* 开展有关敏感性的研究* 采取合适的措施Part 1 系统定义*1、定义系统边界和系统正常条件*2、系统信息收集Part 2定性风险分析1、 定义失效模式2、 定义失效原因3、 确认后果Part 3 失效模式、影响及危害性分析1、 重新定义失效模式2、 重新定义失效原因3、 重新定义失效后果*4、评估失效几率*5、评估失效后果*6、风险评估*7、基于风险评估的排序定量风险分析Part 5 再评估（效果）分析1、 安全性、经济性改进效果评价2、 制订整体检查和更换计划图2 基于风险的检查和维修过程根据RBM/ RBI制订最佳的检查计划及维修计划时，在降低风险、提高
11、安全性的同时，成本评估也尤为重要。以前从设备设计到制造、运行、报废的寿命周期成本（LCC: Life Cycle Cost）的评估，是根据经验进行的。1996年颁布了相关定义、计算方法的国际规程（IEC60300-3-3），ISO于2001年颁布了以上述规程为基础的石油天然气设备的寿命周期成本计算规程。该规程包括方法及相关技术、计算应用导则、分析程序等3部分。本方法可作为评估设备维修经济性的一个手段。使用风险评估LCC的方法，可能含有事故发生概率和事故发生时的人的、设备的、环境的损失额。此外，还要考虑企业形象的降低、PL赔偿费用等问题。所以，定量的评估比较难。在实际评估时需要加入定性的分析。2
12、 RBM的基本程序21 准备工作采用RBM/ RBI方法进行检验和维修时，首先需要对以下情况进行了解。 明确分析目的了解采用RBM/ RBI进行维修的目的是什么。可能的目的有： 提高设备可用率 减少维修费用 优化资产管理（根据经营计划的长期设备计划） 危机对策（地震、恐怖事件等特殊状况） 技术传承（应对维修技术熟练人员的不足，引进标准及软件） 明确对象范围明确采用RBM/ RBI进行维修的对象范围。 整个机组：以锅炉、汽轮机、发电机和所有的辅机为对象。 系统设备：对火电厂而言，一个系统的整体分析，如以锅炉为对象。 部件或部位：如仅以锅炉的过热器为对象。一般在大型机组上，首先对整个机组范围内进行
13、简易的风险评估，对影响较大的部件、设备再进行详细的评估，这种方法比较合理。 确定评估时机预先要考虑评估多长时间范围内的设备风险。例如：l 到下下次的定期检查时l 长期的间隔（10年、20年内）通过进行5年、10年、20年后的风险评估，可以预测5年、10年、20年后必须更新的部位、部件等。以优化资产管理为目的实施RBM/ RBI分析时，往往需要通过这种长期风险评估，预测设备的维修和更新时期。 确定工具软件利用完善的RBM/ RBI分析工具软件可提高分析工作的效率。22 利用工具软件进行分析英国软件RBMS是一个计算风险的软件。该软件将火电厂锅炉发生过的损伤进行分类，并列出分类清单，可以从中选择损
14、伤机理。 系统划分将选定的机组（例如：A电厂1号机组）分为系统（例如：过热器系统）、部件（例如：过热器管）、部位（例如：过热器管下弯头、焊接接头）。系统划分是一个非常重要的工作。一般以安装图纸为基础进行划分。划分必须细致、完整、没有遗漏。 评估数据输入输入各个划分的层次所必须的数据（设计条件、检查记录等）。这些数据是风险评估的重要基础数据。 损伤机理的设定在损伤清单中选择设定各个部位可能发生的损伤，注意损伤清单中没有的新的损伤类型，选定时尽量将可能发生损伤的部位扩大。 第1次风险评级对划分后的所有部位的所有损伤机理（1个部位经常选定有几种损伤机理）进行风险评估，并将其划入图3的风险评级表中。风
15、险计算使用RBMS的风险评估软件，由有关损伤、材料、设计、检查、运行的专家进行商议后作出最终决定。对失效概率和损失大小分别进行评定，RBMS软件备有与各个影响因子相关的问题和答案，通过专家的商议选定答案，并由此可以计算失效概率和损失大小。图3 风险评级表损失大小可分为人员设备安全性损失及经济性损失两部分。安全性评估时，要考虑运行人员、周围作业人员的作业场所、失效后遭受损伤的程度、检测部位的设置场所等，评级标准可参考表2。经济性损失包括检测部位修复所需要的费用、周围部件的修复费用、机械设备停机造成的生产损失以及对人身伤害的赔偿费用等，评级标准可参考表3。当然，经济性损失因机械设备的规模、重要性等而不同。另外，为了使损失的大小能够引向安全方面的结果，需要预先设想最坏的状况。在确定最终风险等级时，采取保守原则，损失大小等级直接使用安全性及经济性损失中较严重的一方。表2 安全性损失评估的主要因素等级安全性损失的评估结果微小低于下述病症的轻度受伤轻微轻伤、轻度的疾病重大
