摘要(yao)

基于API 581標準(zhun)(zhun)，結(jie)合壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器(qi)現(xian)場(chang)所處環境和(he)(he)(he)對(dui)(dui)應腐蝕機理(li)，采用(yong)定量分析方(fang)法(fa)對(dui)(dui)壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器(qi)各類損傷系數、失效(xiao)概率(lv)和(he)(he)(he)失效(xiao)后(hou)(hou)果進行分析與計(ji)算。同時結(jie)合制(zhi)(zhi)(zhi)定的風險(xian)可(ke)接(jie)受準(zhun)(zhun)則，對(dui)(dui)壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器(qi)風險(xian)等級進行高(gao)低劃(hua)(hua)分，針對(dui)(dui)風險(xian)高(gao)的設(she)備(bei)及(ji)組件(jian)，結(jie)合其各類損傷系數和(he)(he)(he)失效(xiao)后(hou)(hou)果，制(zhi)(zhi)(zhi)定針對(dui)(dui)性(xing)的未來檢驗(yan)周期(qi)、檢驗(yan)計(ji)劃(hua)(hua)、檢驗(yan)措施和(he)(he)(he)相關后(hou)(hou)果監控措施。研究結(jie)果能(neng)實現(xian)對(dui)(dui)壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器(qi)及(ji)組件(jian)的風險(xian)準(zhun)(zhun)確定量評(ping)估，并針對(dui)(dui)風險(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)定相應檢驗(yan)周期(qi)和(he)(he)(he)檢驗(yan)計(ji)劃(hua)(hua)。此(ci)方(fang)法(fa)對(dui)(dui)合理(li)分配現(xian)場(chang)檢驗(yan)人力、財力和(he)(he)(he)控制(zhi)(zhi)(zhi)平臺(tai)安全生產具有重要意義。且該方(fang)法(fa)已成功應用(yong)于中(zhong)國海域FPSO，可(ke)供其他工程借鑒參(can)考。

關鍵詞： API 581標(biao)準； 壓力容器； 風險(xian)； 檢驗

在能源交(jiao)通、陸上石油(you)化工、海上油(you)氣生(sheng)產等重(zhong)要(yao)領域(yu)中，壓力(li)(li)容(rong)器(qi)被廣泛(fan)地使用。尤其在海上油(you)氣生(sheng)產領域(yu)，壓力(li)(li)容(rong)器(qi)是(shi)常見(jian)且必不可少的(de)設備(bei)，控制壓力(li)(li)容(rong)器(qi)的(de)風險(xian)對控制平臺安全(quan)生(sheng)產具有重(zhong)要(yao)作用，因(yin)此對壓力(li)(li)容(rong)器(qi)進行定(ding)量(liang)風險(xian)評估(gu)具有重(zhong)要(yao)意義。

在(zai)20世紀80年代，挪(nuo)威(wei)有(you)關部門頒布了(le)海(hai)上(shang)油(you)(you)(you)氣生(sheng)(sheng)產(chan)設(she)施中壓(ya)(ya)力(li)(li)容器和(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)的(de)腐(fu)蝕風(feng)(feng)險管(guan)理的(de)評估(gu)規范，要求對壓(ya)(ya)力(li)(li)容器和(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)進行(xing)腐(fu)蝕定量(liang)風(feng)(feng)險評估(gu)。20世紀90年代初，美(mei)國(guo)(guo)海(hai)上(shang)石油(you)(you)(you)公司開始對海(hai)上(shang)油(you)(you)(you)氣生(sheng)(sheng)產(chan)平(ping)臺(tai)的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)容器和(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)的(de)腐(fu)蝕損壞有(you)了(le)一定的(de)重(zhong)視，為了(le)減少生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)本，提高經濟效益，要求美(mei)國(guo)(guo)石油(you)(you)(you)協會 （API） 協同(tong)(tong)挪(nuo)威(wei)船級(ji)社 （DNV） 將(jiang)腐(fu)蝕定量(liang)分(fen)析評估(gu)技術實施到美(mei)國(guo)(guo)的(de)海(hai)上(shang)油(you)(you)(you)氣生(sheng)(sheng)產(chan)平(ping)臺(tai)上(shang)。2008年，API在(zai)總結(jie)設(she)備檢驗(yan)的(de)基(ji)礎之上(shang)正式頒布了(le)API RP 581 《Risk-Based Inspection Base Resource Document》（First Edition），同(tong)(tong)時此(ci)推薦(jian)標準也被中國(guo)(guo)石油(you)(you)(you)天(tian)然(ran)氣行(xing)業設(she)為推薦(jian)標準[1]。API RP 581于2016年更新(xin)為《Risk-based Inspection Methodology》（Third Edition）[2]，APRIL 2016。基(ji)于風(feng)(feng)險的(de)檢驗(yan)技術 （RBI） 理論[3-5]在(zai)工程(cheng)上(shang)也有(you)相關介紹和(he)(he)應用(yong)。

目前風(feng)險(xian)評估技術普(pu)遍用(yong)于進行海上設施風(feng)險(xian)評估工作[6-9]，這類分(fen)(fen)(fen)析方法從定性或半(ban)定量(liang)(liang)角度出發對(dui)風(feng)險(xian)進行分(fen)(fen)(fen)析，其(qi)結(jie)果受人、社會和(he)企業等(deng)因素(su)影(ying)響大，且(qie)準確度低(di)。而目前針對(dui)海管(guan)和(he)平臺結(jie)構等(deng)定量(liang)(liang)風(feng)險(xian)分(fen)(fen)(fen)析 （QRA） 方法[10-13]沒(mei)有(you)結(jie)合(he)風(feng)險(xian)準則進行風(feng)險(xian)排(pai)序，沒(mei)有(you)針對(dui)相應(ying)風(feng)險(xian)計算結(jie)果制(zhi)定對(dui)應(ying)的未來檢(jian)驗周期和(he)檢(jian)驗計劃，同時(shi)無法指導現場檢(jian)驗資源的合(he)理分(fen)(fen)(fen)配(pei)。

為此(ci)基(ji)于API RP 581標準(zhun) （Third Edition） ，本研究對平臺壓力(li)容(rong)器(qi)各(ge)類損傷(shang)系(xi)數、失(shi)效概率和(he)(he)失(shi)效經濟后(hou)果進行(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析和(he)(he)計算，結合(he)制(zhi)定(ding)的經濟風(feng)險(xian)(xian)可接(jie)受(shou)準(zhun)則對壓力(li)容(rong)器(qi)的風(feng)險(xian)(xian)等級進行(xing)判定(ding)。根(gen)據(ju)壓力(li)容(rong)器(qi)失(shi)效概率曲線，確定(ding)壓力(li)容(rong)器(qi)下一次檢(jian)驗周期和(he)(he)檢(jian)驗策略，同(tong)時指導業主未來采取相應(ying)維(wei)修、風(feng)險(xian)(xian)監控、保養措施和(he)(he)指導現場檢(jian)驗資源(yuan)的合(he)理分(fen)配。

1 研究方法

1.1 方法流程(cheng)

FPSO上部壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)腐蝕(shi)風(feng)險與檢驗研(yan)究(jiu)方法流程如圖1所示。

圖1   壓(ya)力容器腐蝕風險(xian)與(yu)檢(jian)驗(yan)方法研究流程(cheng)

首先評(ping)估工(gong)作(zuo)開始(shi)之(zhi)前應制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)嚴密(mi)的計劃(hua)，盡可(ke)能(neng)消除過(guo)程中可(ke)能(neng)出現的障礙或問題，使各工(gong)作(zuo)順暢、有序、高效地進行(xing)。基(ji)于(yu)風險(xian)(xian)的檢驗需要(yao)收集多方面數(shu)據(ju)(ju)，數(shu)據(ju)(ju)采集過(guo)程應遵守(shou)一定(ding)(ding)(ding)的原則(ze)和標準(zhun)，同時數(shu)據(ju)(ju)采集應確(que)保(bao)數(shu)據(ju)(ju)的完整性。然后基(ji)于(yu)API 581理論基(ji)礎上進行(xing)風險(xian)(xian)定(ding)(ding)(ding)量分(fen)析計算(suan)，得到失(shi)效概率(lv)和失(shi)效后果。結合制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)的風險(xian)(xian)可(ke)接受準(zhun)則(ze)，對分(fen)析對象風險(xian)(xian)等級進行(xing)判定(ding)(ding)(ding)。依據(ju)(ju)計算(suan)的各類損(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)，制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)(ding)設備(bei)相應損(sun)傷(shang)(shang)對應的損(sun)傷(shang)(shang)減緩(huan)措施。最后根據(ju)(ju)失(shi)效概率(lv)曲線，確(que)定(ding)(ding)(ding)設備(bei)下一次檢驗周期和檢驗計劃(hua)，指導現場(chang)檢驗資源合理分(fen)配。

通過對壓(ya)力容器(qi)(qi)進行定(ding)量風(feng)險評估(gu)，篩(shai)(shai)選出對壓(ya)力容器(qi)(qi)失效影響(xiang)大(da)的(de)(de)(de)損傷系數(shu)。同時(shi)針對篩(shai)(shai)選出的(de)(de)(de)大(da)的(de)(de)(de)損傷系數(shu)，制定(ding)未來專項的(de)(de)(de)檢驗措(cuo)施。

通過壓力容器定(ding)量失效(xiao)概(gai)(gai)率(lv)計算后，得到設(she)備失效(xiao)概(gai)(gai)率(lv)隨(sui)時間變化曲線(xian)(xian)。結(jie)合業主(zhu)給定(ding)的風險(xian)可接受線(xian)(xian)，確(que)定(ding)未來下一次檢驗(yan)日期(qi)和檢驗(yan)有效(xiao)性，最終用于指導業主(zhu)制定(ding)檢驗(yan)周期(qi)和檢驗(yan)計劃。

1.2 腐蝕概(gai)率分(fen)析

在海(hai)洋氣候環境(jing)下(xia)壓(ya)力(li)(li)(li)容器(qi)常見有兩(liang)類腐蝕(shi)損(sun)(sun)傷(shang)，第(di)一類損(sun)(sun)傷(shang)為與材料腐蝕(shi)速率相關的損(sun)(sun)傷(shang)，包(bao)括內部減薄(bo)損(sun)(sun)傷(shang)、外部暴露(lu)減薄(bo)損(sun)(sun)傷(shang)和(he)保溫(wen)(wen)層下(xia)減薄(bo)損(sun)(sun)傷(shang)；第(di)二(er)類損(sun)(sun)傷(shang)主(zhu)要與容器(qi)材質、介質屬性和(he)所(suo)處環境(jing)等相關的應(ying)力(li)(li)(li)損(sun)(sun)傷(shang)，包(bao)括硫化物應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂損(sun)(sun)傷(shang)、H2S氫致開(kai)裂/硫化氫應(ying)力(li)(li)(li)導向氫致腐蝕(shi)開(kai)裂損(sun)(sun)傷(shang)、氯(lv)化物應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂損(sun)(sun)傷(shang)、外部暴露(lu)氯(lv)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂損(sun)(sun)傷(shang)和(he)保溫(wen)(wen)層下(xia)氯(lv)應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)開(kai)裂損(sun)(sun)傷(shang)。

關于內(nei)部減(jian)薄(bo)損(sun)傷系(xi)數，由(you)式 （1） 計(ji)算壁厚減(jian)薄(bo)比例系(xi)數Art：

式(shi)中，Cr，bm為設(she)備基材的腐蝕(shi)速(su)率，mm/a；trdi為最后(hou)一(yi)次檢(jian)測壁厚，mm；Age為RBI評估日(ri)期與最后(hou)一(yi)次檢(jian)驗之(zhi)間的時(shi)間間隔(ge)，a。

式中，P為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)設(she)(she)計(ji)壓(ya)力(li)；D是內直(zhi)徑；TS為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)設(she)(she)備(bei)(bei)材(cai)料設(she)(she)計(ji)溫度(du)下(xia)抗拉強(qiang)度(du)；YS為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)設(she)(she)備(bei)(bei)材(cai)料設(she)(she)計(ji)壓(ya)力(li)下(xia)屈服強(qiang)度(du)；E焊接接頭系數；S為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)設(she)(she)計(ji)溫度(du)下(xia)的(de)(de)許用應力(li)；tc設(she)(she)備(bei)(bei)最小的(de)(de)結構強(qiang)度(du)厚度(du)；tmin按照設(she)(she)備(bei)(bei)設(she)(she)計(ji)制造標準計(ji)算(suan)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)最小壁厚[14,15]；FSThin為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)流變(bian)應力(li)；當設(she)(she)備(bei)(bei)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)圓(yuan)筒體(ti)，α=2；如(ru)設(she)(she)備(bei)(bei)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)球形，α=4；如(ru)設(she)(she)備(bei)(bei)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)封頭，α=1.13；SRpThin為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)強(qiang)度(du)比(bi)參數，為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)式 （3） 和(he) （4） 計(ji)算(suan)中的(de)(de)最大(da)值(zhi)。

在內(nei)部減(jian)薄損(sun)傷系(xi)數的計算(suan)中定義的3種損(sun)傷狀態(tai)如下：

損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態1：損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)不比(bi)預(yu)期(qi)的差(cha)，或設定(ding)預(yu)期(qi)腐蝕速(su)率系(xi)數(shu)為(wei)(wei)1；損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態2：損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)比(bi)預(yu)期(qi)的稍差(cha)，或設定(ding)預(yu)期(qi)腐蝕速(su)率系(xi)數(shu)為(wei)(wei)2；損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態3：損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)比(bi)預(yu)期(qi)嚴重得多，或設定(ding)預(yu)期(qi)腐蝕速(su)率系(xi)數(shu)為(wei)(wei)4。3種(zhong)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態下檢(jian)驗有效性系(xi)數(shu)I1thin、I2thin、I3thin、3種(zhong)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態后驗概率Pop1thin、Pop2thin、Pop3thin和(he)3種(zhong)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)(shang)狀態下可靠性指(zhi)數(shu)β1thin、β2thin、β3thin計(ji)算如下：

式中，NAThin、NBThin、NCThin、NDThin為每(mei)一(yi)種檢驗有效性下(xia)的檢驗次數(shu)(shu)；Prp1thin、Prp2thin、Prp3thin為3種損(sun)傷(shang)狀(zhuang)態下(xia)的先驗概(gai)率(lv)；Cop1thin、Cop2thin、Cop3thin為3種損(sun)傷(shang)狀(zhuang)態下(xia)的條件概(gai)率(lv)；修正(zheng)系數(shu)(shu)Cov△t=0.2、Covsf=0.2、Covp=0.05、Ds1=1、Ds2=2、Ds3=4；Art為壁厚減薄比(bi)(bi)例系數(shu)(shu)；SRpThin為強(qiang)度比(bi)(bi)參數(shu)(shu)。

確定內(nei)部減薄 （thin） 基礎損傷系數Dfbthin如(ru)下：

針對外部(bu)暴(bao)露(lu)減(jian)薄損傷系(xi)數(shu)和保(bao)溫(wen)層下減(jian)薄損傷系(xi)數(shu)，通過設(she)備所處環境條件和操作溫(wen)度來(lai)確(que)定設(she)備基材的腐蝕(shi)速率(lv)CrB[2]，其他相(xiang)關參數(shu)同由上(shang)述式 （1）~（13） 計算。

最終外(wai)部暴露減(jian)(jian)薄損傷系(xi)數Dfext見式 （16），保溫層(ceng)下減(jian)(jian)薄 （CUIF） 損傷系(xi)數Dfext見式 （17）。

根據設備(bei)(bei)內(nei)介質(zhi)的(de)H2S含量、設備(bei)(bei)介質(zhi)的(de)操作溫(wen)度、介質(zhi)中Cl-濃度、設備(bei)(bei)所(suo)處環境條件和(he)pH值(zhi)[2]，確定嚴重度指(zhi)數(shu)(shu)SVI[2]。通過最高檢(jian)驗(yan)有效(xiao)性的(de)檢(jian)驗(yan)次數(shu)(shu)和(he)嚴重度指(zhi)數(shu)(shu)SVI，得到硫化(hua)物(wu)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)(lie) （SSC） 基礎(chu)(chu)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)(shu)DfBSSC、硫化(hua)氫(qing)氫(qing)致開裂(lie)(lie)(lie)/硫化(hua)氫(qing)應力導向(xiang)氫(qing)致腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)(lie) （HIC/SOHIC-H2S） 基礎(chu)(chu)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)(shu)DfbHIC/SOHIC-H2S、氯(lv)化(hua)物(wu)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)(lie) （CLSCC） 基礎(chu)(chu)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)(shu)DfBCLSCC、外部暴(bao)露氯(lv)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)(lie) （External CLSCC） 基礎(chu)(chu)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)(shu)DfBext-CLSCC和(he)保溫(wen)層下氯(lv)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)(lie) （CUI CLSCC） 基礎(chu)(chu)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)系數(shu)(shu)DfBCUIF-CLSCC。

分(fen)別通過(guo)式 （18~22） 計算硫化物應力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)損傷系(xi)數DfSSC、H2S氫(qing)致開裂(lie)(lie)/H2S應力導向(xiang)氫(qing)致腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)損傷系(xi)數DfHIC/SOHIC-H2S、氯(lv)化物應力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)損傷系(xi)數DfCLSCC、外(wai)部暴露氯(lv)應力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)損傷系(xi)數Dfext-CLSCC和(he)保溫層下(xia)氯(lv)應力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)損傷系(xi)數DfCUIF-CLSCC。

1.3 蝕后果分(fen)析

關(guan)于(yu)壓力容器失效造成的直接(jie)經濟后果，主要(yao)考慮以下5個部分(fen)。

由于設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)本(ben)身失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)需(xu)要進行檢(jian)修或(huo)(huo)更(geng)換的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)FCcmd；當(dang)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)后會(hui)對周圍其他設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)造成(cheng)(cheng)(cheng)損(sun)傷(shang)，在檢(jian)修或(huo)(huo)更(geng)換這(zhe)些周圍設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)時造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)FCaffa；當(dang)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)損(sun)壞后，檢(jian)修或(huo)(huo)更(geng)換這(zhe)些設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)會(hui)造成(cheng)(cheng)(cheng)平臺產(chan)量損(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)，這(zhe)些產(chan)量損(sun)失(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)經濟(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)FCprod；當(dang)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)可(ke)能(neng)導致設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)周圍的(de)(de)人員(yuan)受到傷(shang)害(hai)，進而造成(cheng)(cheng)(cheng)人員(yuan)傷(shang)害(hai)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)FCinj；設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)失(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)可(ke)能(neng)造成(cheng)(cheng)(cheng)介質泄露污染(ran)環(huan)境，需(xu)要投入(ru)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)用(yong)于治理受污染(ran)的(de)(de)環(huan)境，其環(huan)境清理成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)為FCenviron。

2 結果與討(tao)論

2.1 數據收集與(yu)篩選(xuan)

中(zhong)國海(hai)域FPSO上部設備生產分離器(qi) （V-2001） 于2014年(nian)(nian)2月(yue)投用，2018年(nian)(nian)3月(yue)平(ping)臺檢(jian)驗(yan)日對(dui)生產分離器(qi)進行了內外部檢(jian)測(ce)。此次對(dui)生產分離器(qi)的檢(jian)測(ce)方式為非開罐檢(jian)測(ce)，且對(dui)懷疑區域的狀態監(jian)測(ce)位置進行大于80%的超(chao)聲波檢(jian)測(ce)。

設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)現場(chang)外部(bu)(bu)檢測時(shi)，設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)外涂層有大(da)(da)面積已(yi)經全(quan)部(bu)(bu)腐(fu)蝕(shi)，設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)左(zuo)封頭(tou)腐(fu)蝕(shi)情(qing)況比右封頭(tou)嚴重，且(qie)左(zuo)封頭(tou)檢測壁(bi)厚小于右封頭(tou)檢測壁(bi)厚。考慮設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)體(ti)風(feng)(feng)險時(shi)，以(yi)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)最(zui)大(da)(da)的部(bu)(bu)件(jian)風(feng)(feng)險作為設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)風(feng)(feng)險的原則(ze)，因此本研究主要分析(xi)生產分離器筒體(ti)和左(zuo)封頭(tou)的風(feng)(feng)險情(qing)況。結合設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)所處(chu)海(hai)域(yu)環境條件(jian)和設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)內部(bu)(bu)介質狀況，推斷設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)內部(bu)(bu)大(da)(da)概(gai)率(lv)會(hui)有腐(fu)蝕(shi)，因此假設(she)(she)(she)(she)(she)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)內部(bu)(bu)存(cun)在內涂層已(yi)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)的區域(yu)。

基于API 581中檢驗(yan)有(you)效性分類，認為(wei)(wei)2018年3月(yue)的現場檢驗(yan)方(fang)式(shi)有(you)效性為(wei)(wei)B類。2019年9月(yue)開展設備風(feng)險研究工(gong)作，時間間隔Age=1.5 a。

對生產分離器的設(she)(she)(she)計(ji)資料和現(xian)(xian)場檢測(ce)記錄(lu)數(shu)據(ju)進行(xing)分析與篩選(xuan)，此次收集的生產分離器設(she)(she)(she)計(ji)基(ji)礎資料包括前述腐蝕風險研究所(suo)需的關鍵參(can)數(shu)，如生產分離器尺寸(cun)和材料、設(she)(she)(she)計(ji)壓力(li)和設(she)(she)(she)計(ji)溫度、焊(han)接系數(shu)等(deng)。現(xian)(xian)場檢測(ce)數(shu)據(ju)的分析與篩選(xuan)包括生產分離器內(nei)介質及(ji)屬性、現(xian)(xian)場操(cao)作溫度和壓力(li)、保(bao)溫層(ceng)類型(xing)、設(she)(she)(she)備(bei)所(suo)處環境條件和設(she)(she)(she)備(bei)現(xian)(xian)場內(nei)外(wai)涂層(ceng)腐蝕情(qing)況(kuang)等(deng)，如表1~5所(suo)示(shi)。現(xian)(xian)場設(she)(she)(she)備(bei)腐蝕情(qing)況(kuang)見圖2所(suo)示(shi)。

表1   生(sheng)產分離器設計基礎數據表[I]

表(biao)2   生產(chan)分離(li)器設(she)計基礎數據表(biao)[II]

表(biao)3   生產分離(li)器現(xian)場檢測(ce)數據表(biao)[1]

表4   生產分離器現場檢測(ce)數據表[II]

表(biao)5   生產分離器現(xian)場檢測數據表(biao)[III]

圖2   簡(jian)體(ti)及封頭的(de)現場腐蝕情況圖

2.2 風(feng)險分(fen)析結(jie)果

依據相關法規和標(biao)準[14,15]，分(fen)析時間間隔Age=1.5 a （RBI Date），生產分(fen)離(li)器(qi)筒體和左封頭失效概率計算結果分(fen)別如表6和7所(suo)示。

表6   生產分離器筒體(ti)失(shi)效概率計(ji)算(suan)結果

表7   生產分離器左封頭(tou)失(shi)效(xiao)概率計算結果

關于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器失(shi)效(xiao)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟后果(guo)(guo)，根據現場提供(gong)的(de)(de)(de)(de)相關數(shu)據和(he)數(shu)值計算結果(guo)(guo)，維修或(huo)更換生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器成(cheng)(cheng)本(ben)、生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器失(shi)效(xiao)影(ying)響其他設備的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)、停產(chan)(chan)(chan)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)量損失(shi)成(cheng)(cheng)本(ben)、造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)人員(yuan)傷(shang)害成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)環境(jing)清理成(cheng)(cheng)本(ben)分(fen)別為(wei)(wei)30萬(wan)(wan)美(mei)(mei)元(yuan)、0、146萬(wan)(wan)美(mei)(mei)元(yuan)、0、1萬(wan)(wan)美(mei)(mei)元(yuan)。其中(zhong)(zhong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器與(yu)外部設備隔離(li)(li)(li)，基本(ben)不會影(ying)響區(qu)域(yu)中(zhong)(zhong)其他設備和(he)人員(yuan)；生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器存在圍(wei)堰(yan)，其失(shi)效(xiao)不會造(zao)成(cheng)(cheng)海域(yu)污染，只需考慮生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器失(shi)效(xiao)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)圍(wei)堰(yan)區(qu)域(yu)清理成(cheng)(cheng)本(ben)。生(sheng)產(chan)(chan)(chan)分(fen)離(li)(li)(li)器失(shi)效(xiao)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)總的(de)(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟后果(guo)(guo)為(wei)(wei)177萬(wan)(wan)美(mei)(mei)元(yuan)。

由風險(xian)可(ke)接受(shou)準則來(lai)判斷(duan)風險(xian)等級，經濟風險(xian)可(ke)接受(shou)準則推(tui)薦如表8所示[16]。

表8   經濟損(sun)失風險可接受準(zhun)則(ze)

2.3 制定檢(jian)驗

左封(feng)頭和(he)筒體(ti)的失效概(gai)率隨時間(jian)t的曲線分(fen)別(bie)為(wei)圖3和(he)4所示，業主制定的失效概(gai)率可接受值為(wei)5×10-3。

圖(tu)3   左封頭失效概(gai)率曲(qu)線

圖4   筒體失效概(gai)率曲(qu)線

當下一次(ci)檢(jian)驗(yan)日不確定并(bing)要求推導下一次(ci)檢(jian)驗(yan)日的(de)情況：根據左封頭失效概率曲線，建議(yi)在距最近一次(ci)檢(jian)驗(yan)時間間隔t1=2.3時 （2020年8月左右） 對生產分離器進行檢(jian)驗(yan)，且根據此次(ci)檢(jian)驗(yan)有效性(xing)的(de)類(lei)別(bie)，未來檢(jian)驗(yan)時間應在失效概率第二次(ci)到達5×10-3的(de)時間之前(qian)。

當下(xia)一次(ci)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)日期確定的(de)情況：若概率(lv)第(di)(di)一次(ci)到(dao)達5×10-3的(de)時(shi)間(jian)t1在確定的(de)下(xia)一次(ci)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)日期之前(qian)，建議應在t1時(shi)間(jian)前(qian)提前(qian)對設備執行(xing)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)，并確保執行(xing)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)后，未來失效概率(lv)第(di)(di)二次(ci)到(dao)達5×10-3的(de)時(shi)間(jian)t2要(yao)大于(yu)確定的(de)下(xia)一次(ci)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)日期。

3 結論

（1） 在海洋工(gong)程(cheng)上部靜設備領域，API 581的(de)定量風險(xian)研(yan)究(jiu)方法簡(jian)便且易于(yu)工(gong)程(cheng)應用，且能實現對風險(xian)的(de)準確定量評估；由本(ben)研(yan)究(jiu)所列(lie)的(de)風險(xian)可接受矩(ju)陣，判(pan)定FPSO生產分離(li)器目前(qian)風險(xian)等級為重(zhong)大(da)風險(xian)。

（2） 通過對FPSO生產分離器(qi)的研究(jiu)，內部減薄損傷(shang)、氯化(hua)物應力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)損傷(shang)和保溫(wen)層(ceng)下氯應力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)損傷(shang)是設備損傷(shang)失(shi)效的主要原(yuan)因。

（3） 生產分離器左封頭風險作為(wei)設備風險，根據失效概率曲(qu)線(xian)制(zhi)定檢(jian)驗(yan)周期(qi)，同時依據計算的(de)損傷系數(shu)，對設備失效影響最大的(de)損傷制(zhi)定專項(xiang)檢(jian)驗(yan)計劃。

（4） 按照(zhao)本研究介紹的(de)(de)方法對(dui)FPSO上所有靜設備(bei)壓(ya)力容器和管道進(jin)行風險(xian)研究，得到FPSO所有設備(bei)的(de)(de)風險(xian)等級排序，進(jin)而用于指導現場檢驗資源的(de)(de)合理配置(zhi)。這將(jiang)作為(wei)下一步的(de)(de)重(zhong)點研究工作。