风险评估报告

- �� - 论文广场 石油与化工设备 2010年第13卷 压力容器风险评估报告的格式 钱 春1，李业勤2，李 阳2 （1.南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司，江苏 泰兴 225442） （2.常州化工设备有限公司，江苏 常州 213002） [摘 要] 依据《固定式压力容器安全技术监察规程》有关条款的要求，了压力容器风险评估报告的#表格#格式。 [关键词] 压力容器；风险评估；报告格式 作者简介：钱春（1958—），男，江苏泰州人，高级工程师，长期从事压力容器设计、制造等工作。 《固定式压力容器安全技术监察规程》 （TSGR0004-2009）（以下简称“新容规”）于 2009年8月31日颁布，2009年12月1日实施。“新 容规”其中条款3.4设计文件3.4.1通用要求(1)明确 规定：压力容器的设计文件包括强度计算书或者 应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险 评估报告(适用于Ⅲ类压力容器)，设计单位认为必 要时，还应当包括安装与使用维修说明；条款3.6 风险评估明确规定：对第Ⅲ类压力容器，设计时 应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的 风险评估报告。由谢铁军、寿比南等主编的《固 定式压力容器安全技术监察规程》释义中第三章 提出了风险评估报告的基本内容，并指出：正 在制定的我国《承压设备损伤模式判别》草 案中列出了需要考虑的承压设备损伤模式和失效 机理，分为四大类、63种。第1类：机械损伤（3 种）；第2类：腐蚀减薄（31种）；第3类：环境 开裂（20种）；第4类：金相组织变化（9种）。 针对这些损伤模式，在设计中应考虑防止这些损 伤的技术措施等。 鉴于目前尚未有风险评估报告的格式可供遵 循，而此项工作势在必行。为此，笔者根据上述 文献的精神以30m3液氨储罐为例提出了风险评估 报告的格式和内容，以供有关人员参考，并请批 评指正。 XXXX有限公司固定式压力容器风险评估报告 容器名称 30m3液氨储罐 容器类别 Ⅲ类 图 号 XXXX 结构型式 □立式 ■卧式 品 种 □反应（□搅拌） □换热 □分离 ■ 储存 □塔器 设计压力 （MPa） ■单层 □管程 □内胆 □壳程 □夹套 □盘管 设计温度 （℃） ■单层 □管程 □内胆 □壳程 □夹套 □盘管 2.2 -19～50 介质名称 及组分 液氨 (水含量<0.2%) 主要材料 Q345R （正火）16MnⅡ 介质特性 中度毒性 外载荷 ■自重 □风载 □雪载 ■地震载荷□偏心载荷 □ 基本设计参数 - �� -第3期 钱春等 压力容器风险评估报告的格式 主要操作条件工况的描述 工作压力（MPa） ■单层 □管程 □内胆 □壳程 □夹套 □盘管 工 作 温 度 （℃） ■单层 □管程 □内胆 □壳程 □夹套 □盘管 2.03 -10～40 □介质装量（㎏） 15282 ■安全阀 □爆破片 动作压力 2.25 MPa □搅拌转向 □顺 □逆 □转速 r/min □其他： □ 设计工况条件下可能发生的危害 ■爆炸 ■泄漏 ■破损 ■变形 □ 损伤模式和预防措施 ■机械损伤 ■变形 □磨损 □机械疲劳 损伤的表象、形态 1.超装、失园超标导致应力分布不均引起局部过度变形减薄；2.支座及接管与壳体连接处局部应 力集中大，加之腐蚀介质共同作用引起应力腐蚀断裂；3.法兰及仪表接头产生变形导致密封失效 泄漏。 产生该损伤模式的材料 碳钢、低合金钢：标准值ReL＞355MPa；实测值Rm＞630MPa。 影响损伤的关键因素 1.支座及接管与壳体连接处结构设计不合理；2.法兰型式及密封型式选用不合理，包括刚度不足 和加工不符要求；3.未按规定制造和组装；4.焊缝缺陷超标及几何尺寸不符要求；5.介质接触面 焊缝硬度HB＞185；6.超装使气相空间缩小，在温升压力作用下急剧膨胀。 预防损伤的建议措施 1.选用Rm≤630MPa碳钢、低合金钢材料；2.合理选用法兰型式和密封型式，包括仪表接头，并 保证形状尺寸加工符合要求；3.合理的计算和选用支座结构以控制该处的局部应力；4.对接管与 壳体连接处进行合理结构设计，包括焊接接头型式、内伸接管口处倒园和补强等，以控制应力集 中；5.按产品的制造工艺进行制造，做到不强力组装和控制错边量、棱角度；6.对对接接头、角 接头代表焊缝应进行焊接工艺评定，按施焊工艺施焊确保焊缝内外部质量及几何尺寸，并按规定 检验检测，且保证介质接触面焊缝硬度HB≤185；7.去应力热处理；8.必要时，可考虑进行泄漏试 验。（注：本台已考虑了作气密性试验） 腐蚀减薄 ■全面腐蚀 （均匀腐蚀） □无机酸腐蚀（□盐酸 □硫酸 □硝酸 □磷酸 □碳酸 □氢氟酸）□有机酸腐蚀（□环烷酸 □ 乙酸（醋酸） □甲酸 □对苯二甲酸 □乙二酸 □石碳酸/N-甲基吡咯烷酮 □荼胺酸）□盐 □有 机物 □水 □二氧化碳 □烟气 □苛性碱 □氨 □硫化物 □高温氧化■大气 □土壤 □露点腐蚀 损伤的表象、形态 外表面：化学或电化学反应在全部暴露的表面或大部分面积上均匀的腐蚀，导致壳壁减薄，最后 使强度不足而报废。 产生该损伤模式的材料 本台产品材料。 影响损伤的关键因素 大气中的氧化腐蚀。 预防损伤的建议措施 外表面采用能阻隔大气腐蚀的油漆或涂料防腐。 □腐蚀减薄 □局部腐蚀 □非均匀腐蚀 □局部减薄 损伤的表象、形态 / 产生该损伤模式的材料 / 影响损伤的关键因素 / 预防损伤的建议措施 / ■腐蚀减薄 ■点腐蚀 （坑蚀） □晶间腐蚀 □选择性腐蚀 □电偶腐蚀 ■缝隙腐蚀 □微生物腐蚀 损伤的表象、形态 金属表面由于存在异物和结构原因形成缝隙，使缝内溶液与腐蚀有关的物质迁移困难，引起缝隙 内金属的腐蚀，法兰面泄漏。 产生该损伤模式的材料 本台材料。 - �0 - 论文广场 石油与化工设备 2010年第13卷 影响损伤的关键因素 重要几何因素，包括几何形状、缝隙的宽度和深度以及缝隙的内外面积比等。 预防损伤的建议措施 1.设计时应保证溶液在排空时无残余溶液存在，应防止有尖锐的角落或部位以防碎屑在该部位的 堆积；2.接触介质面的焊缝应进行表面无损检测，表面和近表面不得有开口型缺陷；3.设备就位 时应按图样在纵轴线上成一定倾斜度，使排污口处于最低位。4.设备内介质放空后如间隔使用 时，应将内部清理干净。 ■环境开裂 □氢致开裂 □应力导向氢致开裂 □硫化物应力腐蚀开裂 □氢化物应力开裂 □内部生成氢化物 导致开裂 □氢腐蚀 □氢脆 □鼓包 □胺 ■氨 □碱 □碳酸盐 □氯化物 □连多硫酸 □液态金 属 □氢氟酸 □高温水 □腐蚀疲劳 □热疲劳 □蠕变 损伤的机理、表象和形 态 1.机理：在CO-CO2-H2O环境中，CO2溶解于水生成碳酸，使pH值下降至3.3。在该条件下通入CO气 体，使其吸附在金属表面，阻止了碳酸，引起钢的全面腐蚀。这时若加载应力，由于滑移而在表 面生成台阶，露出新生面，金属开始溶解此新生面为阳极，其周围的CO吸附层为阴极，而使开裂 发生。2.表象和形态为：（1）从焊缝表面和射线底片上观察，裂纹可能呈断续存在，近似横向居 多且呈网状或龟裂状；（2）从断面金相看，宏观：腐蚀区呈树枝状裂纹；微观：沿晶、穿晶或 沿、穿晶混合裂纹。 产生该损伤模式的材料 碳钢、低合金钢：标准值ReL＞355MPa；实测值Rm＞630MPa；CE＞0.45%；HV＞245（单个值）。 影响损伤的关键因素 1.在充装、排料和检修过程中，容易受空气污染，而大气中的氧和二氧化碳能促进液氨应力腐 蚀；2.水含量＜0.2%；3.使用温度高于-5℃；4.材料实测Rm＞630MPa时能促进应力腐蚀加剧。 预防损伤的建议措施 1.选用材料的要求及限制条件应按HG20582 6.7.2条第2款（1）～（5）的规定；2.合理的设计结 构以避免应力集中，包括焊接接头型式，如接管内伸应倒园；3.焊接按HG20582，6.7.2条第4款 （1）～（5）的规定；4.采用HB≤185焊接工艺施焊；5.炉内整体消除应力热处理；6.介质接触表面 采用喷丸处理产生压应力；7.使用温度应低于-5℃和添加含水量超过0.2%的水作缓蚀剂。 □金相组织变化 □球化 □石墨化 □硬化 □σ相和Χ相脆化 □885℉/475℃脆化 □回火脆化 □碳化物沉淀硬化 □渗碳 □脱碳 □渗氮 损伤的表象、形态 / 产生该损伤模式的材料 / 影响损伤的关键因素 / 预防损伤的建议措施 / ■设计中载荷和安全系数的考虑：考虑了压力、温度、自重和地震载荷等，其中安全系数已按照TSG R0004-2009《固定 式压力容器安全技术监察规程》选取（已在SW6-98 V6.0软件中体现）。 介质的性质 ■使用中发生少量泄漏 处置措施 1.制定堵漏工艺并演练；2.对堵漏人员进行培训（含对毒性气体安全防 护）；3.出现少量泄漏时按堵漏措施或工艺进行堵漏。 ■使用中发生大量泄漏 和涌出 处置措施 1.制定应急预案并进行演练，包括：组织领导、报警和上报、人员疏散和人 员抢救、防护用具的正确使用、切断介质输入和输出口及动力源、实施堵 漏、稀释扩散周围空气中的氨浓度及涌出的介质；2.出现大量泄漏或涌出按 应急预案科学指挥和实施。 ■爆炸 处置措施 1.制定爆炸应急预案并进行演练，包括：组织领导、报警和上报、人员疏散 和人员抢救、防护用具的正确使用、切断介质输入输出口及动力源、消防器 材正确使用；稀释周围扩散空气中的氨浓度，以防止与空气或其他禁忌介质 混合形成二次爆燃或爆炸；2.出现爆炸按应急预案科学指挥和实施。 根据周围人员的可能伤及情况 人员要求 1.制定严格的#管理制度#和事故预防预案；2.对与其相关的人员，包括应急救援人员，应进行氨毒 性防护及救护的知识培训，对关键操作人员应培训考核合格后上岗；3.设备位置应尽量选建在常 年风向下风口的人员稀疏区。 防护设备 1.应配备：对设备器壁表面降温设施，如水喷淋装置及水池；堵漏设备及设施；周围空气中的氨 浓度报警仪；防毒面具及防护服；接地电阻测试仪；消防器材并在有效期内；装卸防静电火花措 施；设备装避雷装置。2.对动力源、动力线路及照明装置应采取防爆或隔爆措施。3.划分控制区 和非控制区并有警示标识或标志。 - �� -第3期 建造过程中的损伤及预防措施 起吊 影响损伤的关键因素 撞伤、失圆超标。 预防损伤的建议措施 起吊人员应持证上岗并按起吊规程操作，超吊前应检查起吊设备和吊具的安 全可靠性，起吊时应尽量保持起吊重心与设备重心一致。 运输 影响损伤的关键因素 碰撞、跌落。 预防损伤的建议措施 运输前、中，设备应固定牢固，尽量不超载，对超高和超宽运输应有防护措 施。 检验 影响损伤的关键因素 漏检、误检和误判。 预防损伤的建议措施 应制定检验管理制度和检验规程或计划，检验人员应培训上岗，按规定检 验、试验并记录、报告且数据准确可靠和可追溯。 安装 影响损伤的关键因素 安装不当，引起损伤超标和附加约束反力增大及排污不畅。 预防损伤的建议措施 1.应由具有安装资质的单位进行安装；2.安装前应按系统图制定安装工艺并 履行审批；3.安装时控制管道接口与设备接口的刚性约束以及支座与基础连 接时应留有一定的伸缩量，设备就位时应沿纵轴线按图样规定呈倾斜度就 位；使排污口处于最低点；4.安装后投运前应按规定检验、试验（监检）并 记录、报告。 操作 影响损伤的关键因素 1.不按规定的工况操作或误操作；2.安全附件失灵。 预防损伤的建议措施 1.制定安全管理制度和操作规程；2.操作人员上岗前应培训；3.按操作规程 操作并记录且数据可靠和具追溯性；4.控制介质浓度及超装和超温；5.经常 检查安全附件的可靠性和灵敏度 使用说明及注意事项： 1.按“新容规”要求在使用前登记注册；2.应制定安全使用管理制度和操作规程；3.对装卸物料的操作人员应进行岗位 培训并严格按操作规程操作且记录；4.最大压力不得超过图样规定的最高允许工作压力（如未规定的，不得超过设计压 力）；5.控制使用温度不高于-5℃；6.控制装量不超过图样规定；7.控制介质的浓度及纯度；8.保持设备内有＞0.2%的水 作缓蚀剂；9.定期或不定期检查安全附件（含仪表）是否失灵，是否在有效期内，包括氨浓度报警装置；10.对容易发生泄 漏处应经常检查，发现泄漏应立即按应急预案进行实施；11.禁止与液氯（或氯气）等禁忌介质相接触，以防止发生爆炸； 12.在控制区内禁止明火。 维修中的注意事项： 1.由具有相应维修资质的单位进行维修；2.维修前内部清洗置换；3.制定维修并按规定审批，并明确维修处不得有人为的 损伤和结构的不连续性，且确保设备本质安全符合规定要求；4.按维修方案实施和检验、试验（含监检）并记录、报告。 改造中的注意事项： 1.由具有相应改造资质的单位进行改造；2.改造前内部清洗置换；3.制定改造方案并按规定审批，并确保改变的运行参数 或材料或结构及尺寸应满足设备本质安全的要求；4.按改造方案实施和检验、试验（含监检）并记录、报告 注：“□”内根据需要作选择，可选标识在“□”内打“√”，也可用电子版格式在“□”上覆盖■。无论采用何种方式，整个评估报告 应统一。 编制/日期： 校核/日期： 审核/日期： 批准/日期： ◆参考文献 [1] TSGR0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S] [2] 谢铁军，寿比南等主编.《固定式压力容器安全技术监 察规程》释义[M].北京：新华出版社，2009. [3] 左景尹，左禹编著.腐蚀数据与选材手册[M].北京：化学 工业出版社，1995. [4] 任凌波，任晓蕾编著.压力容器腐蚀与控制[M].北京：化 学工业出版社，2003. [5] 赵勇主编.最新化工企业安全生产管理规章制度与强制 性标准及安全事故防范全书[M].银声音像出版社，2005. [6] 强天鹏编著.压力容器检验[M].北京：新华出版社， 2008. 收稿日期：2010-01-31；修回日期：2010-03-08 钱春等 压力容器风险评估报告的格式 压力容器风险评估报告的格式 作者： 钱春， 李业勤， 李阳 作者单位： 钱春(南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司,江苏,泰兴,225442)， 李业勤,李阳(常州化工设备有限公司 ,江苏,常州,213002) 刊名： 石油和化工设备 英文刊名： PETRO & CHEMICAL EQUIPMENT 年，卷(期)： 2010，13(3) 被引用次数： 0次 参考文献(6条) 1.TSG R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程 2.谢铁军.寿比南 <固定式压力容器安全技术监察规程>释义 2009 3.左景尹.左禹 腐蚀数据与选材手册 1995 4.任凌波.任晓蕾 压力容器腐蚀与控制 2003 5.赵勇 最新化工企业安全生产管理规章制度与强制性标准及安全事故防范全书 2005 6.强天鹏 压力容器检验 2008 相似文献(10条) 1.会议论文 陈钢.左尚志.陶雪荣.贾国栋.何仁洋.孙亮 压力容器压力管道的风险评估技术 本文简介了压力容器压力管道风险评估技术的基本原理,包括压力容器及工业管道的RBI技术和埋地管道的风险评估技术.以化工厂EVA装置和高压燃气管道风险评估的实例为核心 ,阐述了压力容器压力管道风险评估技术在我国的应用情况.归纳了我国压力容器压力管道风险评估技术发展趋势. 2.期刊论文 陈学东.艾志斌.李景辰.顾望平.寿比南.贾国栋.谢铁军.陈钢.王晓雷.高继轩 压力容器风险评估技术在国家安全技术中 的采用 -压力容器2008,25(12) 在即将颁布的国家安全技术规范"固定式压力容器安全技术监察规程"中采用了承压设备风险评估技术,受规范编制组委托,本文结合近十年国内外风险评估技术研究与应用实践 ,就规范中的相关条款做一简要说明. 3.期刊论文 陈钢.左尚志.陶雪荣.贾国栋.何仁洋.孙亮.CHEN Gang.ZUO Shang-zhi.TAO Xue-rong.JIA Guo-dong.HE Ren-yang.SUN Liang 承压设备的风险评估技术及其在我国的应用和发展趋势 -中国安全生产科学技术2005,1(1) 本文简介了压力容器、压力管道等承压设备的风险评估技术的基本原理,包括成套装置的RBI技术和埋地管道的风险评估技术.以化工厂EVA装置和高压燃气管道风险评估的实例为 核心,阐述了承压设备风险评估技术在我国的应用情况.归纳了我国承压设备风险评估技术发展趋势. 4.会议论文 陈钢.贾国栋.谢铁军.左尚志.孙亮 关于完善我国压力容器压力管道定期检验规范体系的思考 2006 本文简要介绍了我国现行压力容器、压力管道定期检验规范体系,并与相应的API规范进行了对比分析.针对经济性与安全性、一般性与特殊性统一的需要,技术进步的需要和转变 检验思路的需要,提出了完善我国现行压力容器、压力管道定期检验规范体系的思路.即:对一般性的压力容器和压力管道,沿用现行的压力容器、压力管道定期检验规范体系;对成套 装置和特殊压力容器,建立包括风险评估、合于使用评价、在线检验检测的技术规范和标准的检验规范体系. 5.学位论文 夏立 压力容器及管道RBI技术解读及改进的研究 2008 基于风险的检测(RBI)是在追求系统安全性与经济性统一的理念基础上建立起来的一种优化检验策略的方法，该方法能帮助企业优化检验策略，有效降低设备风险，提高企业利 润，增强了企业的市场竞争力。欧美国家将该技术应用于各类行业，并取得了良好的效果。因此，在现代工业应用这项技术必将成为一种趋势。 然而，在我国，RBI技术还不能很好的适用于各个行业，例如，作为石化行业的RBI技术--APIRBI方法虽然在炼油厂得到了一定的应用，但由于我国炼油厂设备存在较多的先天性 缺陷，该方法中的基础数据(通用失效概率)及其分析方法不能很好适用，偏差较大。针对这些问题，本文拟将以APIRBI技术作为研究对象，在对其进行详细解读的基础上，分析该方 法的不足点，同时提出相应的改进方案，最后建立适合我国压力容器及管道的RBI技术。论文着重就以下几点展开工作： 1.分析比较不同行业的RBI技术，指出了石化行业APIRBI方法相对简单、准确、有效的技术特点，能较好的满足压力容器与压力管道的风险评估要求；同时对该方法从法律法规 、应用软件、理论模型、风险评估算法等方面进行了详细的挖掘分析；基于上述分析，指出该方法作为我国压力容器与压力管道RBI技术的缺陷：①基础数据(通用失效概率)的局限 性的缺陷：不符合我国国情、行业针对性强、缺乏数据更新、忽视容器体积差异；②失效后果评估算法--单一代表性介质法只能适用于炼油行业的缺陷。最后针对这两方面的缺陷提 出了相应的改进方案。 2.针对通用失效概率的局限性，首次探索性地建立适合我国的压力容器及管道的失效数据库，并对失效数据进行分类管理，最后分别建立了针对压力容器、压力管道的通用失效 概率的统计计算模型，提出了相应的统计计算方法。 3.依据API581中对通用失效概率的修正原理，建立了针对新获得的通用失效概率在各失效模式下的损伤因子的算法。在分析失效后果局限性的原因的基础上，改进失效后果计算 方法，同时引进气液混合两相泄放公式，以准确计算由化合物在泄放孔泄放时因闪蒸带来的影响，然后以实例验证了本算法的合理性和有效性。 4.针对改进后的RBI计算方法，开发了适用于压力容器及管道的风险评价软件RBI-SEE。该软件包含了失效数据库与RBI数据库。实现失效数据管理与风险的计算。 6.会议论文 林筱华 4级5级压力容器低风险处置的方法 2006 某石化公司1999年有安全状况等级4级5级的压力容器89台,根据国家质量技术监督局1999年颁发的<压力容器安全技术监察规程>的规定已经不允许继续使用.为此,在确保装置安 全、不影响生产、尽量节约费用和符合现行规范标准的前提下,对这些设备进行了评估和分类,分别制定有效措施进行处理.除少数无返修价值的设备予以报废外,大部分设备采取了安 全评定、风险评估、检验返修升级的方法,消除隐患予以升级.由于方案正确、措施得力,实现了"少化钱、多办事、办好事"的目的,于2001年年中完全消除了安全状况等级4级5级的压 力容器. 7.期刊论文 毛华群.张琼.茅根新.贝聿仁.黄振海.MAO Hua-qun.ZHANG Qiong.MAO Gen-xin.BEI Yu-ren.HUANG Zhen-hai 在役压力容器 免耐压试验替代方法与管理模式研究 -化工设备与管道2009,46(2) 现代化大型企业中一些在役压力容器由于种种客观原因难以按照法规进行耐压试验,针对这一问题提出制定替代方法需要考虑的七个方面因素;研究了基于风险的检验方法和检验 策略,并同我国现行定期检验规范进行了比较,提出可以借鉴风险评估的方法,为确定免除耐压试验替代方法提供依据;给出了制定事故应急预案的编制指南,最后提出大型企业在役压 力容器免除耐压试验的安全管理模式框架. 8.期刊论文 张宝疆.刘辉 秦山核电二期扩建工程4#机组压力容器安装前阶段计划工期的风险评估和影响分析 -科技与生活2010,""(8) 结合秦山核电二期扩建工程2台65万千瓦级商用核电站,总体从压力容器安装的计划准备、安装过程中出现的问题对工期的风险评估、产生的相关索赔问题、如何规避此类风险 ,使之安装过程更为顺畅,更加科学合理,分别从进度计划的审查、跟踪,制约工程的主要因素等方面做了详细说明,为后续核电机组的进度控制工作提供参考. 9.会议论文 毛华群.张琼.茅根新.贝聿仁 在役压力容器免除耐压试验替代方法与管理模式研究 2008 在现代化大型企业中，存在一些在役压力容器由于种种客观原因难以按照法规进行耐压试验。本文针对如何解决这一问题涉及的关键技术进行了研究，提出制订替代方法需要考 虑的七个方面因素;研究了基于风险的检验方法和检验策略，并同我国现行定期检验规范进行了比较，提出可以借鉴风险评估的方法，为确定免除耐压试验替代方法提供依据;给出了 制订事故应急预案的编制指南，最后提出大型企业在役压力容器免除耐压试验的安全管理模式框架。 10.会议论文 李贵军.兰正贵.谢守明 基于风险的检验技术在苯乙烯装置中的应用 2006 基于风险的检验(RBI)是追求安全性和经济性统一的管理方法,在国外应用于炼油、化工、电力等许多工业领域的压力容器和管道,自上世纪末以来已经在我国的多套石油化工装 置中得到了应用.本文应用英国Tischuk公司开发的RBI软件(T-OCA),对苯乙烯装置脱氢反应系统进行了风险评估,提出了基于风险的检验策略,并对石油化工装置开展RBI工作中的一些 问题,和基于风险的设备安全保障技术对保证石油化工装置长周期安全运行的作用进行了讨论,提出了今后石油化工装置开展RBI工作的建议. 本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hgsbyffs201003004.aspx 下载时间：2010年9月7日