完整性管理在海洋石油工程阶段的运用

2022-09-21 16:44:04 来源:写作指导

完整性管理在海洋石油工程阶段的运用

摘要:在海洋石油工程领域中,为有效规避设备致因的安全风险,实现设备设施作业的安全性、经济性、可靠性,因此须在设计、建造和运行阶段引入完整性管理思路,对设备相应系统及子系统进行面向全生命周期的完整性管理。本文描述了资产完整性管理在国内外的发展状况,描述了海上采油平台工程阶段完整性管理内容及要求,从关键设备监造、安全关键要素和性能标准制定、基于风险的检验、以可靠性为中心的维修等几个方面进行了应用探索,为促进海上采油平台工程阶段完整性管理及实践发展提供良好的借鉴。

关键词:资产完整性;管理;工程阶段;海上;采油平台

0引言

随着我国工程领域管理科学的发展与进步,近年来有关面向风险管理的完整性管理技术的国产化进程也在不断推进,形成并发展了系列国内已开始应用的成熟的资产完整性管理方法。该管理方法的要点在于针对具有不同物性参数的设备,进行具备一定特化性的风险分析评估管理工具[1]。针对于工程建设全生命周期采用全系统化及整体优化的思路进行资产的完备管理,以此达成可靠性、安全性、经济性及环保性的先期预设要求,形成有效的可持续发展节奏[2]。根据近期石油、石化工业发生事故的统计数据,设备设施隐患和故障是引发油气工程安全事故的重要因素之一。因此,迫切需要从设备设施完整性管理手段和策略出发,有效规避设备致因的安全隐患的产生,实现设备的安全生产作业,以确保安全性、经济性及可靠性目标的达成。

1完整性管理发展现状

DNV、ABS机构最早进行相关领域的试验性研究,并在之后于BP、SHELL等大型石化公司进行的设备设施完整性管理应用实践,并展示了大量成本及效益的优化成果。IAM等机构的PAS55标准于2014年1月正式转化为ISO55000国际资产管理族标准,其中包括ISO55000:2014《资产管理-概述、原则和术语》,ISO55001:2014《资产管理-管理体系-要求》,ISO55002:2014《资产管理-管理体系-ISO55001应用指南》等主要内容。近年来,随着国内石油石化企业对资产完整性管理的重视,中石油、中石化的相关企业引入了相关管理的方法和系统软件进行管理。在我国海洋石油领域,则在2011年开始设计较为完善的资产完整性管理机构用以推行相关管理工作[3]。

2工程阶段完整性管理工作概要

海上采油平台工程阶段完整性管理工作,主要是对采油平台工程阶段的风险进行辨识,从而根据风险制定针对性的风险管控措施和检维修的策略,其主要管理包括关键设备监造、安全关键要素和性能标准制定(SCE&PS)、基于风险的检验、以可靠性为中心的维修(RCM)及基线检测。

2.1关键设备监造

关键设备监造是根据关键设备建造工期和调试计划,编制相应的关键设备监造方案。监造内容涵盖人员资质、文件、图纸、证书审核、原材料、钢结构、机加工、热处理、表面涂装、电气仪表、质量控制、调试、出厂试验等方面。监造人员驻厂监造,跟踪设备建造过程,审核工程建造方提交的检验文件,对关键节点进行检查,及时发现建造问题并纠正。

2.2安全关键要素和性能标准制定(SCE&PS)

“安全关键要素”(SCE)具体针对具有关键影响的重点设备设施展开。这些设备设施的风险和隐患往往可能会导致重大事故。通常通过开展重大事故隐患(MAH)来识别SCE。识别设施MAH的方式和方法很多,例如HAZID、HAZOP、FMEA、QRA和PHA等方法。识别出SCE后,需据其特点,制订性能标准(PS)。识别出相应的SCE和PS后,应据其特点制订验证计划,以确保设备性能参数等量化/非量化指标达标。在不同的性能指标和验证阶段操作环境下,需对验证任务计划进行预先制订。

2.3基于风险的检验

基于风险识别的检验方法的落实可有效保障系统的本质安全并控制设备维修成本,形成效益优化作用。该过程视为一种优化策略检验的管理模式,具体可表现为对海洋平台中上部模块工艺系统及公用系统内压力设备的管理实践落实而进行验证。通过此方法可有效提升设备可靠性,控制设备维修成本,确保设备作业安全[4]。在工程实际中,RBI分析内容包括:(1)识别平台上部模块的容器和工艺管道存在的腐蚀机制,并编制压力容器与工艺管道腐蚀回路图册;(2)对平台上部模块的容器和工艺管道进行筛选分析,根据筛选分析结果开展定性/定量风险评估;(3)对高风险容器和管道进行原因分析,提出防腐措施建议;(4)根据风险分析结果,制定检验方案。

2.4以可靠性为中心的维修

以可靠性为中心的维修(RCM)是在保持设备设施根本完整和安全的基础之上对风险进行提前逻辑推演和准确研判,从而制定基于逆向判断的回溯性维修策略,是一种事前判断的风险危害预防性思想。其分析流程主要包括:(1)重要性分级(CR):对设备分组,做出功能描述,确定的设备重要级别,此评定主要依据对安全、环保和经济等因素的评价。(2)失效模式、失效影响及风险分析(FMECA):结合失效模式和其后果的分析,针对性制定风险矩阵划分风险等级,为预防性检维修程序提供指导。(3)制定预防性维修程序:以CR分级和FMECA工作为基础,制定预防性维修程序,降低各种失效模式(或失效原因)发生的可能性,从而使装置风险降低到可接受的水平。

2.5基线检测

工程阶段的基线检测,指在平台建造同时进行基线检测工作,掌握导管架、上部组块、工艺管线、压力容器、海底管道等设备设施危险部位的实际壁厚数据,保障设备设施的建造质量,为运营期管理和风险控制提供基础数据支持。另外,与平台运营期开展的基线检测数据相对比,结合运行时间、运行工况和运行介质等参数,计算得出腐蚀速率,为预测平台生产运行提供风险控制的依据。基线检测前需首先确定检验方案。检验方案的制定必须根据RBI实施的结果即对当前工程设备和结构进行检测分析,彻底了解当前设备设施的风险状况。然后根据风险分析结果,制定检验实施的具体方案,包括位置、范围及频率等。基线检测方法主要包括外观宏观检测(VT)与超声波壁厚检测(UT),如图2所示。

3结语

资产完整性管理是一种可实现企业经营能力优化、资产管理提升的有效途径,当今已广泛应用于世界各国家地区的不同工业领域,其涉及航空航天、军事装备、能源勘探开发、化工生产等不同行业要求的不同情境,在控制风险、提升可靠性、规避事故并提高经济收益方面上取得了显著效果。资产完整性的海上采油平台工程建设阶段落实推广,并通过工程实践使之与设计阶段完整性和运营维护阶段完整性相对接,形成工程完整性全周期管理,综合优化设备设施采办、设计、建造、安装的工作内容或流程,提高设备本质安全能力,确保设备设施的安全可靠,是达成企业竞争力及综合实力提升的重要推手与助力。

作者:李健 单位:中海石油(中国)有限公司天津分公司