Изучение API 581: Углубление в расчеты инспекций с учетом риска 

API 581, разработанный Американским институтом нефти (API), является ключевым стандартом в области инспекций, основанных на оценке рисков (RBI).

Он предоставляет количественную методологию для составления планов проверок с учетом риска, связанного с каждой единицей оборудования и его компонентами.

Этот подход применим к различным типам стационарного оборудования, работающего под давлением, включая сосуды под давлением, трубопроводы, резервуары, устройства сброса давления (УСПД) и трубные пучки теплообменников. 

Прежде чем углубиться в API 581, давайте разберемся, чем он отличается от API 580: API 580 устанавливает общие принципы и минимальные рекомендации для RBI.

С другой стороны, API 581 идет дальше, предоставляя точные количественные методы для составления плана инспекции. В этой статье мы более подробно рассмотрим методы расчета по API 581. 

Расчет рисков по API 581 включает в себя два основных компонента: 

Риск - это вероятность неудачи (POF) в сочетании с последствиями неудачи (COF): 

Риск = POF x COF 

Стандарт API 581 состоит из различных частей. Часть 2 посвящена определению вероятности отказа при оценке API RBI, а часть 3 - проведению анализа последствий при оценке API RBI. Давайте рассмотрим детали, изложенные в стандарте. 

В API 581 Part 2 основное внимание уделяется расчету вероятности отказа (POF). Рекомендуется использовать два метода: 

Давайте немного остановимся на более распространенном методе GFF. Формула GFF определяет шанс того, что предмет снаряжения выйдет из строя из-за определенного типа повреждений:  

Pf(t) = gff * FMS * Df(t) 

где: 

Общая частота отказов (GFF) устанавливается в значении, репрезентативном для данных об отказах в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Эти значения GFF приведены в таблице 3.1 стандарта API 581, часть 2. Для моделирования сценариев выброса (от небольшой утечки до разрыва) используются четыре размера отверстий, а коэффициент ошибок устанавливается в диапазоне от 3 до 10 %. 

Коэффициент системы управления (FMS) учитывает вероятность обнаружения накапливающихся повреждений, ведущих к потере защитной оболочки, до того, как они станут критическими. Он напрямую коррелирует с эффективностью программы обеспечения механической целостности объекта и единообразно применяется ко всем компонентам объекта. При этом учитываются такие факторы, как качество инспекции, эффективность управления коррозией и соблюдение соответствующих материалов и норм проектирования. Определение FMS обычно включает структурированную оценку, которая может включать анкету или систему баллов. 

Основная функция коэффициента повреждения (DF) заключается в статистической оценке количества повреждений, которые могут присутствовать в зависимости от времени эксплуатации, и эффективности инспекционных мероприятий для количественной оценки этих повреждений. DF определяется на основе таких факторов, как: 

API 581 предоставляет DF для следующих восьми механизмов:  

В стандарте API 518 вы найдете подробные инструкции по выполнению каждого из этих расчетов DF. Как правило, для расчета одного коэффициента повреждения требуется множество входных параметров.  

В части 3 стандарта API 581 представлены методики расчета последствий отказа (COF), предлагающие два метода: 

Уровень 1 основан на уравнениях с набором известных переменных, разработанных для типичных жидкостей, встречающихся на нефтеперерабатывающих и нефтехимических установках. Он подходит для ситуаций, когда состав жидкости известен и находится в пределах стандартных параметров.

Уровень 2, с другой стороны, предлагает тщательный анализ сложных или неопределенных составов жидкостей. Он позволяет провести более детальную оценку за счет учета дополнительных переменных по сравнению с уровнем 1. Обратите внимание, что расчет COF не зависит от фактора повреждения. 

Рассмотрим подробнее метод уровня 1, который используется чаще всего. Здесь эталонные жидкости приведены в стандарте API 581. Для оценки следует выбрать эталонную жидкость, наиболее близкую по температуре кипения и молекулярному весу к рассматриваемому веществу.  

API 581 определяет последствия потери защитной оболочки в количественном выражении: 

В зоне поражения оцениваются воспламеняющиеся, токсичные, невоспламеняющиеся и нетоксичные последствия, а также учитывается как зона последствий повреждения компонентов, так и зона последствий травмирования персонала.  

Финансовые последствия учитывают затраты, связанные с: Повреждение компонентов; Потеря производства; Травмы (или) гибель персонала; Ущерб окружающей среде. 

Реализация уровня 1 "Последствия отказа" (COF) в API 581 включает следующие шаги: 

Исчерпывающее руководство по выполнению каждого из этих расчетов можно найти в стандарте API 518.  

Результатом оценки RBI по API 581 является определение частоты или периодичности проверок, объема работ и приоритетов. Давайте посмотрим, как мы пришли к этому результату. 

В стандарте API 581 используются матрицы рисков для визуализации и определения приоритетности рисков, связанных с различными частями оборудования. Матрица рисков - это простой графический инструмент, который иллюстрирует профиль риска актива.

Как правило, это график, на одной стороне которого указана вероятность отказа (POF), а на другой - последствия отказа (COF). Каждая ячейка в матрице представляет собой отдельную комбинацию POF и COF, обозначающую уникальный уровень риска.

Эта матрица помогает определить оборудование с высоким уровнем риска, требующее срочного внимания, и оборудование с низким уровнем риска, которое можно проверять реже. 

В результате расчетов POF и COF определяется категория POF (1, 2, 3, 4 или 5) и категория COF (A, B, C, D или E) на основе заранее установленных диапазонов, описанных в стандарте API 581. Эти две категории наносятся на матрицу рисков (как показано синей буквой "R" на рисунке ниже). 

Кроме того, необходимо установить целевой критерий риска, например "Средний" (как показано на рисунке ниже).

Обратите внимание, что критерий целевого риска не определен в API 581, что позволяет вашей компании определить его самостоятельно. Последующие итерационные расчеты (путем увеличения возраста) выполняются для определения момента превышения целевого риска (указано синей стрелкой на изображении ниже). На основании этого определяется максимальный интервал между проверками и дата следующей проверки. 

В итоге расчеты по API 581 приводят к составлению подробного плана проверок, учитывающего риск каждого элемента оборудования.

В этом плане подробно описывается, когда (дата следующей проверки) и как (методы проверки и охват) проводить проверку. Расчеты рисков по API 581 помогают выявить и измерить риски для всего оборудования, на которое распространяется действие стандарта, обеспечивая четкое понимание рисков и способов управления ими, что в конечном итоге позволяет снизить риски на перерабатывающих предприятиях. 

В заключение следует отметить, что наше программное обеспечение IMS (PEI) уже давно поддерживает методологию S-RBI, соответствующую подходу Shell, основанному на оценке рисков, и стандарту API 580.

Расширяя свои возможности для количественной оценки RBI по API 581, мы осознаем необходимость беспрепятственной интеграции расчетов рисков по API 518 в IMS. Это обеспечивает доступ к множеству параметров, необходимых для расчетов по API 581, с использованием четко определенного оборудования и компонентов нашего программного обеспечения. 

Кроме того, важно подчеркнуть, что IMS PEI органично сочетает модуль RBI с системой управления данными инспекций (IDMS), предлагая комплексное решение для управления инспекциями и техническим обслуживанием.

Эта интеграция расширяется, позволяя взаимодействовать с CMMS вашего предприятия, например, SAP, для повышения эффективности работы. 

Забегая вперед, скажу, что с IMS у вас будет возможность выбрать методику RBI, которая наилучшим образом соответствует вашим конкретным производственным требованиям. Такая гибкость подчеркивает наше стремление предоставить вам инструменты, необходимые для эффективного управления рисками и поддержания целостности активов на ваших предприятиях.