Инспекция сосудов, работающих под давлением, и технологических трубопроводов как составляющая системы управления промышленной безопасностью

Размещено на http://www.allbest.ru/

Акционерное общество «Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры»

Инспекция сосудов, работающих под давлением, и технологических трубопроводов как составляющая системы управления промышленной безопасностью

заместитель заведующего отделом оценки соответствия

Крылов Денис Иванович

заведующий отделом оценки соответствия

Макеев Максим Владимирович

кандидат технических наук, заместитель технического директора

Мищенко Игорь Григорьевич

инженер 1 категории отдела оценки соответствия

Тарасов Павел Андреевич

Аннотация

В данной статье описывается риск ориентированный подход по проведению инспекций сосудов, работающих под давлением, и технологических трубопроводов в рамках обеспечения системы управления промышленной безопасностью.

Ключевые слова: инспекция сосудов и трубопроводов, система управления промышленной безопасностью.

Abstract

This article describes a risk based approach for the inspection of pressure vessels and process piping as part of a control system of industrial safety.

Keywords: inspection vessels and piping, the system of industrial safety.

В соответствии с изменениями к Федеральному закону [1], вступившими в силу c 01.01.2014, организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты (ОПО) I или II класса опасности, обязаны создать систему управления промышленной безопасностью (СУПБ) и обеспечить ее функционирование.

СУПБ должна обеспечивать:

1. Идентификацию, анализ и прогнозирование риска аварий на ОПО и связанных с такими авариями угроз.

2. Планирование и реализацию мер по снижению риска аварий на ОПО.

3. Своевременную корректировку мер по снижению риска аварий на ОПО.

4. Участие работников организаций, эксплуатирующих ОПО, в разработке и реализации мер по снижению риска аварий на ОПО.

На сегодняшний день большинство предприятий проводят инспекции сосудов, работающих под давлением, и технологических трубопроводов в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил [2] и ГОСТ 32569-2013 [3].

При этом периодичность проведения освидетельствований и ревизий определена в виде ряда чисел в зависимости от класса опасности и скорости коррозии объекта. Текущее техническое состояние объекта, остаточная толщина стенки, степень его изношенности при назначении срока следующего освидетельствования и ревизии во внимание не принимаются. Также следует отметить, что из числа вероятных видов деградации принимаются во внимание только процессы, приводящие к утонению стенки. Кроме того, подразумевается, что эти процессы имеют достаточно стабильный характер, а скорость коррозии/эрозии определена с достаточной точностью.

Реальная картина эксплуатационного поведения оборудования нефтегазодобывающих производств является значительно более сложной. Ряд возможных и весьма опасных видов деградации не являются прогнозируемыми, могут проявиться на любой стадии эксплуатации (например, коррозия под теплоизоляцией и обшивкой, коррозионное растрескивание под напряжением и др.). Коррозия и эрозия имеют, как правило, неравномерный, локальный характер. Во многих случаях скорость коррозии нарастает со временем, в том числе в связи с постепенным изменением обводненности и фазового состава добываемого флюида и нефтепромысловых сред.

Это приводит к тому, что большинство отказов оборудования непредсказуемо, а те, которые можно предсказать, редко учитываются при планировании работ. Система инспекций, установленная в нормативных документах [2, 3], не позволяет в полной мере реализовать требования Федерального закона [1] по созданию СУПБ.

В процессе разработки СУПБ, помимо уже сложившихся практик организации работ по обеспечению промышленной безопасности, необходимо определить и сформировать:

– концепцию, позволяющую выполнить идентификацию опасностей и оценку риска возникновения аварий, исходя из вероятности отказа трубопроводов и оборудования, работающего под давлением, и величины последствий аварии, определить критичность данного оборудования (уровень приемлемого риска);

– порядок планирования работ, осуществляемых в рамках СУПБ, и перечень документов планирования мероприятий по снижению риска аварий на ОПО;

– методики, позволяющие осуществлять инспекцию трубопроводов и оборудования, работающего под давлением, с учетом фактора риска.

Данный подход позволит проводить идентификацию, анализ и прогнозирование риска аварий на ОПО и связанных с такими авариями угроз и, соответственно, осуществлять менеджмент рисков аварий.

Для реализации вышеуказанного подхода в качестве базовых моделей предлагается применить уже зарекомендовавшую себя в мировой практике систему - RBI (Risk Based Inspection) - инспектирование с учетом факторов риска. промышленный безопасность технический трубопровод

Вышеуказанный подход широко используется в нефтегазовой отрасли зарубежных компаний, а также описан в стандартах API-580 «Risk-based Inspection» [4] и API-581 «Risk-Based Inspection Technology» [5].

Деградационные процессы, протекающие в технологических трубопроводах и сосудах, работающих под давлением, с течением времени могут привести к их отказу с потерей технической целостности оборудования, что может привести к аварии на ОПО. Соответственно, проведением идентификации, анализа и прогнозирования видов и скорости деградации в оборудовании обеспечивается контроль и снижение риска аварий на ОПО.

Оценка вероятности отказа при развитии деградационных процессов должна учитывать все возможные факторы, вызывающие деградацию, как зависящие, так и не зависящие от времени эксплуатации. Выделяются прогнозируемые (определяются в процессе проектирования технического устройства) и непрогнозируемые (определяются в ходе регламентных обследований технических устройств) виды деградации.

Для каждого установленного вида деградации определяются значения вероятности отказа при развитии деградации, которые разбиваются по категориям, например, от А до D следующим образом:

– категория вероятности А (высокая) - возможны отдельные отказы оборудования в течение всего периода эксплуатации;

– категория вероятности B (средняя) - возможны в принципе отказы оборудования в течение всего периода эксплуатации;

– категория вероятности C (низкая) - отказы оборудования вряд ли возможны; - категория D (незначительная) - отказы оборудования практически невозможны.

Развитие деградации приводит к определенным сценариям последствий. Программа инспектирования технических устройств, применяемых на ОПО, должна разрабатываться на основе установленных механизмов деградаций и вероятных сценариев последствий (рассматриваются только правдоподобные сценарии, научнообоснованные и опирающиеся на накопленный опыт).

Последствия, возникающие при наступлении отказа, подразделяются по относительным категориям, начиная от I (наиболее серьезные, например, пожар, взрыв) до V (самые незначительные, например, небольшая утечка без экологических последствий или без воздействия на безопасность).

Рис. 1. Матрица уровней риска (критичности оборудования) (А{III-II-I}-B{II-I}-C{I}) - зона высокого риска; (А{V-IV}-B{V-IV-III}-C{IV-III-II}-D{III-II-I}) - зона умеренного (среднего) риска; (C{V}-D{V-IV}) - зона низкого риска

Сочетание вероятности отказа при развитии деградации и последствий, возникающих при наступлении отказа, является критичностью оборудования. Критичность оборудования показана на рисунке 1 в виде матрицы уровней риска и определяется как пересечение значений осей «Вероятность отказа» и «Последствия отказа».

В соответствии с критичностью оборудования проводится категорирование трубопроводов и сосудов, работающих под давлением.

При оценке критичности оборудования также необходимо принимать во внимание классы опасности технологических сред и категории технических устройств по степени их опасности, установленные нормативными документами [2, 3], данные соответствующих разделов деклараций промышленной безопасности и планов ликвидации аварий на ОПО.

Использование программы RBI в большей степени снижает риск возникновения отказов, связанных с нарушением целостности оборудования, чем при тех же затратах использования программы инспекции, принятой в нормативном порядке.

В основе инспектирования лежит обстоятельство, что вероятность наступления отказа, связанного с нарушением целостности оборудования, для различных трубопроводов и сосудов, входящих в состав технологического процесса, не одинакова. RBI концентрирует усилия по инспектированию и обслуживанию в тех секторах, где риск и возможные последствия наиболее велики.

Главные задачи инспектирования:

– концентрация усилий на определение и снижение реальных рисков и угроз безопасности;

– повышение коэффициента готовности за счет остановки оборудования на проведение только самых необходимых инспекций;

– снижение затрат на обслуживание за счет исключения излишних подготовительных операций; - повышение безопасности за счет исключения угроз, связанных с подготовкой к инспекции.

Данный подход полностью соответствует требованиям Федерального закона [1] в части реализации СУПБ и позволяет:

– перераспределить силы и средства, выделенные на проведение технического диагностирования таким образом, чтобы:

а) обеспечить работу технических устройств в течение срока службы в зоне умеренного (среднего) риска согласно матрице, приведенной на рисунке 1;

б) обоснованно уменьшать межинспеционный интервал при уменьшении остаточного ресурса технического

устройства;

в) обоснованно изменять объём работ по техническому диагностированию, входящих в программу инспекции технического устройства, по результатам предыдущих инспекций и уменьшении остаточного ресурса технического устройства;

– в ряде случаев проводить диагностирование оборудования без вывода его из эксплуатации и проведения, впоследствии, гидравлических (пневматических) испытаний.

Соответственно, экономический эффект от внедрения данных технологий достигается за счет снижения затрат на подготовку к проведению диагностирования, проведение ряда работ по диагностике, уменьшения простоя комплексов при проведении работ по диагностированию, а также за счет выделения средств только на необходимый ремонт и техническое обслуживание оборудования.

Литература

1. Закон Российской Федерации № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 г.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116).

3. ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывоопасных и химически опасных производствах».

4. API RP 580 - Risk Based Inspection.

5. API PUBL 581 - Risk Based Inspection Base Resource Document.

6. Руководство по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах» (утверждены приказом Ростехнадзора от 13.05.2012 № 188).

7. Руководство по безопасности «Методика оценки риска аварий на технологических трубопроводах, связанных с перемещением взрывопожароопасных газов» (утверждена приказом Ростехнадзора от 17.09.2015 № 365).

8. Руководство по безопасности «Методика оценки риска аварий на технологических трубопроводах, связанных с перемещением взрывопожароопасных жидкостей» (утверждена приказом Ростехнадзора от 17.09.2015 № 366).

9. Руководство по безопасности «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов» (утверждены приказом Ростехнадзора от 27.12.2012 № 784).

Размещено на Allbest.ru