Инспектирование с учетом факторов риска

В настоящее время большинство российских предприятий проводят первоочередное техническое обслуживание по годовым графикам планово-предупредительных ремонтов (ППР) для оборудования представляющее опасность для здоровья человека и его жизни или окружающей среды.

Применение стратегии ППР на данный момент обеспечивает хорошие условия для расчета необходимых ресурсов, однако, основной недостаток ППР заключается в том, что часто приходится проводить ремонты исправного оборудования и делать замену деталей не смотря на их текущее состояние. Такой подход приводит к увеличенному и значительному росту затрат на эксплуатацию предприятий.

Более эффективным является процесс систематического контроля состояния технологического оборудования с целью определения вероятности и последствий его отказа – Инспекция с учетом факторов риска (ИУФР). Данный подход позволяет наиболее рационально распределить бюджет, выделенные на ППР и перейти к проведению профилактического обслуживания оборудования «по состоянию».В настоящий момент этот метод применяется в США, Европе и Азии. Указанный подход частично реализован в некоторых предприятиях России. [5]

Risk Based Inspection (RBI) или инспекция с учетом факторов риска (ИУФР), представляет собой стратегию оптимизации рисков базируясь на осмотрах (визуальных и неразрушающего контроля) и последующего обслуживания оборудования. В этом случае вероятность возникновения и последствия поломок оборудования может быть определена с высокой вероятностью.

В ходе оценки рисков отказа оборудования рассматриваются риски здоровья и безопасности персонала, окружающей среды и материальных потерь компании. На основании оценки полученных рисков определяется межремонтный интервал и объем ремонта оборудования. При таком подходе отказы оборудования сводятся к минимальным значениям.

Статистика стран, где методология ИУФР уже широко используется, показывает, что ее использование позволяет спрогнозировать и избежать до 80% поломок оборудования, определяя слабые места оборудования и механизмы их повреждений.

Для организации процесса RBI (ИУФР) в западных странах применяются следующие основополагающие нормативные документы:

• API-580 Risk-based Inspection
• API-581 Risk-Based Inspection Technology
• CWA 15740:2008 Risk-Based Inspection and Maintenance Procedures for European Industry (RIMAP)

В 2014 году CWA 15740:2008 был адаптирован для применения в России и получил номер ГОСТ Р 55234.3-2013 Процедуры проверки и технического обслуживания на основе риска.

Стандарт предназначается для инженеров и менеджеров, организующих и внедряющих метод RBIM – Risk Based Inspection and Maintenance (проверки и/или технического обслуживания на основе оценки риска). Метод RBIM был разработан и утвержден для применения в химической, нефтехимической и сталелитейной промышленности, однако он может быть применен и в других отраслях

Область применения метода RBIM: статическое, динамическое и энергетического технологическое оборудование. [1]

Опираясь на этот стандарт и сопутствующие регламентирующие документы РФ, ведущие российские нефтехимические и нефтегазодобывающие предприятия, успешно внедряют методологию инспекции с учетом факторов риска, но это в основном касается контроля технического состояния именно статического оборудования: сосудов, теплообменников, фильтров и технологических трубопроводов, работающих под избыточным внутренним и внешним давлением.

В условиях эксплуатации оборудование подвергается воздействию различных агрессивных технологических сред, давлений, температур, вибраций, и др., а значит различной степени износа, коррозии и разрушения. Для систематизации данных по видам и скоростям деградации выделяются группы технологически связанных единиц оборудования – контуры коррозии или деградации, в которых виды, условия и скорости реализации деградации идентичны.

Для каждого контура коррозии определяются критические параметры, которые оказывают влияние на деградацию оборудования, и которые должны контролироваться во время технологического процесса. Так же, устанавливаются границы оптимального безопасного интервала значений в пределах, регламентированных технологическими регламентами по эксплуатации оборудования. Как правило, они ранжируется по пяти категориям рисков: ОВ – очень высокий, В – высокий, С – средний, Н – низкий, ОН – очень низкий.

Такой подход повышает качество контроля рисков, надежность оборудования и облегчает проведения инспекций.

Деление технологически связанного оборудования на контуры коррозии значительно упрощает возможность автоматизации процесса контроля рисков и позволяет:

• рассчитать сроки предстоящих обследований посредством детального анализа;
• создать формализованные и удобные отчеты по инспекциям;
• отслеживать уменьшение толщин стенок оборудования и механизмы коррозии;
• мониторить и сохранять очередность инспекций и эксплуатации оборудования;
• отслеживать выдачу заявок на проведение ремонтов по результатам инспекций;
• генерировать график проведения инспекций и ремонтов;
• снижать вероятность ошибок в оценке рисков, на основе требований нормативных документов, заложенных в программное обеспечение ИУФР

Чтобы эффективно управлять процессом ИУФР компании создают экспертные группы, работающие на постоянной основе. В состав группы входят специалисты из смежных областей, обладающих достаточным уровнем компетентностей. Группа работает на процедурах и методах, обеспечивающих достижение запланированных результатов.

Примерный список состава экспертной группы:

1. Менеджер по надежности оборудования – руководитель группы
2. Инженер по надежности оборудования
3. Инженер по коррозии и материаловедению
4. Представитель департамента эксплуатации
5. Представитель департамента технического обслуживания
6. Представитель отдела ТБ
7. Другие специалисты по необходимости

Общая схема работы экспертной группы ИУФР представлена в циклической диаграмме на рис.3:

1. Формирование базы данных оборудования: Регламент по эксплуатации, список оборудования и труб, паспорта, схемы, проектная и конструкторская документация, данные по инспектированию, по предшествующим анализам отказов, а также данные применения других процедур, например, RCM, QRA, РНА и HAZOP.
2. Оценка рисков: Выявление механизмов разрушения для каждой единицы оборудования определяется вероятность наступления риска, и его последствия в категориях здоровье и безопасность персонала, окружающая среда и материальные потери компании
3. Ранжирование риска: Зная вероятность и последствия наступления риска, используя таблицу ранжирования рисков на рис.3, определяется поле, в которой находится данный риск.
4. Разработка оптимизированного плана инспекций исходя из фактического состояния оборудования – увеличение или уменьшение интервалов инспекций
5. Понижение рисков до приемлемого уровня, при необходимости, таких как: Дополнительная инспекция, ремонт, замена, вывод из эксплуатации и др.
6. Переоценка по мере появления новых данных по статусу оборудования

Подход на основе оценки риска требует детального технического анализа для обеспечения управления приоритетным риском, связанным с обеспечением безопасности и здоровья людей, защитой окружающей среды с учетом экономической целесообразности.

Ключевым моментом методологии ИУФР является матрица рисков для систематической оценки риска отказа оборудования, основанное на вероятности наступления риска и его последствий, где: Вероятность отказа - это вероятность того, что часть оборудования выйдет из строя в определенный момент времени. Последствие отказа - величина ущерба здоровью людей, окружающей среды или материальные потери компании из-за поломки/простоя оборудования.

Ранг риска каждой единицы оборудования есть производная Значения вероятности * Значение последствий аварии. Пример таблицы для ранжирования рисков изображен на рис. 4, но в каждой компании - это своя таблица, основанная на сценариях рисков ОЗОТОБОС (HSE Case) самой компании.

Определение этих параметров помогает установить уровень риска для каждой единицы оборудования и установить интервалы инспекций на основе рассчитанного риска. Это позволяет исключить инспекции оборудования с низкими рисками, и сфокусировать усилия на оборудовании в критичной зоне рисков.

В ходе инспекции оборудования, риски, оказавшиеся в критичной зоне таблицы оценки рисков, требуют немедленных мероприятий по их снижению и переносу в желтую или зеленую зону. См. рис.4 Риски в желтой зоне, требуют оценки на предмет допустимости этих рисков, как приемлемые. Здесь используется принцип ПДНУ (практически допустимый нижний уровень), применение которого описано и нормировано в документе [7]. Руководствуясь этим принципом, экспертная группа ИУФР готовит рекомендации. Риски в зеленой зоне не требуют никаких корректирующих мероприятий. Возможно, требуется увеличение интервала инспекций.

Как один из примеров реализации подхода инспекций с учетом фактора риска, в компании Сахалин Энерджи, на одном из объектов, простои для ремонта оборудования сокращены на 45% [5]

Но есть ряд ограничений и трудностей в реализации подхода ИУФР:

• нехватка квалифицированного персонала, занятого анализом рисков;
• трудоемкость и сложность расчетов, необходимо специальное ПО, упрощающее расчеты и контроль рисков отказа оборудования, например, PCMS;
• не выполнение рекомендованных мероприятий по снижению риска;
• трудоемкая адаптация нормативной документальной базы, идентификации элементов, сбор необходимых документов и пр.;

Как следствие этих факторов - неточность ранжирования риска, которая может привести к тому, что риск, рассчитанный как низкий, реально может оказаться в критичной зоне.

Тем не менее, внедрение инспекция с учетом факторов риска (ИУФР) приносит существенную выгоду и позволяет компаниям:

• отслеживать реальное текущее техническое состояние оборудования;
• снизить количество ремонтов оборудования и запасных частей к ним;
• своевременно планировать закуп необходимого количества запасных частей;
• контролировать качество выполненных ремонтных работ;
• повысить надежность оборудования, продлить межремонтный период и срок службы;
• повысить уровень безопасности на своем предприятии

Библиография:

1. ГОСТ Р 55234.3-2013 Процедуры проверки и технического обслуживания на основе риска;
2. CWA 15740:2008 Risk-Based Inspection and Maintenance Procedures for European Industry (RIMAP);
3. API-580 Risk-Based Inspection;
4. API-581 Risk-Based Inspection Technology;
5. Журнал «Газовая промышленность» №12 2018 г. Инспекция оборудования с учетом факторов риска в компании «Сахалин Энерджи»;
6. Журнал «Химическая техника» от 15.02.2016;
7. ГОСТ Р МЭК 61511-3-2011 Безопасность функциональная. Руководство по определению требуемых уровней полноты безопасности.