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:
- Менеджер по надежности оборудования – руководитель группы
- Инженер по надежности оборудования
- Инженер по коррозии и материаловедению
- Представитель департамента эксплуатации
- Представитель департамента технического обслуживания
- Представитель отдела ТБ
- Другие специалисты по необходимости
Общая схема работы экспертной группы ИУФР представлена в циклической диаграмме на рис.3:
- 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.
- 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
- Ранжирование риска: Зная вероятность и последствия наступления риска, используя таблицу ранжирования рисков на рис.3, определяется поле, в которой находится данный риск.
- Разработка оптимизированного плана инспекций исходя из фактического состояния оборудования – увеличение или уменьшение интервалов инспекций
- Понижение рисков до приемлемого уровня, при необходимости, таких как: Дополнительная инспекция, ремонт, замена, вывод из эксплуатации и др.
- 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:
- ГОСТ Р 55234.3-2013 Процедуры проверки и технического обслуживания на основе риска;
- CWA 15740:2008 Risk-Based Inspection and Maintenance Procedures for European Industry (RIMAP);
- API-580 Risk-Based Inspection;
- API-581 Risk-Based Inspection Technology;
- Журнал «Газовая промышленность» №12 2018 г. Инспекция оборудования с учетом факторов риска в компании «Сахалин Энерджи»;
- Журнал «Химическая техника» от 15.02.2016;
- ГОСТ Р МЭК 61511-3-2011 Безопасность функциональная. Руководство по определению требуемых уровней полноты безопасности.