过程安全管理中的机械完整性管理关于 … .

• 机械完整性–用于

• 所有过程相关设备• 释放系统• 旋转设备

OSHA/CCPS对过程安全的看法

• 过程安全管理系统– 符合标准– 过程危险分析– 标准操作程序– 作业安全程序– 机械完整性– 变更管理– 审计过程安全系统– 应急响应程序

机械完整性

Losses Due To MI

Program Failure

46%Other

Losses54%

Marsh 100 Largest Chemical, Oil, and Gas Losses

Marsh的前 100起大型化学品、石油和燃气损失

其他损失

MI计划故障引起的损失

欧盟过程安全中心

• 与资产完整性有关的欧盟过程安全中心活动：– 过程安全管理– ………… 理解故障率数据– 老化设施– 遵守标准– 场景开发– 安全关键系统– 风险评估方法和数据– 风险验收标准（工业园）– 保温层下的腐蚀

过程安全和风险管理模型

这是一个传统的 Dupont – 模型 其他 EPSC成员有原则上类似的方法

审计 过程安全信息过程危险分析

操作程序和安全规范

技术变更管理

质量保证

启动前安全审查

机械完整性

“精细变更”的管理

培训和性能

承包商

事故调查

人员变更管理

紧急规划和响应实现卓越经营

审计

技术

人员

通过经营纪律

管理领导和承诺

设施

– 理解故障率 英国 HSE 和荷兰RIVM活动

• 荷兰紫皮书和英国 HSE故障率数据审查（始于2013年 ）– 这两个国家都有报告要求，如英国 H.S.E. RIDDOR披露了实际故障率

– 欧盟MARS数据库还可以作为报告参考– 报告可能未提供有关起因的有用数据（腐蚀，机械应力，疲劳等）

– 连接到老化设施的历史尝试（来自 HSE的有用报告 ）– 所报告的故障类型和频率并不支持荷兰和英国出版的故障率

– 所报告的故障数据将支持同志故障频率下降，并更好的理解起。

英国 HSE和荷兰 RIVM活动

• 尝试：–依照所报告的经验修订故障率数据– “使用 蝶形领带”分析得到起因

‘（ Storybuilder’）–要求提供设备（罐、压力容器和管道等）的数量数据的工业

–计划到 2016年得到的结果

英国HSE的实例

项目 FR1.1.1.1 大型容器

项目故障率

释放尺寸

释放类型 故障率 [/容器年 ]

备注

大型小型

灾难

顶部

罐体积的孔直径

种类大型小型

偏差12. 故障率适用于固定位置、容量大于 450m3的、在环境温度和压力下操作的单壁容器。13. 顶部故障包括所有顶部故障，但不包括液体浸泡地面。如果是贮存易燃液体的容器，这可能导致形成易燃大气，可能着火并扩大火势。如果是贮存有毒化学品的罐子，则可能形成有毒云团。大部分大气储罐采用特殊设计，从而使顶壁在出现故障时，能够缓解事故的影响。14. 上述故障率是从 Glossop（ RAS/01/08）工作积累的历史数据得到的。它们适用于在大气温度和压力下贮存易燃液体的大型平底金属贮存容器。这些数值并不直接适用于贮存非易燃液体的容器，因为相关的故障模式不同。但是，它们可以作为该等容器的基础 – 向话题专家寻求建议。

荷兰的实例

表 3.3 固定容器的 LOC频率

安装（零件）

压力容器

工艺容器

反应容器

瞬时

备注：1. 由容器（罐）壁和焊接桩、安装板组和仪表管道成的容器或罐。 LOC 涵盖罐和容器及相关仪表管道的故障。连接到容器和罐上的管道的故障单独考虑（参见第 3.2.3 节）。2. 这里给出的故障频率是根据腐蚀、振动疲劳、操作错误和外部影响等都排除的情况确定的。此外，还有几种特殊情况的默认故障频率的偏差。•如果除了上述标准配备外， 罐或容器还有可以毫无争议的降低故障影响的特殊配备，如依照设计规范。但是，整个库存的释放频率（也即 LOC、 G1和 G2的频率之和）不得小于 1x10-7/年

持续持续

损坏机理管道故障

%累计管道故障

%

保障措施（% 效率） *

国际符合标准设计 普通检查 PPM计划

疲劳 16.04 16.0 99 ？ ？

应力腐蚀开裂 14.15 30.2 95 ？ ？

保温层下的外部腐蚀 10.62 40.8 75 ？ ？

点蚀 8.65 49.5 95 ？ ？

摩擦、侵蚀或磨损 5.82 55.3 95 ？ ？

过载 5.82 61.1 99.9 ？ ？

焊接不良 4.87 66.0 95 ？ ？

侵蚀腐蚀 4.25 70.2 95 ？ ？

内部一般腐蚀 3.96 74.2 99 ？ ？

热开裂 3.46 77.6 99 ？ ？

焊接腐蚀 2.83 80.5 99 ？ ？

蠕变或应力断裂 2.20 82.7 99.9 ？ ？

过热 2.20 84.9 99 ？ ？

外部一般性腐蚀 1.77 86.6 80 ？ ？

腐蚀疲劳 1.73 88.4 95 ？ ？

材料存在缺陷 1.73 90.1 95 ？ ？

高温氧化 1.42 91.5 99 ？ ？

脆性断裂 1.42 92.9 99.9 ？ ？

裂隙 1.10 94.0 95 ？ ？

裂纹，焊缝 0.79 94.8 95 ？ ？

成穴 0.47 95.3 95 ？ ？

冷壁 腐蚀 0.47 95.8 95 ？ ？

端面晶粒 0.47 96.2 95 ？ ？

镀锌 0.47 96.7 95 ？ ？

氢脆 0.47 97.2 99.9 ？ ？

氢槽 0.47 97.6 99 ？ ？

脆性，金属间相 0.47 98.1 99.9 ？ ？

脆性，应变老化 0.47 98.6 99.9 ？ ？

在缺陷处泄漏 0.47 99.1 99 ？ ？

石墨化 0.16 99.2 99.9 ？ ？

高温壁腐蚀 0.16 99.4 99 ？ ？

氢爆皮 0.16 99.5 99.99 ？ ？

开裂，液体金属袭击 0.16 99.7 99.9 ？ ？

冲击 0.16 0.16 95 ？ ？

  99.84 2699.61      

残渣 0.16 -2599.61      

           

所报告的故障类型= 数据从与 API的同行工作中收集的

管道故障

得到结论？• 机械完整性计划对降低故障频率有影响• 很多 API数据报告的故障可以在生命周期中加以管理（规范、设计、采购、建设、管理 / 检查）

• 出版无分类起因的数据将无帮助

个人经验和意见• 意识到我公司的机械完整性标准计划需要更新。• 荷兰设施领先于所有其他地区

– 检查良好，但是有一些不常用的规范• 最支持“维持现状”的也是标准最持久的违反者。• 一个现场暴露出其 26%的释放阀逾期未测试。• 一家企业提出根据预测的管道法兰故障，他们认为需要拆

卸一个处理 HF的设施的所有法兰，所有接头都采用焊接处理… …

• 欧洲压力设备指令的变化应用• 当我尝试应用出版的故障率时，如 2英寸管剪床…… .

当我尝试应用出版的故障率时，如 2英寸管剪床… .5x1E07/M/yr

• 粗略估算我的企业和公司中管道的 Km数• 数据库预测每年发生 5-12 次故障。• 在过去 5年中剪床出现过零次故障

老化资产：资产管理（计划）的实施

• 欧盟过程安全中心的好方法 …– 生命周期活动、建设 / 采购资产、维护资产、更新 / 处理 资产

–工具、设施和设备–通过英国 HSE和商业供应商出版的指南帮助理解问题

–一些实践 RBI

• 预计的一些挑战：

好方法• 跨学科团队参与管理循环• 理解“曲线”• 维护

– 检查– 操作（操作包的知识）– 设计– M.O.C.（操作包的变更）– 具备丰富的 E.H.S. 知识的

员工（总体风险评估及其关系的知识）

• 安全关联措施和主要遏制计划的链接

故障风险

最大操作风险

最大可容忍风险

最低操作风险

阶段 4阶段 3阶段 2阶段 1声明周期

图 3b. 定期维护、检查和维修对每台设备的故障风险的影响。每个锯齿代表执行一次检查

挑战• 并购过程。

– 设计数据和管理系统往往完全丢失• 生命周期预期 .

– 满足生命周期延长决定的设计和保障计划的设置。

– 生命周期延长的标准

维护重点• 在于支持生产输出，而不总是在资产保护上

– 简单 ：如何保持泵运行？– 困难 ：如果保持表面保护（如喷漆）始终如

新，及如何保护计划以削减成本• 如果 a）如果泵不运行，就无法生产• 如果 b）对生产无直接影响

系统重点是压力设备指令中涵盖的压力容器和物品。

– 管道得到的注意较少（但是管道泄漏更加常见）

– 如何定义大型管道网络的计划– 管道 – 如何决定预期使用寿命 ？– 不一定包含常压储罐

安全关键措施• 蝶形领带计划示出了中心危险事件为何有多个起因（左边）和数个后果（右边）

保护层应用的分析

场景 1

场景 2

场景 3

场景 4

预防 缓解

起因 1

起因 2

起因 3

起因 4

起因 n

影响 n

影响 3

影响 2

影响 1

影响

危险

LOPA中的典型起始事件• 基础过程控制系统（ PCE）故障• 人为因素• 工艺遏制设备（容器、管道和换热器等）• 分析的频率可以定量• PCE故障体现了分析问题 …… 真正的预防措施不容易定量

LOPA中的典型预防和缓解层

• 预防– 基础工艺控制系统跳闸和警报响应

– 安全相关保护系统– 释放设备– 安全仪表系统

• 缓解– 气体检测– 消防– 紧急计划– 个人防护设备– 管理和检查系统？

分析频率和分析需求故障概率可以定量

分析频率和分析需求故障概率难以定量

那么，我该怎么做？

那么，我该怎么做？

• 相信所有真正独立的保护层（蝶形领带的左边）

• 评估缓解效率和…• 在标题管理系统和检查下 – 估算减少起始事件频率的效率。

PFDT

MTTR MTTRDU DD

1

2

以下方程可能有所帮助

T1 非常重要

从 Dupont扫描的一份报告显示当检查频率变化时， PSVsPFD 发生了什么

PFD与时间

图 1

时间（年）

使用这个 资产管理

第 1部分：物理资产的优化管理规范

图 2 – 与其他种类资产有关的 PAS的重点和商业背景

重要的背景：商业目标，政策，法规，性能要求，风险管理

重要的接口：激励，沟通，角色和责任，知识，经验，领导力，团队工作

重要的接口：生命周期成本，资本投资标准，经营成本，资产性能的价值

重要的接口：声誉，形象，士气，限制，社会影响

重要的接口：条件，性能，活动，成本，及机遇

总业务

金融资产 物理资产信息资产

无形资产

人力资产

资产范围

图 4 资产管理系统的典型元素

超出 PAS 5S的范围

利益相关者期望，内部和外部业务推动因素

资产管理目标与资产管理战略密切相关

开发资产管理战略、目标和计划一般是一个迭代过程。

长期资产管理计划可用于私人资产或更加集成的资产系统

资产管理实现和控制影响，并适用于资产管理系统的所有其他元素

组织战略计划•……和价值•政策•目标•组织战略

PAS 5S资产管理系统元素

资产管理政策

资产管理战略

资产管理目标

资产管理计划

资产管理实现并控制•结构、权限和责任•资产管理活动外包•培训、意识和能力•沟通、参与和咨询•资产管理系统文件•信息管理•风险管理•法律和其他要求•变更管理

资产管理计划的实施•（看不清）•工具、设施和设备

性能评估和改善•性能和条件监控•资产相关故障、事故和不合格情况的调查•符合性评估•审计•改善行动•专家

持续改进可能给任何元素带来概念，如资产布置目标或组织战略计划

新资产管理相关方法和技术管理审查

最后 -

• 丧失主要遏制（ LOPC）计划有重大影响 ……

• LOPC是大部分重大事故的先兆• 通过 API 754进行报告将继续是一种趋势

最后 – 典型美国公司的 LOPC趋势

陶氏化学公司2005年总体目标