可扩展精度:检查计划和RBI

史蒂芬·柯维，《高效能人士的7个习惯》一书的作者¹，为领导者提供了很多很好的建议。例如:

以目的为出发点

先做重要的事

首先专注于高效，然后才是高效;否则我们可能会更快地做错误的事情

你可能会想:“这怎么适用于我呢?我不是领导。我的公司不走在前面，我们只满足行业内的特定需求。”如果这是你的想法，或者其他的一些想法，我建议你再想一想。领导是在旅程开始时就做的事情。每次我们进入一个新的角色，探索不熟悉的领域，或者挑战我们周围的人，无论情况是简单还是复杂，我们都在跨越别人尚未涉足的领域。从本质上说，引领潮流。如果问你在生活中扮演过什么样的领导角色，有些是显而易见的，例如父亲、母亲、叔叔、阿姨等。虽然你可能不是你所在组织的经理，但领导并不局限于管理。领导能力包括在你的工厂启动新的计划，或重新启动相同的计划，例如:

• 新的基于风险的检查措施，一些主要的工具可以帮助您:
• 识别和相对度量风险
• 识别风险驱动因素及其对风险的贡献，为了本文的目的，
• 确定是什么导致了不确定性，并且
• 度量这些不确定性对风险的影响，以及如何度量
• 新的CUI(绝缘下腐蚀)程序
• 新的涂料项目
• 设备剩余寿命的新程序
• 新的IOW(完整操作窗口)程序
• 等。

挑战的各种因素，例如创建有效的然后高效的检查策略，是决策过程的关键。在每一个因素中都有必须回答的问题。答案应该经过深思熟虑，并作为基于风险的检查分析过程的一部分提供。这些问题包括:

• 如何准确的你的数据和损害评估需要吗?或者换一种方式问，多少钱不确定性acceptible吗?
• 要将不确定度降低到可接受的程度，你需要多少检验信息，需要什么样的检验信息?这必须来自战略实施的结果。
• 什么时候泄漏/失败的风险是不可接受的?记住，风险是动态的，你的装备在不同的时间经历不同的损坏率。此外，该设备的故障可能会在不同的时间导致各种不同的后果。例如，财务后果可能取决于市场需求、连锁反应等。
• 您如何使用风险评估来确保您的RBI流程回答这些问题?

因此，作为RBI流程的一部分，在做出检查策略决策之前，问自己以下问题是很重要的(毕竟，金钱和时间不是无限供应的):

• 你在寻找什么伤害机制?
• 设备的启动状态或当前状态是什么?
• 预计破坏进展有多快?
• 未来的运营状况有多可预测?
• 是否设置了触发器(例如IOWs、通知等)来提醒您未预料到的流程更改?
• 如果损坏是存在的，它能存在多久才会导致设备泄漏或故障?
• 你应该什么时候检查?
• 主动FFS(即工程临界评估(ECA)，是否合理，以便您可以确定最小可容忍/临界缺陷尺寸和临界区域)，以确定所需的无损检测灵敏度?
• 我建议使用RBI来确定/衡量这是合理的，基于风险ROI，即在多大程度上拥有和使用这些信息可以减少不确定性。许多业主经营者已经在某些关键装置/设备上采用了这种做法，如加氢裂化反应堆。这种评估的另一个好处是，通过使用在这种练习中产生的故障评估图(FADs)，在检修期间帮助快速做出关键的运行/修复/替换决策。FADs显示可容忍的缺陷大小、长度和深度。记住，预期达到不可接受状态的时间总是这个评估的一部分。
• 如果正式的ECA不符合要求，你应该了解:
• 失效模式，如脆性断裂、韧性断裂、断裂前漏、针孔漏、鱼口撕裂或断裂、疲劳裂纹等。
• 如果存在损坏或异常，且低于检查策略的可检测限度，考虑到预期的应力和损坏率，设备是否能安全可靠地到达下一个计划的检查时间?
• 检验人员/无损检验人员的表现有什么影响?
• 这将通过检查有效性积分将资格论证测试纳入失效概率(POF)计算中。
• 你应该使用什么濒死体验方法?
• 濒死体验能找到你想要的吗?
• 如果有的话，你们需要进行哪些免费检验/无损检验?
• 你应该检查哪里(在三维空间中思考)?
• 你应该检查多少区域?
• 战略实施成本和各种战略选择的投资回报是什么?

在设计固定设备可靠性方案(检查是其中的一部分)时，我们要问自己:“为什么我们要检查石油和天然气生产、炼油、石化、化工、管道、中流气和终端设施的设备?”原因有很多。考虑这些例子:

1. 金属损失可能是产品纯度受到污染的潜在影响的信号，例如不需要的铁离子和/或铁锈可能污染产品。
2. 监管机构/规章要求。
3. 保险公司需要它。
4. 最常见的是“微调”可靠性预测。换句话说，确认降级率，以便采取措施，尽我们所能，避免负面事件，实现可靠性和可用性目标。

最基本的是，尽管我们检查(这需要花费金钱、时间，并产生自身的风险)以获取信息来“微调”可靠性预测。为什么?我们得到这些额外的信息是为了健康和安全，商业和环境的原因，所以我们不会引起泄漏，导致设备关闭或可能导致灾难性事件，可能伤害到人，破坏环境，并优化我们的设备的总拥有成本。当我们需要的时候，我们会收集更多的数据，以了解设备的真实损坏状态，达到一个“适当”的精度水平。这使我们能够比过去更好地管理设备完整性。

对真实损坏状态的检查和知识的准确性是多少才足够?什么时候还不够?我们如何设计一个检查策略来提供“正确”数量的信息来产生“正确”数量的知识?这些都是我希望在这篇文章中回答的问题，希望能让你满意。

有时，我们需要尽可能准确地知道真正的损坏状态，特别是对于接近寿命末期的关键设备，或者已经暴露在有害的工艺偏差下的设备，例如，可能加速退化(一个良好的完整性操作窗口触发器将捕获这些实例)，这可能导致设备过早故障。

历史视角与当前挑战

在“过去”，检查项目被设计成一种“偶然”的活动。一般来说，在连续运行的过程中，我们每3年检查一次压力容器和管道。在批量运行的操作中，我们经常更频繁地检查(特别是易碎设备，如玻璃内衬、橡胶内衬设备等)。具有极高腐蚀率的设备，基材暴露在工艺介质中会导致快速泄漏/故障)，并希望在故障前捕获潜在的问题区域。希望我们能在潜在的问题导致泄漏或更糟糕的情况之前找到它。

检查程序演变的下一个阶段是基于条件的监测。在这一阶段，我们正在计算腐蚀速率，并考虑损伤进展、损伤形态等。这比以前好多了。我们让这些问题的答案决定下次检查的时间。这可以被认为是不惜一切代价避免失败，因为失败的后果还没有被考虑到决策过程中。

基于条件的监测之后是RBI。实施良好的储备银行计划的主要优势之一是回答了以下关键问题:“我需要对我认为的设备状况有多少信心?”相对风险值和其他触发因素可以/将告诉您何时需要更多信息，即当前或未来的不确定性水平何时可接受/不可接受。答案应该是显而易见的，风险驱动因素也应该清晰可见。对于你认为的设备状况，你需要有多准确?多少不确定性是可以接受的?

相对风险可以说明这一点，以及相对风险方程的其他元素(例如，损害因素，API RP 581(2) RBI方法中POF的子因素);结果* POF =风险。例如，API RBI RP 581中包含POF值的子因素是损伤因素，可以用作触发器和度量。业主-运营商管理设备可靠性、安全性和完整性的策略将决定触发器的使用方式。

其他定义的标准，如健康和安全后果、财务后果、环境影响和固有风险，应根据公司战略、监管机构和保险公司的要求酌情考虑。

作为行动触发的风险阈值和其他标准

例如，在API RP 581中，如前所述，有各种各样的触发器，我们将回顾其中一些触发器的基础。对于几乎所有的RBI方法，RBI风险通常被计算和描述为初始风险或启动风险和未来某个时间点的风险。为了进行未来的规划，必须在分析中考虑对未来操作实践或条件的假设。分析日期的风险和未来某个日期(计划日期)的风险被认为是特定日期的风险“快照”。当风险级别或其他触发因素(如损害因素等)决定了您的情况时，建议采用降低计算出的相对风险值或损害因素值等策略。检查必须在规定的日期之前进行，无论RBI结果如何，都必须保持合规。作为题外话，应该注意的是，技术确实存在，它显示了相对的风险随着时间的推移而上升，而不是只在时间上“快照”。

风险值通常表示为:

• 矩阵中的位置
• 每年风险面积(发生频率)
• 每年以货币单位计算的风险(发生频率)

风险矩阵

在矩阵中描述的设备相对风险的定性观点。基质可以是细胞的任意组合。API RP 581矩阵是一个5 × 5的矩阵，其结果以“X”轴为模型，失败的可能性以“Y”轴为描述。在整个行业中使用各种各样的矩阵。

通过检查有效性管理不确定性

上一页的表1列出了作为检查触发器的目标日期。通常，触发因素是风险阈值，这将在下一节中解释，尽管它可能是其他定义的标准，例如设备达到特定损坏因素或状态/条件的日期，和/或监管或保险公司要求的日期。它们在“RBI检验日期”一栏中。请注意，所讨论的损伤机制如下所示。将风险保持在可控范围内所需的检验水平也显示为A, B, C, D。API RP 581第二版提供了解释检验有效性的A, B, C和D水平的解释和指南。

解释API RP 581第二版中检验有效性的各个级别的规则如下:

• (高效):在几乎每一种情况下，检查方法都能正确地识别出真正的损坏状态(或80% - 100%的置信度)。
• B(通常是有效的):检查方法在大多数情况下(或60-80%的置信度)能够正确地识别出真实的损坏状态。
• C(相当有效):检查方法将正确识别真正的损坏状态约一半的时间(或40-60%的置信度)。
• D(缺乏有效):检查方法将提供很少的信息来正确识别真正的损坏状态(或20-40%的置信度)。
• E(无效):检查方法将不提供或几乎不提供能够正确识别真实损伤状态的信息，并且被认为对检测特定损伤机制无效(低于20%的置信度)。

现在看看表1、图2和图3，记住上面的分级信息。你能看出风险是如何指导印度储备银行战略家在选择检查策略时，将设备真实损坏状态的不确定性降低到可接受的程度吗?

风险阈值作为触发器

图2所示的风险模型，在右边，显示了这个架空桶的以下情况:

• Y轴表示风险单位为每年平方英尺
• X轴上的RBI分析涵盖的时间框架是10年;该计划。
• 每年35平方英尺的风险阈值如红色水平线所示。
• 红色竖线所示的目标日期，是在此组件或项目的风险达到风险阈值时创建的。这一“触发”意味着在风险达到每年35平方英尺风险阈值之日或之前需要进行检查或其他风险缓解活动。
• 深绿色线代表了该项目的总体、累积风险。
• 浅绿色的线表示HIC/SOHIC(氢致开裂/应力导向氢致开裂)造成的孤立风险。
• 黄线表示由CUI(绝缘下的腐蚀)造成的隔离风险。需要注意的是，HIC/SOHIC的风险影响比CUI腐蚀的风险影响更大、更早。
• 蓝线表示由内部、总体变薄造成的孤立风险。注意，HIC/SOHIC的风险影响比内部普遍腐蚀的风险影响增加得早。
• 请注意，建议在目标日期当天或之前对HIC/SOHIC进行检查，以将风险降低到可接受的水平。这是行动的触发日期。

区域风险解释²/年作为相对度量

这些指标在风险分析中的项目之间提供了比在矩阵单元格中的位置更大的区别，矩阵单元格中的位置可能会发生数量级的变化。

让我们从计算/分配事件频率(每年)的一些理由开始，作为API RP 580指导的RBI计划的一部分。参考资料来自API RP 580^3.：

4.1.28概率

在考虑的时间范围内事件可能发生的程度。概率的数学定义是“与随机事件关联的0到1的一个实数。”概率可以与发生的长期相对频率有关，也可以与相信某一事件将发生的程度有关。对于较高的置信程度，概率接近1(1)。在描述风险时，可以使用频率而不是概率。相信概率的程度可以被选为“罕见/不太可能/中等/可能/几乎肯定”或“难以置信/不太可能/遥远/偶然/可能/经常”等类别或等级。

10.2 POF分析中的计量单位

POF通常用频率表示。频率表示为在特定时间内发生的事件的数量。对于概率分析，时间框架通常表示为固定的间隔(例如一年)，频率表示为每个间隔的事件(例如每年0.0002次失败)。时间范围也可以表示为一个场合(例如，一次运行长度)，频率将表示为每个场合的事件(例如，每次运行0.03次失败)。对于定性分析，POF可以进行分类(例如，高、中、低，或从一到五)。但是，即使在这种情况下，也应该将事件频率与每个概率类别关联起来，以便为负责确定概率的个人提供指导。如果这样做，从一个类别到下一个类别的变化可以是一个或多个数量级或其他适当的划分，以提供充分的区分。

正如人们可能会猜测的那样，在风险分析中，我们必须有一个考虑事件频率的计算。我们还必须计算失败的后果。理论上的关系是:

*失败的后果/失败的频率=风险度量。根据结果的不同，有不同的选择，例如:

货币单位(例如美元/年)
健康和安全(面积/年)

示例场景:

• 含有碳氢化合物和H2S气体(有毒或有毒)的处理塔。
• 印度央行的分析着眼于10年计划期间或窗口。
• 结果分散模型表明，在发生故障或泄漏的情况下，以下是可能的结果:
• 易燃影响伤害/死亡面积/周长5000平方。阈值热暴露区域达到或高于定义的伤害/死亡标准的辐射区域的英尺。
• 设备损坏面积1000平方。阈值热暴露区域达到或高于定义的损害标准的辐射区域。
• 有毒效应伤害/死亡面积/周长为10,000平方公里。有毒物质暴露阈值达到或高于规定的伤害/死亡标准的辐射区域的英尺。
• 压力波影响伤害/死亡面积/周长为4000平方公里。压力波区域的英尺，其阈值压力暴露区域达到或高于定义的伤害/死亡标准。
• 压力波影响设备损坏面积/周长为5000平方公里。压力波区域的英尺，其阈值压力暴露区域达到或高于定义的伤害/死亡标准。

1. 在RBI分析时，当设备是新的，POF是1.0 X 10-6或100万(100万)年一次故障或泄漏。
2. 在计划期间结束时，即没有进行任何检查或采取任何其他风险或减轻POF风险的措施，由于设备退化，POF风险上升，故障概率增加两个量级，达到1.0 X 10-4或每1万年发生一次故障或泄漏。

预计在10年计划期内，与健康和安全或设备损坏领域后果有关的参数都不会改变。因此，结果场景不会改变。通常，RBI从业人员将使用健康和安全后果或默认为最高/最保守的后果后果场景。在本例中，我们将使用10,000 sq。有毒面积的后果。

将结果带入我们的方程，上面的A和B可以用以下公式表示，在POF频率时间段内平均区域风险:

1. 10000平方。英尺/ 100万年= 0.01平方英尺。英尺每年的相对风险暴露。
2. 10000平方。英尺/ 10000年= 1平方英尺。英尺每年的相对风险暴露。

类似地，可以执行相同的计算来创建货币风险指标，例如每年的风险金额。显然，由于市场的变化，财务风险将在10年内发生变化。为了这个例子，我们将保持10年的财务风险为常数。

1. $10,000 / 1,000,000年= $ 0.01每年的相对财务风险。
2. 10,000美元/ 10,000年=每年1美元的相对财务风险。

我希望这篇入门文章有助于解释如何:

• 了解设备状态的不确定性。
• 用检验来减少不确定性。
• 使用RBI分析来理解和制定管理和/或减少不确定性的最佳策略。
• 检查可以用来减少关于设备真实损坏状态的知识的不确定性。风险阈值可作为行动触发点，以减少不确定性。
• 风险分析可以用来指导RBI分析师和设备检验战略家采用各种选择和检验有效性水平，以便最好地管理设备真实状况的风险和不确定性。
• 制定有效的检查策略。
• 用风险指标来证明你的策略。

在下一篇关于可伸缩精度的文章我将介绍损伤因素或损伤状态作为动作触发器的使用。

参考文献

1. 《高效能人士的7个习惯》斯蒂芬·r·柯维著
2. 基于风险的检验技术- API推荐实施细则581第二版
3. API推荐实践580第二版