邓肖蕾，段庆全李健，王熠凡，杨昱婷
（1.中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院，北京 102249）
（2.应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室，北京 102249）
（3.国家管网集团北方管道有限责任公司沈阳油气计量中心，沈阳110179）
基于风险的检验技术（RBI）近年来逐渐应用于原油储罐的风险评估。针对原油储罐开展基于风险的检验，可以获得单个储罐的风险大小，进而完成对储罐群的风险排序[1]。目前国际上应用较为广泛的有两种RBI方法，分别是美国石油协会颁布的《API581 Risk-Based Inspection Technology-2019》[2]和欧洲工程设备和材料用户协会颁布的《A guide to inspection maintenance and repair-2017》[3]（EEMUA159），API581和EEMUA159的RBI总体思路基本一致，不过在操作方法和具体流程各有不同，二者的适用范围、操作复杂性、检验周期的确定方法之间的对比如表1.1所示。
表1.1 API581-2019与EEMUA159-2017标准对比
从表中可以看出，API581中的RBI方法需要用户提供大量的数据，执行起来相对繁琐，尤其是管理修正因子，包括十三个大项，共有101个问题[4]。而EEMUA159所需数据相对精简，通过对储罐失效可能性与后果进行打分，最终判定储罐不同构件的剩余寿命和维检修周期。对于企业来说，EEMUA159更容易实施，且与现场情况结合更紧密。此外，API581的RBI方法仅针对储罐的壁板、底板并没有涉及对浮顶的评估。
基于以上问题本文利用欧洲标准EEMUA159开发原油储罐风险评估软件，减少用户需要填写的数据数量，减少用户工作量，提高评估速度。弥补API581无法对储罐浮顶进行评估的缺陷。利用软件对储罐进行风险评估，计算储罐剩余寿命，确定维检修周期，为储罐制定检修周期提供依据。
EEMUA159进行原油储罐风险评估主要分为五个步骤，评价流程如图2.1所示。
图2.1 EEMUA159风险评估流程
（1）首先根据评价对象（壁板、底板或浮顶）的内外壁涂层情况，储罐环境情况以及介质腐蚀性等得到储罐的失效概率等级。
（2）其次通过维修储罐成本（时间成本、经济成本）、产品的毒性可燃性以及对土壤水资源的危害等分别确定经济、健康安全和环境方面的后果等级，从而综合确定储罐的失效
后果等级。
（3）根据失效概率等级、失效后果等级以及EEMUA159标准中规定的风险评估矩阵，确定储罐风险等级。
（4）根据检测结果得到的最小壁厚估算腐蚀速率，按照线性腐蚀模型和最小允许壁厚估算储罐浮顶、壁板和底板的剩余寿命。
（5）由储罐的风险级别得到储罐的置信级别因子，依据标准对置信因子进行修正，最后根据置信因子与剩余寿命确定储罐维检修周期。
2.1 软件功能
基于SQL Server数据库和Visual Studio软件，开发原油储罐风险评估软件[5][6]，实现对储罐底板、壁板、浮顶的风险评估。
该软件分为项目管理、储罐风险评估、结果查询三个模块。软件模块功能如图3.1所示：
图3.1 软件模块功能
（1）评估项目管理模块
项目管理模块进行储罐罐区、储罐名称的命名以及基础信息的填写。基础信息主要包括：建罐时间、储罐直径、高度、设计厚度、材料等内容。评估时为了对不同罐区、不同储罐进行区分，软件会自动对各储罐进行编号，编号原则如图3.2所示：
图3.2 软件编号原则
从图中可知，编号第一位表示储罐的风险评估方法。第二、三位代表罐区，第四到六位代表储罐，第七位代表储罐构件，底板（1），壁板（2），浮顶（3），第八位代表构件分类，对于底板分为中幅板（1）边缘板（2），对于壁板分为一到九层分别对应（1）-（9）。最后三位代表计算次数，会根据计算次数自动增加。
（2）风险评估模块
该模块为软件的主要功能模块，包括失效概率、失效后果、剩余寿命、维检修周期四步，通过失效概率和失效后果确定储罐的风险等级，根据检测数据计算储罐的剩余寿命，确定储罐的维检修周期。用户使用软件时填写各步内容，点击“计算”可获得结果，若有参数未进行填写，软件会给出提示，根据提示填写空缺内容，再次点击“计算”，获得结果。
以某10m3双浮盘外浮顶原油储罐为例进行该模块功能介绍。该储罐内径80m，罐壁高度21.8m。底板中幅板材质为Q235B，边缘板材质为08MnNiVR，最1圈壁板材质为08MnNiVR，第二圈壁板材质仍为08MnNiVR。该储罐于2009年投产，2019年开罐大修，检测结果如表3.1所示。
表3.1 储罐开罐检测结果
利用软件对该检测储罐分别进行底板、壁板和浮顶的风险评估，以储罐边缘板评估流程为例进行软件展示，页面如图3.3、图3.4所示。
图3.3 失效概率评估页面
图3.4 失效后果评估页面
将软件计算结果进行整理，获得该储罐的风险评估结果，结果如表3.2所示。
表3.2 软件评估结果
（3）结果查询模块
软件会保存储罐每一次计算的结果，通过结果查询模块可以查询已评的储罐的评估结果，可对储罐底板、壁板、浮顶进行风险排序，可根据用户需求按照从大到小或从小到大进行排序，确定储罐的大修顺序，企业可依据排序结果合理安排储罐的大修顺序。软件页面如图3.5所示。
图3.5 结果查询页面
2.2 EEMUA159与API581评估结果对比
基于API581[2]的风险评估流程，对该储罐进行风险评估，评估结果如表3.3所示。
表3.3 API581风险评估结果
依据两个标准计算的储罐检修周期对比如图3.6所示，通过对比结果发现两个标准对中幅板的检修周期分别是12年、14年，对边缘板的检修周期分别是14年、19年，评估结果基本一致，验证了两种方法的适用性。EEMUA159中规定对储罐的检修周期要求不超过25年，所以该储罐壁板的实际检修周期为25年。而API581对检修周期没有上限的规定，所以检修周期为38年。通过结果对比发现，储罐的检修周期主要由储罐底板决定。API581缺少对储罐浮顶的评估，EEMUA159对储罐浮顶的检修周期为10.7年，EEMUA159评价更加全面。总体来说，两者对储罐的检验周期安排都超过了《立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规》（SY/T 5921-2017）中规定的6～9年[7]。所以生产运营单位可以根据自身的检测能力，更合理地安排检修周期。
图3.6 API581与EEMUA159检修周期对比
（1）基于EEMUA159标准开发原油储罐风险评估软件，可以弥补基于API581标准无法对储罐浮顶进行评估的缺点。且EEMUA159计算所需数据相对精简，对于企业来说更容易实施，与现场的实际情况结合更加紧密。
（2）基于SQL Server数据库和Visual Studio软件，利用C#语言开发基于EEMUA159的原油储罐风险评估软件，可以快速计算出储罐的剩余寿命和维检修周期，对确定储罐的检修周期做出指导。该软件操作简单，人机界面友好，可以脱离Visual Studio软件运行，既有利于软件源代码的保护，又有利于软件的可移植性，具有很好的工程价值。
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