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如何进行泵空载状态下的设计检查

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:当泵处于空载状态下可能产生1.0MPa压力,从理论上讲是不可能超越MAOP为1.5MPa的管线。经有资质工程师实施的设计检查可以有助于预防设计者的错误和遗漏。甚至是最常规的设计也需要一定程度的专业审查,从而避免设计失误。设计检查可以在管道系统使用期限的各个阶段进行。对整个设计过程均实施了切实的监控和检查就可授予2分。

如何进行泵空载状态下的设计检查

表3-31 设计中的误操作风险因素

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1.危险识别(危险有害因素辨识)——0~4分

在使用适当的措施降低风险之前就必须明确地清楚其危险,这应包括所有可能产生的故障模式在内。危险辨识分析和研究的彻底性是重要的。应该考虑到所有的引发事件,如研究温度会导致超压吗?设备周围是否存在火源?安全装置是否有故障?(如采用HAZOP识别危险)。

理想的情况下,评价者应该看到一些文件资料,这些资料揭示了完整的危险识别证据。若是缺乏这些资料,他可以咨询管道系统的专家,至少了解一下是否存在更明显的情况。

该项分值的大小如何评分,依据是其危险研究的彻底程度,最高可达4分。

2.达到MAOP(最大允许工作压力的可能性——0~12分

达到MAOP(最大允许工作压力)的可能性的评分方法参见表3-32。

表3-32 达到MAOP(最大允许工作压力)可能性的分值表

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“常规的”意味着管道压力可能相当易于达到MAOP。其惟一的保护措施可能按工艺规程操作,要依靠操作者100%的无差错操作;或者是设计一种简易安全装置,它能够关闭阀门,切断管路压力源;或者是将带压产品从管道泄放出来。如果拥有熟练的员工操作和依仗着一套安全装置,管道业主能承受达到MAOP的高风险。但实现无差错工作是不现实的,工业实践表明依赖一个单独的安全切断装置——不管是机械的,还是电子的切断装置,都要估计到非超压保护的时间。对这种情况应少给分。

“不大可能”就是考虑到了冗余的安全保护系统。安全装置可由安全阀、安全隔膜、机械、电动或气动切断开关、或计算机安全保护系统(可编程控制器、远程监控及数据采集系统、或者是任何种类的可以启动过压保护的逻辑控制装置)等组成。关键的是至少要设立两套预防管线超压的独立的操作装置。这样在一套安全装置出现意外事故的情况下,可有另一套备用。操作者的行动也必须合适,以使管线在低于MAOP的压力范围内运行。基于这种认识,考虑了任何安全保护装置,都可认为是适宜操作行动的备份。相对于其他类的分值,b类的分值应反映出在两级或多级安全装置碰巧失效的情况下,操作错误的这种可能性。工业实践表明这种情况曾发生过,并非不大可能发生。

“很不可能”的应用场所应比b类更缺乏危害性,但是在理论上仍存在超出MAOP的可能性。随着这种可能性变得日益微弱时,赋予的分值应当更接近于d类。而d类“不可能”的描述则是相当地简单明了:在任何情况下,管道压力均不可能超过MAOP。管道的压力源自泵、压缩机、油气井、连接管道以及常常忽略了的热力源等等。当泵处于空载状态下可能产生1.0MPa压力,从理论上讲是不可能超越MAOP为1.5MPa的管线。在没有其他压力来源的情况下,这是管道所承受的最大压力。然而,一定不能忽视由于潜在热源而导致超压的可能性。在一节充满液体的管段中,如果液体没有膨胀空间的话,诸如像阳光或火之类的热源就可使管道压力超出MAOP。

3.安全系统———0~10分

安全装置作为影响风险进程的组成部分,把其评价放在“误操作指数”中比放在“设计指数”中更为合适。这是因为考虑到安全系统是在人为失误造成管道压力达到MAOP的情况下,作为后备保护系统而存在的,减少了由人为失误导致管道事故的可能性。大多数风险进程与人为失误至少有着间接的关联性,但安全系统或许同管道操作人员的误操作存在着更为直接的关联性。

一般的安全装置根据判断的条件主要由安全阀、安全隔膜、切断设备及可以关闭阀门的转换开关等装置组成。一级安全保护系统是一种能单方面和独立采取管道超压保护动作的装置。而多级安全保护系统,其每一级均拥有上述独立的装置及电源,具有冗余性(见图3-17)。万一哪套安全装置失灵,其冗余提供后备保护。对于充满危险的管道来说,两级、三级、甚至是四级安全保护系统都是常见的。

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图3-17 泵机组安全保护系统

安全系统的评分方法可参照表3-33进行。

表3-33 安全系统的分值表

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【例3-8】安全系统评分。在本管段中设有一座泵站。泵可能造成管道超压,故设置了预防超压的安全装置。压力开关可以停泵,并以一种安全的方式使输送产品压力越站。万一压力开关失灵不能停泵,安全阀将打开,以安全方式将全部泵送流体排出。通过把相应的数据(包括压力信号)传输到一个全天24h值守的控制室,来遥控该泵站。可以在控制室完成停泵操作。确认通信传输的可靠性达到了98%。

评分:本例拥有两级安全装置—压力开关和安全阀,最好在评估通信传输系统的有效性之后,再赋予其遥控能力满分。(3)状况得分6分,(5)状况得分3分,3+6=9分,最后得分为9分。

4.材料选择——0~2分

评价者应寻找证据,证明在对所有合理预期的应力有正当考虑的情况下,来规定和确认合适的材料。只有当确认适当的材料实际上已应用于管道系统之中,才能考虑给予这个分值。最重要的是,应有一套管理文件。该文件以管道技术规范的形式,详细记载整个系统——从螺母螺栓到最复杂的仪器仪表设备等各个部分的有关数据。该规范标出管道部件的尺寸、材料成分、油漆和其他一些防护性涂层,还有所有的安装要求。施工图要详细绘制出每个管件的安装位置以及参数。一旦管道有任何改变,管理文件均应予以修订。所有新的或替代的材料必须符合原技术规范,或者是经正式复审和修改技术规范允许使用不同材料。坚持严格地按管理文件进行运作,就会减少误安装不相容材料的机会。

本项评分应依据管理文件的编制与使用,该文件列出了管道材料选择及安装的各个方面。当管理文件得到了最佳运用时给予2分,若没有使用则为0分。

5.设计检查——0~2分

评价者要确定在设计过程中,关键环节的设计计算及其结果是否得到了检查。从理论上讲,专业注册工程师能够担保其设计质量。这是一个明确的分值。经有资质工程师实施的设计检查可以有助于预防设计者的错误和遗漏。甚至是最常规的设计也需要一定程度的专业审查,从而避免设计失误。设计检查可以在管道系统使用期限的各个阶段进行。精确地估量检查的质量是不可能的,只要有证据证明他们的确进行了检查就足够了。

对整个设计过程均实施了切实的监控和检查就可授予2分。

【我国有关行业标准对设计误操作因素制定了如下的评分方法】

设计误操作因素(可变因素0~30分)。可根据设计质量,分为优、良、中、差四个等级评分,“优”表明误操作少,即出现设计失误的风险低,“差”表明误操作多,而出现设计失误的风险高。这里所指的失误是指在安全方面的失误,如对引起事故的因素考虑不周、消防措施不得力,材料选择不当等,具体评分方法如下:

优,30分:指设计一方有充分的进行该项设计的经验,并有优秀的第三方进行监督者;

良,20分:指设计一方有充分的进行该项设计的经验,虽有第三方监督,但不得力者,或有优秀的第三方监督,但设计一方经验较欠缺者;

中,10分:设计一方有充分的进行该项设计的经验,但无第三方监督者;

差,0分:设计一方无经验,又无第三方监督者。3.5.3 施工

表3-34 施工中的误操作风险因素

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1.检验(施工检验)——0~10分

质量检验员要监督施工的方方面面,其检验应是高质量的。检验者的资格证书的检查、检验者在施工过程中的记录及其工作业绩,或许甚至是施工人员的意见均可用于评价的行为中。以下的各施工项的得分也取决于检验者的现场表现。

如果检验完全未知,给0分。若进行了众所周知的检验且有完备的检验报告即应赋予最高分。本项之所以获得了施工参数中的最高分值,是因为当前的管道施工质量在很大程度上依赖于正确的检验。

2.材料——0~2分

在施工前,要核实材料和组分的可靠性以及是否符合技术要求。对于近期的施工,知道伪劣材料非常重要。对于本项来说,仅要求适宜的材料是不充分的。应要求现场的材料管理员采取所有适当的措施来保证在正确的地方确实正在安装正确的材料。

有确切的证据证明这样做了,可给2分。

3.连接(接头)——0~2分

在各种连接管段方法中找到高质量的施工方法。应执行有关的强制性规范,通过适当的方法(X射线、超声波、着色等)检验焊接质量。通常情况下,焊接的合格与否要由两名检验者来确定。低于100%的焊接检验应当降低分值。其他的管道连接方法(法兰连接、螺纹连接和聚乙烯熔融连接等)的评分同样要依据其施工质量及检验技术。

使用工业上认可的方法对焊缝进行100%的检验,可给2分。低于100%的检验,或是不可靠的、或未知的检验方法则要降低得分。

4.回填——0~2分

回填方式及其施工过程应确保不要伤及管道涂层。必须拥有均匀且(有时候)坚实的底层材料支撑管道。回填或底层材料不好是造成管道应力集中的因素。

施工期间应用良好的回填/支撑方式可获得2分。

5.搬运(储运保护与组对控制)——0~2分

应使应力最小的方式搬运管道元件尤其是较长的管段。以配合和调整为目的的冷加工钢制管件应尽量少用。冷加工可能引起较高水平的残余应力,反过来,残余应力又是应力腐蚀现象的一个起作用的因素。搬运包括安装前的材料的贮存阶段。保护材料免遭有害成分的侵蚀应该是材料合理搬运的一个重要内容。

在管道铺设施工期间或者是施工前,评价者认定了管材得到了正确的搬运及贮存,则应授予2分。

6.包覆层(保护层)——0~2分

包覆层施工是在监督之下进行的;在完成最终的管道安装前,包覆层已经过仔细的检验和修补,并最终用来保证管道在搬运和敷设安装的最后关头不存在包覆层损伤。有关包覆层方面的问题亦在“腐蚀指数”中进行评估,但是在这个阶段,人为失误的可能性很大。正确的搬运和回填同样决定了包覆层的最终状况。在铺设安装管道的最终阶段,最佳的包覆层系统可能很容易被一般的过失所破坏。

管道经营者可能对已采取的各种有效防范措施十分自信,但应有证据可以证实这种自信。即便是在管道铺设多年之后,如果对管道进行开挖,也能看出当年的施工技术如何。通过开挖能够发现受到损伤的包覆层;各种碎片(临时用的木垫、焊条、工具及碎石等)与管道埋设在一起;还有焊接接缝上的湿涂料等。这些情况若干年后会仍然存在,但却指出了在施工过程中,对这些现象未给予充分注意。

此外,当评价者能够确认保护包覆层的工作确实在施工中得到了落实,即可授予最高分值。

【我国有关行业标准对施工误操作因素制定了如下的评分方法】(www.xing528.com)

施工误操作因素(可变因素0~20分)。施工误操作包括未按设计规定的技术要求进行的操作,即焊缝有超过规定值的缺陷,涂层质量不佳以及下沟回填时将涂层损伤,甚至将钢

管本身造成损伤等。施工也按优、良、中、差四个等级评分,评分方法如下:优,20分:指施工一方有充分的进行该项施工的经验,并有优秀的第三方监督者;良,12分:指施工一方有充分的进行该项施工的经验,虽有第三方监督,但不得力,

或有优秀的第三方监督,但施工一方经验欠缺者;中,6分:指施工一方有充分的进行该项施工的经验,但无第三方监督者;差,0分:指施工一方无经验又无第三方监督者。应特别指出以上所指的“经验”指管理技术诸方面成功的经验,而不单纯指设计、施

工过多少管道。如已建立质保体系并已取得ISO9000认证者应按有充分的经验考虑。

3.5.4 运行(操作)

表3-35 运行(操作)中的误操作风险因素

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1.工艺规程操作规程——0~7分

各种工作规程包括:阀门维护规程;安全装置检查及校准规程;管道启停规程;泵操作规程;输送产品切换规程;管道用地维护规程;流量计标定规程;仪表设备技术维护规程;参数变化的管理规程。

评价者应该查明已成文且能够包括管道运行操作的各方面的工艺规程,并有证据表明这些规程得到了有效的执行,并且不断地得到审查和修正。这样的证据可以是操作现场或操作人员所配备的检查表以及规程的副本等。从理论上讲,规程和检查表的运用减少了操作的可变性。具有更大一致性的操作则意味着降低了人为失误的可能性。评价者可首先检查在最关键的操作环节上是否制定了齐全的各种规程:关键设备的启动或关闭、阀门的控制、流量参数的变化以及仪器仪表的停用等。

严格的操作规程是减少操作失误的一个重要组成部分。在操作规程执行最好的岗位,应给最高分。有关规程的更多探讨将在“培训”参数中描述。

2.SCADA/通信——0~5分

远程监控及数据采集系统(SCADA)是用于管道沿线各个站点的运行数据(压力、流量、温度及输送产品的组分等)的传输(见图3-18)。SCADA系统通常从一个位置提供管道全线各个方面的情况,还能做到系统的自诊断、泄漏检测、瞬变特性分析,以及可以提高系统运行的协同性。在许多情况下,也包括传输调度控制中心发给沿线各站点远程监控阀门、泵的信号。远程终端装置RUT提供管道数据采集仪表和约定的通信通道——诸如像载波通信、卫星传输通信、光纤通信无线电通信微波通信传输等。

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图3-18 管道SCADA系统配置框图

SCADA系统应确保现场与控制中心之间的两地人员应相互更好地协调与核对。现场与控制中心之间设置双通道应是给分理由的最低标准。真正地实施了相互检查应给5分。没有进行相互检查的,则给予0分。

3.毒品检查(药检)——0~2分

美国政府法规普遍要求对在从事输送行业的某些雇员进行毒品检查。这是为了降低由于毒品损害而造成人为失误的可能性。基于风险目的,在管线运行岗位发现并排除毒品,以降低误用毒品导致人为失误的可能性。

为重要操作岗位的员工制定了毒品检查程序的可给予2分。在有毒品和误用毒品都不成其为问题的情况下,可用员工健康检查作为替代项而进行评分。

4.安全计划——0~2分

安全计划在风险因素中是一个近乎模糊的因素。对于安全的承诺能降低人为失误的可能性。要寻找出有关安全承诺的证据:书面的公司安全体系一览表;具有员工充分参与策划的安全计划(要有充分参与的证据);全面充分的安全体系运作记录(最新记录);安全体系的管理与改进;显示安全体系的标志、标语等;设置专职安全员

大多数人同意,如果一个公司加强管道安全达到了上述程度,就会影响人为失误的可能性。完备的安全计划则应赋予2分。

5.检查——0~2分

检查是管道日常运行的工作之一。下面就是一些典型的管道检查范例:密间隔测量;包覆层状况检查;水下穿越检查;清管器探测管道变形;人口密度调查;覆盖层深度探查;水下声纳探测;温度检测;泄漏检测。

一个正规的检查程序(包括其专有文件),必须具有专业的操作流程和降低风险的质量方法。日常检查表明更主动,而不是被动操作。在评价管段时,应依据已完成的检查数量与所能完成的有效检查进行比较来确定分值。能使其检查效益最大化的,就应授予最高分值。

6.培训——0~10分

培训是防范人为失误以及降低事故的第一道防线。基于风险评价目的的考虑,致力于防范事故的培训是最至关重要的,包括避免管道系统出现任何可能危及人身及财产的事故的培训、强调防护设备、急救、防止损害的培训、应急响应的培训,但它对风险进程的影响只能是间接的。必须评定培训计划在降低风险中的作用。不同的培训计划需要针对不同的工作性质与不同的知识技能水平。

依据培训计划的制定及其执行情况,培训的评分可参照表3-36进行。

表3-36 培训评分表

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7.机械失误防护措施(机械故障保护装置)——0~7分

有时很简单的机械装置就能防止操作失误。应该确信任何像这种能阻止操作失误的装置可以降低风险。当然前提是操作工已经过适当的培训,这样机械保护装置才能避免由于疏忽而造成的失误。

机械失误防护措施的评分表不仅应该反映出各种防护装置的有效性,而且还要体现出建立这种装置保护后,可能发生的防护后果。表3-37列出分值表及其详细说明。

表3-37 机械失误防护措施的分值表

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在表3-37中对每一项应用可以加分,最大分值达6分。若机械防护装置用在了所设计防护的各个场所,那么这种应用才是有效的。如果评价的管段没有可能应用这些装置,那么就授予最高分值7分,因为那里不存在这种人为失误的可能性。

【我国有关行业标准对运营误操作因素制定了如下的评分方法】

运营误操作因素(可变因素0~35分)。操作规程不完善,工人不熟练,遇到非常情况处理不当,安全系统操作失灵,机械工人维修不善,电信电力工人误操作等均可造成事故。运营因素按优、良、中、差四个等级评分,即:

优,35分:指规章制度完善,工人经过严格培训,持证上岗,且在风险评价前无严重操作失误而造成事故者;

良,25分:指规章制度基本完善,主要岗位工人经过专门培训者;

中,10分:指规章制度不够完善或虽完善而未严格执行,工人基本上未经过培训者;

差,0分:指无规章制度或有章不循,工人未经培训者。3.5.5 维护

表3-38 维护中的误操作风险因素

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1.文件编制(维护记录)——0~2分

有一套支持全部书面资料或数据库的有效程序,而这些资料或数据库则涉及维修的各个方面。这可以包括:文件系统,或实际使用中的计算机数据库。所有重要的维护成果都将离不开文件资料的帮助。理想的程序要根据精确的数据搜集而经常地调整它的维护措施。

2.计划(维护计划)——0~3分

日常维护的正式计划是依据运行历史记录、有关的政府法规以及现行的工业实际而制定的。此外,这个计划理论上应反映实际运行过程,并根据运行状况,在适当的范围内,适时地予以调整。

3.维护规程(维护作业指导书——0~10分

应制定涉及修理和日常维护的书面维护规程,并应该使维护员工了解掌握。维护规程有助于确保一致性。需要专业化的规程,以保证在设计者完成设计之后很久仍能考察原始设计的系数。焊接就是一个最典型的例子,焊接过程会严重影响到材料特性,像硬度、断裂韧性及抗腐蚀性等的改变。

要寻找出检查清单、检修数据和其他的相关使用证据等。

【我国有关行业标准对维护误操作因素制定了如下的评分方法】

维护误操作因素(可变因素0~15分)。维护指对设备、仪表的维护。维护不当亦会造成严重后果,维护按以下三方面评分:

文件检查,0~2分:对重要仪器设备的维护检查必须记录在案,并应有专门档案,文件齐全者取2分,无文字记录者为0分;

计划检查,0~3分:对重要的仪器设备必须定期维护、按计划进行,执行较好者为3分,无计划者为0分;

规程检查,0~10分:规程检查指对重要的仪器设备必须有完善的检查项目、维护方法,以便指导维护工人或操作者的实践,优良者取10分,不够完善者取5分,无规程者为0分。

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