论文分享 | 基于风险的检验与检验员的转型

本文发表于《Inspectioneering Journal》 2025 年5月，作者Kim Jenkins，MISTRAS Group 的机械完整性专家。

在石化和炼油行业，检验传统上由基于时间的间隔控制，这些间隔受规范性法规和标准驱动。虽然这种基于时间的方法有其优点并在行业中沿用数十年，但它往往侧重于规定的时间表，而未能充分考虑不同资产、工艺条件和运行环境的多样化风险特征。随着时间推移，基于风险的检验（RBI）方法应运而生，成为一种更为细致的策略——它更强调相对风险，使检验资源能更有效地分配，并能更深入地理解潜在的损伤机理。

这种转变的核心在于检验员，其角色从遵循固定时间表扩展为积极参与风险数据分析。检验员的视角必须从简单地问“下一次检验什么时候？”转变为更全面的问题：

1. “为什么”——为什么需要进行特定的检验？

2. “什么”——我们要寻找哪类损伤或损伤机理？

3. “在哪里”——该损伤最有可能发生在哪里？

4. “何时”——应何时根据风险而非固定周期安排检验员？

5. “谁”——谁最终受益于健全、及时的检验？“谁”的答案总是广泛的：业主/使用者、员工、当地社区和公众都依赖于安全可靠的运营。

本文回顾了基于传统固定周期的检验员与基于风险的检验（RBI）方法的对比。它探讨了这一转变如何改变检验员的角色，要求新的技能组合、持续学习和更深入的协作，以实现更高的安全性和运营效率。

基于传统周期的检验

在历史上，许多设施采用基于时间的计划来安排对压力容器、管道和其他关键设备的检验。这种传统的“时间对半衰期”理念指导检验人员关注时间和/或压力承载部件的剩余寿命。然而，这可能与每个资产根据具体运行条件所带来的实际风险不符。

基于固定周期的检验方法存在的问题包括：

· 依赖规定检验间隔： 在基于时间的环境中，安排检验的主要驱动因素是自上次检验员以来经过的时间，通常估算为达到半寿命、达到最小时间或其他标准所需的时间。尽管这种方法能回答“谁、什么、何时、何地以及为何”的问题，但它过分关注“何时”的要求，可能忽视独特的工艺条件。处于常温常压工况的某些设备可能不需要频繁检验，而处于高度腐蚀性或工况波动较大的设备可能需要在比规范规定间隔更早的时间进行更深入、细致的检测，因为潜在后果在基于时间的规定性计划中未被考虑或只被极为区分地考虑。

· 可能被忽视的损伤机制： 基于固定周期的检验通常侧重于通过基本的厚度测量来管理腐蚀和侵蚀。然而，这种方法可能会遗漏更微小或新萌发的损伤机制，例如高温氢损伤（HTHA）、应力腐蚀开裂（SCC）或微生物影响腐蚀（MIC）。如果没有正式风险评估的结构化规范，这些损伤机制可能在未被识别的情况下持续发展，直到对设备完整性构成更大的威胁。我们希望在“它发现我们”之前先发现这些损伤。

· 有限的正式风险评估： 虽然有经验的检验人员通常会在现场运用专业判断，但在基于时间的计划中并不总是有机制来系统地记录或量化这种判断。因此，检验范围和间隔可能无法得到优化，减少或重新排序检验活动的机会往往被错过，可能导致成本和风险增加。

朝着基于风险的检验演进

基于风险的检验代表着从“按固定周期安排检验”向“按风险安排检验”的根本转变，纳入并评估若干风险因素，如操作环境、历史数据、损伤机制验证、检验历史等。广义上讲，可能符合API 580 的RBI方法存在一个连续体——从定性、到半定量、再到定量——这些方法有助于将以时间为中心的关注点转移为基于风险（失效概率（POF）和失效后果（COF））来优先安排检验活动。定量方法更多依赖硬性、数值化的事实和统计数据，而半定量方法则将完整性数据与主题专家的意见/经验相结合。定性研究所需的实际数据最少，通常基于范围和意见进行计算。

图 1. 风险矩阵图，显示与 POF 和 COF 相关的风险等级

RBI方法的好处包括

· 有针对性的检验计划： 在基于风险的检验（RBI）框架中，“在哪里”和“检验什么”由对潜在损伤机制的结构化分析决定。这使检验人员能够集中在最关键的位置——容易发生应力腐蚀裂纹的焊缝、易受侵蚀的喷嘴，或易受保温层下腐蚀影响的区域。检验人员不是在整个容器上均匀地检测厚度或其他参数，而是针对高风险区域进行检测，明确预期情况和检验位置，从而提高发现早期损伤迹象的概率。

· 后果门槛与风险阈值： 对设备项目进行失效可能性（POF）和后果严重性（COF）的评估。结果是计算出的风险概况，将设备分为高、中、低风险等级。由于后果特别严重或降解速率较高而被评为高风险的资产，需要更频繁或更详尽的检验活动。相反，低风险项目可能被赋予延长的检验间隔。这种方法优化了资源利用，能减少不必要的检验，同时降低成本并增强安全性。

· 数据与专业知识的整合： 有效的基于风险的检验（RBI）方案同时利用算法逻辑与计算以及来自主题专家（SME）的见解。定量数据——例如腐蚀速率、材料属性、操作方式和设计裕度——与定性因素（如检验员经验、工艺异常和先前停工检修时的发现）相互补充。尤其是半定量方法，依赖现场知识与数值数据的融合，以得出尽可能准确的风险评估。

无论采用哪种具体方法，与基于时间的方法相比，基于风险的方法都能帮助运营方更有效地评估运行风险、分配检验位置，并在检验和维护决策上做出更明智的选择。

图2 基于风险的检验频率依据

检验员的转变

向基于风险的检验（RBI）方案过渡从根本上改变了检验员的角色。检验员不再严格依赖固定的基于时间的计划，而是成为将风险评估转化为可执行检验计划的核心。这要求新的能力以及对整体设备完整性更广泛的视角，通常作为比基于时间的方法更具协作性的检验规划与执行决策过程的一部分。

检验员的新角色在战略上具有重要价值，因为他们在实施和管理优先考虑安全、资源分配、合规性、增强决策以及在设施中推行持续改进的检验方案方面不可或缺。

这一新的战略职能要求技能和方法的演进。除了对风险评估方法、失效概率（POF）和后果概率（COF）以及评估风险类别的基本原则有透彻理解外，检验员还需要完成向 RBI 方法的思维转变，这可以通过以下方式实现：

· 所需培训与教育： 检验员必须掌握API 580和API 581中的核心概念，包括如何识别相关的风险驱动因素和损伤机理。基于风险的方法的培训项目和认证变得越来越普遍，并且对于这一转型的成功至关重要。随着RBI技术、推荐做法、业主/运营方的内部政策与程序乃至软件的不断演进，持续学习是必不可少的。

· 数据验证与管理： 准确、最新的数据是RBI系统的核心。以RBI为导向的检验员必须熟练于验证现场发现的质量与一致性，确保任何异常或意外读数都会触发更深入的审查。壁厚或操作温度的一个小数据错误就可能扭曲失效概率（POF）计算，影响整体完好性计划。这些数据改善资产管理，帮助决策者根据设备的重要性优先安排检验、维护和可能的升级投资。

· 详细检验测试计划（ITPs）： 基于风险的检验要求在检验测试计划中有更高的具体性，明确检验方法、精确位置以及每种技术预期的有效性。工作范围的清晰能优化现场时间，并确保检验人员确切知道需要寻找的对象。识别潜在损伤并聚焦高风险资产，采用RBI方法的检验人员能主动降低风险并提高被检资产的可靠性。这将带来更少的意外停运、对资源的正确利用以及更一致的设施运行。通过使用新数据和操作变更对检验计划进行审查、评估和更新，使检验人员能够在设施内培养持续改进的文化。

· 技术报告与熟练度： 详尽而精确的记录对于维持有效的RBI循环至关重要，因为对历史检验数据的依赖比基于时间的方法更加重要。每当发现与预期结果不符时，检验人员应以清晰和具体的方式详细记录这些观察结果。

· 在基本RBI计算和软件方面的技术熟练度： 尽管工程师和风险分析师通常负责大部分数值建模，但能够掌握这些核心原理并理解如何使用RBI软件平台的检验员，可以更好地验证他们收集的数据输入。这使他们能够解读特定破坏机制和变化的工艺条件如何可能改变故障概率/后果概率（POF/COF）值及整体检验策略，并提高预测的有效性和准确性。

要点

从纯固定周期式检验转向基于风险的方法，对设施和检验员本身而言都是一次变革性的机遇。通过在检验计划过程的每个阶段整合风险计算，对关键问题的回答变为：

1. “为什么我们要进行这种类型的检验员？”——为了减少与失效概率和后果相关的不确定性和风险。这种检验员的价值在于通过减少不必要的检验员来节约成本，防止与计划外停机相关的停产，并提高设施内资产的整体安全性和可靠性。

2. “我们在寻找什么？”——根据损伤评估和阈值，预期与资产相关的损害。

3. 在哪里我们应预期发现损伤？ – 基于预期损伤的已知薄弱区域。

4. “何时应再次进行此项检验员？”——由资产的评估、评估结果、风险准则和风险计算来决定。

5. “我们在保护谁？”——同上：行业所有者/使用者、彼此、家人、朋友以及公众。所有人在工作场所内外都应并且需要感到安全。

拥抱这些原则使检验员能够成为积极变革的催化剂，不仅改变他们自己的职业道路，也改变对工业安全与可靠性的整体方法。

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