Risk Based Inspection of Composite Components in Oil and Gas Industry

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Mechanical Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

2 Head of Technical and Corrosion Protection, Iranian Central Oil Fields, Tehran, Iran

20.1001.1.25885596.2021.6.1.6.3

Abstract

 
The aim of technical inspection activities is to ensure all components are working in a safe condition. Approaches in technical inspection turn to cost effective and much reliable strategies such as inspections based on the level of the risk of the components. Risk based inspection (RBI) is the process of developing a scheme of inspection based on knowledge of the risk of failure. RBI procedure is the combination of an assessment of the probability of failure due to flaws damage, deterioration or degradation in conjunction with an assessment of the consequences of such failures. RBI helps to increase the safety of the processing unit, reduce the costs, and improve environmental protection. Now the RBI procedure is the core of many inspection strategies in the oil and gas industry. However, the application of RBI in non-metallic components is rarely studied. In this paper, the risk assessment of the GRE/GRP components is investigated. Composite components are extensively using in water (includes deposit water, waste water, and wash water) systems. Through this study, different failure mechanisms in composite components are discussed. The results of RBI method indicated that composite components should be inspected within the second year after the start of the service. Because of the low and medium overall risk of the components, a visual inspection shall be performed in three/five years’ duration for non-metallic piping and tanks.

Keywords

Main Subjects

Article Title [فارسی]

بازرسی بر مبنای ریسک اجزای کامپوزیتی در صنایع نفت و گاز

Authors [فارسی]

  • میثم نجفی ارشادی 1
  • مهدی اسکندرزاده 1
  • علی کلاکی 2

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دپارتمان حفاظت فنی و خوردگی، شرکت نفت مناطق مرکزی ایران، تهران، ایران

Abstract [فارسی]

هدف از فعالیت‌های بازرسی فنی اطمینان از کارکرد اجزاء در شرایط ایمن است. در حال حاضر، رویکرد اصلی در بخش بازرسی فنی حرکت به سمت راهبردهای بازرسی با صرفه اقتصادی و نیز قابلیت اطمینان بالا است. بازرسی بر مبنای ریسک (RBI) فرایند ایجاد برنامه بازرسی بر اساس دانشی است که از ریسک خرابی تجهیز بدست می‌آید. بطور کلی روش RBI مبتنی بر ترکیب دو عنصر احتمال خرابی در نتیجه آسیب، کاهش کارایی و یا تخریب تجهیز و پیامدهای چنین خرابی‌ها است. RBI به افزایش ایمنی واحد و کارخانه کمک کرده، هزینه‌ها را کاهش و حفاظت از محیط زیست را بهبود می‌بخشد. هم اکنون روش RBI به عنوان بخش مرکزی بسیاری از استراتژی‌های بازرسی در صنعت نفت و گاز ارزیابی می‌شود. با این حال، استفاده از RBI در اجزای غیر فلزی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته شده است. لذا در این مقاله، به ارزیابی ریسک اجزای GRE / GRP پرداخته شده است. اجزای کامپوزیتی به‌طور گسترده در سیستم‌های انتقال و ذخیره آب (شامل پساب، فاضلاب و آب شستشو) استفاده می‌شود. در این پژوهش، مکانیزم‌های مختلف خرابی در اجزای کامپوزیتی مورد بحث قرار گرفته شد. نتایج ارزیابی RBI نشان داد که اجزای کامپوزیتی این مطالعه بایستی در سال دوم پس از شروع بهره‌برداری مورد بازرسی قرار گیرند. از آنجا که بر اساس ارزیابی صورت پذیرفته متوسط ریسک کلی اجزا کم است، بنابراین بازرسی چشمی برای دوره‌های سه الی پنج ساله برای لوله‌ها و مخازن غیر فلزی این کار پیشنهاد شده است.

Keywords [فارسی]

  • بازرسی فنی
  • مخازن GRE/GRP
  • بازرسی بر مبنای ریسک
  • خوردگی
[1] Shishesaz, M.R., Bajestani, M.N., Hashemi, S.J. and Shekari, E., 2013. Comparison of API 510 pressure vessels inspection planning with API 581 risk-based inspection planning approaches. International Journal of Pressure Vessels and Piping111, pp. 202-208.
[2] Choi, S.C., Lee, J.H., Lee, C.H., Song, K.H., Chang, Y.S. and Choi, J.B., 2007. Risk Based Approach of In-service Inspection and Maintenance for Petrochemical Industries. In Key Engineering Materials (Vol. 353, pp. 2623-2627). Tran. Tech. Publications.
[3] API 581, 2019. American Petroleum Institute. Risk-based inspection technology. Washington, D.C.: API Publishing Services.
[4] API 580, 2016. American Petroleum Institute. Risk-based inspection technology. Washington, D.C.: API Publishing Services.
[5] Kamsu-Foguem, B., 2016. Information structuring and risk-based inspection for the marine oil pipelines. Applied Ocean Research56, pp.132-142.
[6] Cimellaro, G.P., Villa, O. and Bruneau, M., 2014. Resilience-based design of natural gas distribution networks. Journal of Infrastructure systems21(1), p.05014005.
[7] Chant, E. and Sims, J.R., 2010, January. Risk-based inspection for polymers. In CORROSION 2010. NACE International.
[8] SPC/Tech/Gen/35 2008. Integrity of Atmospheric Storage Tanks, HSE.
[9] Zhang, B.Y., Li, H.H. and Wang, W., 2015. Numerical study of dynamic response and failure analysis of spherical storage tanks under external blast loading. Journal of Loss Prevention in the Process Industries34, pp. 209-217.
[10] Shuai, J., Han, K. and Xu, X., 2012. Risk-based inspection for large-scale crude oil tanks. Journal of Loss Prevention in the Process Industries25(1), pp.166-175.
[11] Trebuňa, F., Šimčák, F. and Bocko, J., 2009. Failure analysis of storage tank. Engineering Failure Analysis16(1), pp. 26-38.
[12] Radhakrishnan, S.M., Dyer, B., Kashtalyan, M., Akisanya, A.R., Guz, I. and Wilkinson, C., 2014. Analysis of bolted flanged panel joint for GRP sectional tanks. Applied Composite Materials21(1), pp. 247-261.
[13] Mercy, D. and Girirajkumar, S.M., 2017, July. An algorithmic approach based pso-pid tuning of a real time conical tank process used in waste water treatment. In 2017 International Conference on Computing Methodologies and Communication (ICCMC) (pp. 871-876). IEEE.
[14] Asghari, F.B., Jafari, J., Yousefi, M., Mohammadi, A.A. and Dehghanzadeh, R., 2018. Evaluation of water corrosion, scaling extent and heterotrophic plate count bacteria in asbestos and polyethylene pipes in drinking water distribution system. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal24(4), pp.1138-1149.
[15] Foulon, A., Laksimi, A., Lemaître, C. and Favergeon, J., 2014. Use of acoustic emission technique for in service evaluation of the mechanical integrity of equipment GRP (Glass reinforced plastic). In 16th European Conference on Composite Materials.
[16] Association, N.O.A.G., Norwegian Oil and Gas Association Recommended Guidelines for NDT
of GRP pipe systems.
[17] Norway, S., Fabrication and installation of GRP piping systems, in Norsok Standard M-622.2005.