Įtikinimo bandymai yra neatsiejama mūsų saugos instrumentinių sistemų (SIS) ir su sauga susijusių sistemų (pvz., kritinių signalizacijų, gaisro ir dujų sistemų, instrumentinių blokavimo sistemų ir kt.) saugos vientisumo palaikymo dalis. Įtikinimo bandymas yra periodinis bandymas, skirtas aptikti pavojingus gedimus, išbandyti su sauga susijusias funkcijas (pvz., atstatymą, apėjimus, signalizacijas, diagnostiką, rankinį išjungimą ir kt.) ir užtikrinti, kad sistema atitiktų įmonės ir išorinius standartus. Įtikinimo bandymų rezultatai taip pat yra SIS mechaninio vientisumo programos efektyvumo ir sistemos patikimumo vietoje matas.
Įrenginių bandymų procedūros apima bandymo etapus nuo leidimų gavimo, pranešimų pateikimo ir sistemos išjungimo bandymui iki išsamaus bandymo užtikrinimo, įrenginių bandymo ir jo rezultatų dokumentavimo, sistemos grąžinimo į eksploataciją ir dabartinių bei ankstesnių įrenginių bandymų rezultatų įvertinimo.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, 16 punktas, apima SIS patikimumo bandymus. ISA techninė ataskaita TR84.00.03 – „Saugos instrumentinių sistemų (SIS) mechaninis vientisumas“ apima patikimumo bandymus ir šiuo metu yra peržiūrima, o nauja versija turėtų būti išleista netrukus. ISA techninė ataskaita TR96.05.02 – „Automatinių vožtuvų patikimumo bandymai vietoje“ šiuo metu yra rengiama.
JK HSE ataskaitoje CRR 428/2002 – „Chemijos pramonės saugos prietaisų sistemų patikros principai“ pateikiama informacija apie patikros bandymus ir ką įmonės daro JK.
Įspėjamojo bandymo procedūra pagrįsta žinomų pavojingų gedimo režimų analize kiekvienam saugos instrumentinės funkcijos (SIF) suveikimo kelio komponentui, SIF funkcionalumu kaip sistema ir tuo, kaip (ir ar) reikia atlikti bandymą dėl pavojingo gedimo režimo. Procedūros kūrimas turėtų prasidėti SIF projektavimo etape, nuo sistemos projektavimo, komponentų parinkimo ir bandymo laiko bei būdo nustatymo. SIS prietaisai turi skirtingą bandymo sudėtingumo laipsnį, į kurį reikia atsižvelgti projektuojant, eksploatuojant ir prižiūrint SIF. Pavyzdžiui, diafragminius matuoklius ir slėgio daviklius lengviau išbandyti nei Koriolio masės srauto matuoklius, magnetometrus ar oru veikiančius radarinius lygio jutiklius. Taikymas ir vožtuvo konstrukcija taip pat gali turėti įtakos vožtuvo bandymo išsamumui, siekiant užtikrinti, kad pavojingi ir pradiniai gedimai dėl degradacijos, užsikimšimo ar nuo laiko priklausomų gedimų nesukeltų kritinio gedimo per pasirinktą bandymo intervalą.
Nors patikros bandymų procedūros paprastai parengiamos SIF inžinerijos etape, jas taip pat turėtų peržiūrėti gamyklos SIS techninė institucija, operacijų skyrius ir prietaisų technikai, kurie atliks bandymus. Taip pat reikėtų atlikti darbo saugos analizę (JSA). Svarbu gauti gamyklos pritarimą dėl to, kokie bandymai bus atliekami ir kada, taip pat dėl jų fizinio ir saugos įgyvendinamumo. Pavyzdžiui, nenaudinga nurodyti dalinio smūgio bandymų, kai operacijų grupė nesutinka to daryti. Taip pat rekomenduojama, kad patikros bandymų procedūras peržiūrėtų nepriklausomas srities ekspertas (SME). Tipiniai bandymai, reikalingi visiškam patikros bandymui, pavaizduoti 1 paveiksle.
Viso funkcionalumo įrodymo bandymo reikalavimai 1 pav.: Saugos instrumentinės funkcijos (SIF) ir jos saugos instrumentinės sistemos (SIS) visiško funkcionalumo įrodymo bandymo specifikacijoje turėtų būti aiškiai nurodyti arba nurodyti etapai nuo bandymo pasiruošimo ir bandymo procedūrų iki pranešimų ir dokumentacijos.
1 pav.: Saugos instrumentinės funkcijos (SIF) ir jos saugos instrumentinės sistemos (SIS) visapusiško funkcionalumo įrodymo bandymo specifikacijoje turėtų būti aiškiai nurodyti arba nurodyti etapai nuo bandymo pasiruošimo ir bandymo procedūrų iki pranešimų ir dokumentacijos.
Įrodymo bandymas yra planinis priežiūros veiksmas, kurį turėtų atlikti kompetentingi darbuotojai, apmokyti SIS bandymų, bandymo procedūros ir testuojamų SIS kilpų. Prieš atliekant pradinį įrodymo bandymą, turėtų būti atlikta procedūros apžvalga, o po to pateiktas atsiliepimas vietos SIS techniniam vadovui dėl patobulinimų ar pataisymų.
Yra du pagrindiniai gedimo režimai (saugus arba pavojingas), kurie yra suskirstyti į keturis režimus – pavojingas neaptiktas, pavojingas aptiktas (diagnostikos būdu), saugus neaptiktas ir saugus aptiktas. Šiame straipsnyje pavojingo ir pavojingo neaptikto gedimo terminai vartojami pakaitomis.
Atliekant SIF patikimumo bandymus, mus pirmiausia domina pavojingi neaptikti gedimų režimai, tačiau jei yra vartotojo diagnostikos, kuri aptinka pavojingus gedimus, ši diagnostika turėtų būti patikrinta. Atkreipkite dėmesį, kad skirtingai nei vartotojo diagnostika, įrenginio vidinės diagnostikos paprastai negali patvirtinti kaip funkcionalios vartotojo, ir tai gali turėti įtakos patikimumo bandymo filosofijai. Kai SIL skaičiavimuose įskaitoma diagnostikos įskaita, diagnostiniai signalai (pvz., signalai už diapazono ribų) turėtų būti išbandyti kaip patikimumo bandymo dalis.
Gedimų režimus galima toliau suskirstyti į tuos, kurie buvo tiriami atliekant bandymą, tuos, kurie nebuvo tiriami, ir pradinius arba nuo laiko priklausančius gedimus. Kai kurie pavojingi gedimų režimai gali būti netiesiogiai tiriami dėl įvairių priežasčių (pvz., sudėtingumo, inžinerinių ar eksploatacinių sprendimų, nežinojimo, nekompetencijos, praleidimo ar sisteminių klaidų, mažos atsiradimo tikimybės ir kt.). Jei yra žinomų gedimų režimų, kurie nebus tiriami, tai turėtų būti kompensuojama įrenginio projektavime, bandymo procedūroje, periodiškai keičiant ar perkonstruojant įrenginį ir (arba) turėtų būti atliekami išvadiniai bandymai, siekiant kuo labiau sumažinti neatlikto bandymo poveikį SIF vientisumui.
Pradinis gedimas yra blogėjanti būsena arba sąlyga, dėl kurios pagrįstai galima tikėtis kritinio, pavojingo gedimo, jei laiku nebus imtasi taisomųjų veiksmų. Paprastai jie aptinkami lyginant našumą su neseniai atliktais arba pradiniais etaloniniais bandymais (pvz., vožtuvų parašais arba vožtuvų atsako laiku) arba apžiūros metu (pvz., užsikimšusi proceso anga). Pradiniai gedimai paprastai priklauso nuo laiko – kuo ilgiau įrenginys ar mazgas eksploatuojamas, tuo labiau jis suprastėja; labiau tikėtina, kad atsitiktinį gedimą sukels sąlygos, proceso angos užsikimšimas arba jutiklių kaupimasis laikui bėgant, pasibaigęs naudingo tarnavimo laikas ir pan. Todėl kuo ilgesnis bandymo intervalas, tuo didesnė tikimybė, kad bus pradinis arba nuo laiko priklausantis gedimas. Bet kokia apsauga nuo pradinių gedimų taip pat turi būti patikrinta (angų prapūtimas, šilumos trasavimas ir kt.).
Turi būti parašytos procedūros, skirtos pavojingų (neaptiktų) gedimų įrodymo bandymams atlikti. Gedimų režimo ir poveikio analizės (FMEA) arba gedimų režimo, poveikio ir diagnostinės analizės (FMEDA) metodai gali padėti nustatyti pavojingus neaptiktus gedimus ir nustatyti, kur reikia patobulinti įrodymo bandymų aprėptį.
Daugelis įrodomųjų bandymų procedūrų yra rašytinės, pagrįstos patirtimi ir esamų procedūrų šablonais. Naujoms procedūroms ir sudėtingesniems SIF reikalauja labiau inžinerinio požiūrio, naudojant FMEA/FMEDA, siekiant analizuoti pavojingus gedimus, nustatyti, kaip bandymo procedūra atliks arba neatliks tų gedimų testavimo ir bandymų aprėpties. Makro lygio gedimų režimo analizės blokinė schema jutikliui parodyta 2 paveiksle. Paprastai FMEA reikia atlikti tik vieną kartą konkretaus tipo įrenginiui ir pakartotinai naudoti panašiems įrenginiams, atsižvelgiant į jų proceso priežiūros, įrengimo ir bandymo vietoje galimybes.
Makro lygmens gedimų analizė 2 pav.: Šioje jutiklio ir slėgio daviklio (PT) makro lygmens gedimų režimo analizės blokinėje schemoje parodytos pagrindinės funkcijos, kurios paprastai suskirstomos į kelias mikro gedimų analizes, siekiant visapusiškai apibrėžti galimus gedimus, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį atliekant funkcinius bandymus.
2 pav.: Šioje jutiklio ir slėgio daviklio (PT) makro lygmens gedimų režimo analizės blokinėje schemoje parodytos pagrindinės funkcijos, kurios paprastai suskirstomos į kelias mikrogedimų analizes, siekiant visapusiškai apibrėžti galimus gedimus, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį atliekant funkcinius bandymus.
Žinomų, pavojingų, neaptiktų gedimų, kurie yra patikrinti įrodymais, procentinė dalis vadinama įrodymo bandymo aprėptimi (PTC). PTC dažnai naudojamas SIL skaičiavimuose, siekiant „kompensuoti“ nesėkmę išsamiau patikrinti SIF. Žmonės klaidingai mano, kad atsižvelgdami į bandymo aprėpties trūkumą savo SIL skaičiavimuose, jie sukūrė patikimą SIF. Paprastas faktas yra tas, kad jei jūsų bandymo aprėptis yra 75 % ir jei atsižvelgiate į šį skaičių savo SIL skaičiavime bei testuojate dalykus, kuriuos ir taip dažniau testuojate, 25 % pavojingų gedimų vis tiek gali statistiškai pasitaikyti. Aš tikrai nenoriu būti tarp tų 25 %.
FMEDA patvirtinimo ataskaitose ir įrenginių saugos vadovuose paprastai pateikiama minimali patikros bandymo procedūra ir patikros bandymo aprėptis. Jose pateikiamos tik gairės, o ne visi bandymo etapai, reikalingi išsamiai patikros bandymo procedūrai. Pavojingiems gedimams analizuoti taip pat naudojami kitų tipų gedimų analizės, pvz., gedimų medžio analizė ir patikimumu pagrįsta priežiūra.
Įrodymo bandymus galima suskirstyti į pilną funkcinį (nuo galo iki galo) arba dalinį funkcinį bandymą (3 pav.). Dalinis funkcinis bandymas dažniausiai atliekamas, kai SIF komponentų bandymų intervalai SIL skaičiavimuose neatitinka planuojamų sustabdymų ar gedimų. Svarbu, kad dalinio funkcinio įrodymo bandymų procedūros sutaptų taip, kad kartu būtų patikrintas visas SIF saugos funkcionalumas. Atliekant dalinį funkcinį bandymą, vis tiek rekomenduojama, kad SIF iš pradžių atliktų pilną įrodymo bandymą, o vėliau – gedimų atveju.
Dalinio įrodymo testų suma turėtų atitikti 3 pav.: Sujungti dalinio įrodymo testai (apačioje) turėtų apimti visas pilno funkcinio įrodymo testo (viršuje) funkcijas.
3 pav.: Kombinuoti dalinio įrodymo testai (apačioje) turėtų apimti visas pilno funkcinio įrodymo testo (viršuje) funkcijas.
Dalinio bandymo metu patikrinama tik dalis įrenginio gedimų režimų. Dažnas pavyzdys yra dalinio vožtuvo bandymas, kai vožtuvas šiek tiek (10–20 %) pajudinamas, siekiant patikrinti, ar jis neužstrigęs. Šio bandymo aprėptis yra mažesnė nei pagrindinio bandymo intervalo bandymo.
Įrodomojo bandymo procedūrų sudėtingumas gali skirtis priklausomai nuo SIF sudėtingumo ir įmonės bandymo procedūrų filosofijos. Kai kurios įmonės rašo išsamias žingsnis po žingsnio bandymo procedūras, o kitos taiko gana trumpas procedūras. Kartais naudojamos nuorodos į kitas procedūras, pvz., standartinį kalibravimą, siekiant sumažinti įrodomojo bandymo procedūros apimtį ir užtikrinti bandymų nuoseklumą. Gera įrodomojo bandymo procedūra turėtų pateikti pakankamai detalių duomenų, kad būtų užtikrinta, jog visi bandymai būtų tinkamai atlikti ir dokumentuoti, tačiau ne tiek daug detalių, kad technikai nenorėtų praleisti žingsnių. Techniko, atsakingo už bandymo etapo atlikimą, parafavimas užbaigtame bandymo etape gali padėti užtikrinti, kad bandymas bus atliktas teisingai. Prietaiso vadovo ir operacijų atstovų pasirašytas užbaigtas įrodomasis bandymas taip pat pabrėš tinkamai atlikto įrodomojo bandymo svarbą ir užtikrins jį.
Technikų atsiliepimai visada turėtų būti prašomi tobulinti procedūrą. Įrodymo bandymo procedūros sėkmė daugiausia priklauso nuo techniko, todėl labai rekomenduojama bendradarbiauti.
Dauguma patikros bandymų paprastai atliekami neprisijungus prie tinklo stabdymo ar remonto metu. Kai kuriais atvejais patikros bandymus gali tekti atlikti prisijungus prie tinklo, sistemai veikiant, kad būtų įvykdyti SIL skaičiavimai ar kiti reikalavimai. Norint atlikti patikros bandymus prisijungus, reikia planuoti ir koordinuoti su operacijų skyriumi, kad patikros bandymą būtų galima atlikti saugiai, nesutrikdant proceso ir nesukeliant atsitiktinio išjungimo. Užtenka vieno atsitiktinio išjungimo, kad būtų sunaudotos visos jūsų atakos. Šio tipo bandymų metu, kai SIF nėra visiškai paruoštas atlikti savo saugos užduotį, 61511-1 11.8.5 punkte teigiama, kad „Kai SIS yra apėjimo režime (remontas arba bandymas), pagal 11.3 punktą turi būti numatytos kompensacinės priemonės, užtikrinančios nuolatinį saugų veikimą“. Patikros bandymo procedūra turėtų būti atliekama kartu su neįprastų situacijų valdymo procedūra, siekiant užtikrinti, kad tai būtų atlikta tinkamai.
SIF paprastai skirstomas į tris pagrindines dalis: jutiklius, loginius sprendiklius ir galutinius elementus. Paprastai taip pat yra pagalbinių įrenginių, kurie gali būti susieti su kiekviena iš šių trijų dalių (pvz., IS barjerai, išjungimo stiprintuvai, tarpinės relės, solenoidai ir kt.), kuriuos taip pat reikia išbandyti. Svarbiausius kiekvienos iš šių technologijų bandymų aspektus galite rasti šoninėje juostoje „Jutiklių, loginių sprendiklių ir galutinių elementų bandymai“ (žemiau).
Kai kuriuos dalykus patikrinti lengviau nei kitus. Daugelis šiuolaikinių ir keletas senesnių srauto ir lygio technologijų patenka į sudėtingesnę kategoriją. Tai Koriolio srauto matuokliai, sūkuriniai matuokliai, magnetiniai matuokliai, oru veikiantys radarai, ultragarsiniai lygio matuokliai ir vietoje montuojami proceso jungikliai – tai tik keli pavyzdžiai. Laimei, daugelis jų dabar turi patobulintą diagnostiką, kuri leidžia geriau atlikti bandymus.
Projektuojant SIF, reikia atsižvelgti į tokio įrenginio patikros lauke sunkumus. Inžinieriams lengva pasirinkti SIF įrenginius rimtai neapsvarsčius, ko reikėtų įrenginiui patikrinti, nes juos išbandys ne žmonės. Tai taip pat pasakytina apie dalinio smūgio bandymus, kurie yra įprastas būdas pagerinti SIF vidutinę gedimo tikimybę pagal poreikį (PFDavg), tačiau vėliau gamyklos operacijos nenori to daryti ir dažnai gali to nedaryti. Visada užtikrinkite gamyklos SIF projektavimo priežiūrą, atsižvelgiant į patikros bandymus.
Įrenginio bandymo metu turėtų būti patikrintas SIF įrenginys ir atliktas remontas pagal 61511-1 standarto 16.3.2 punkto reikalavimus. Reikėtų atlikti galutinę apžiūrą, siekiant įsitikinti, kad viskas tinkamai pritvirtinta, ir dar kartą patikrinti, ar SIF įrenginys tinkamai grąžintas į eksploatavimo procesą.
Geros testavimo procedūros parengimas ir įdiegimas yra svarbus žingsnis siekiant užtikrinti SIF vientisumą per visą jo gyvavimo laiką. Testavimo procedūra turėtų pateikti pakankamai informacijos, kad būtų užtikrinta, jog reikiami bandymai būtų atliekami nuosekliai ir saugiai bei dokumentuojami. Pavojingi gedimai, kurie nebuvo išbandyti atliekant bandymus, turėtų būti kompensuojami, siekiant užtikrinti, kad SIF saugos vientisumas būtų tinkamai išlaikytas per visą jo gyvavimo laiką.
Geros patikros bandymo procedūros parengimas reikalauja logiško požiūrio į galimų pavojingų gedimų inžinerinę analizę, priemonių parinkimo ir patikros bandymo etapų, atitinkančių gamyklos bandymo galimybes, parengimo. Tuo pačiu metu gaukite gamyklos pritarimą bandymams visais lygmenimis ir apmokykite technikus atlikti bei dokumentuoti patikros bandymą, taip pat supraskite bandymo svarbą. Rašykite instrukcijas taip, tarsi būtumėte prietaisų technikas, kuris turės atlikti darbą, ir kad gyvybės priklauso nuo teisingo bandymo atlikimo, nes jie tai daro.
Testing sensors, logic solvers and final elements A SIF is typically divided up into three main parts, sensors, logic solvers and final elements. There also typically are auxiliary devices that can be associated within each of these three parts (e.g. I.S. barriers, trip amps, interposing relays, solenoids, etc.) that must also be tested.Sensor proof tests: The sensor proof test must ensure that the sensor can sense the process variable over its full range and transmit the proper signal to the SIS logic solver for evaluation. While not inclusive, some of the things to consider in creating the sensor portion of the proof test procedure are given in Table 1. Table 1: Sensor proof test considerations Process ports clean/process interface check, significant buildup noted Internal diagnostics check, run extended diagnostics if available Sensor calibration (5 point) with simulated process input to sensor, verified through to the DCS, drift check Trip point check High/High-High/Low/Low-Low alarms Redundancy, voting degradation Out of range, deviation, diagnostic alarms Bypass and alarms, restrike User diagnostics Transmitter Fail Safe configuration verified Test associated systems (e.g. purge, heat tracing, etc.) and auxiliary components Physical inspection Complete as-found and as-left documentation Logic solver proof test: When full-function proof testing is done, the logic solver’s part in accomplishing the SIF’s safety action and related actions (e.g. alarms, reset, bypasses, user diagnostics, redundancies, HMI, etc.) are tested. Partial or piecemeal function proof tests must accomplish all these tests as part of the individual overlapping proof tests. The logic solver manufacturer should have a recommended proof test procedure in the device safety manual. If not and as a minimum, the logic solver power should be cycled, and the logic solver diagnostic registers, status lights, power supply voltages, communication links and redundancy should be checked. These checks should be done prior to the full-function proof test.Don’t make the assumption that the software is good forever and the logic need not be tested after the initial proof test as undocumented, unauthorized and untested software and hardware changes and software updates can creep into systems over time and must be factored into your overall proof test philosophy. The management of change, maintenance, and revision logs should be reviewed to ensure they are up to date and properly maintained, and if capable, the application program should be compared to the latest backup.Care should also be taken to test all the user logic solver auxiliary and diagnostic functions (e.g. watchdogs, communication links, cybersecurity appliances, etc.).Final element proof test: Most final elements are valves, however, rotating equipment motor starters, variable-speed drives and other electrical components such as contactors and circuit breakers are also used as final elements and their failure modes must be analyzed and proof tested.The primary failure modes for valves are being stuck, response time too slow or too fast, and leakage, all of which are affected by the valve’s operating process interface at trip time. While testing the valve at operating conditions is the most desirable case, Operations would generally be opposed to tripping the SIF while the plant is operating. Most SIS valves are typically tested while the plant is down at zero differential pressure, which is the least demanding of operating conditions. The user should be aware of the worst-case operational differential pressure and the valve and process degradation effects, which should be factored into the valve and actuator design and sizing.Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).Ambient temperatures can also affect valve friction loads, so that testing valves in warm weather will generally be the least demanding friction load when compared to cold weather operation. As a result, proof testing of valves at a consistent temperature should be considered to provide consistent data for inferential testing for the determination of valve performance degradation.Valves with smart positioners or a digital valve controller generally have capability to create a valve signature that can be used to monitor degradation in valve performance. A baseline valve signature can be requested as part of your purchase order or you can create one during the initial proof test to serve as a baseline. The valve signature should be done for both opening and closing of the valve. Advanced valve diagnostic should also be used if available. This can help tell you if your valve performance is deteriorating by comparing subsequent proof test valve signatures and diagnostics with your baseline. This type of test can help compensate for not testing the valve at worst case operating pressures.The valve signature during a proof test may also be able to record the response time with time stamps, removing the need for a stopwatch. Increased response time is a sign of valve deterioration and increased friction load to move the valve. While there are no standards regarding changes in valve response time, a negative pattern of changes from proof test to proof test is indicative of the potential loss of the valve’s safety margin and performance. Modern SIS valve proof testing should include a valve signature as a matter of good engineering practice.The valve instrument air supply pressure should be measured during a proof test. While the valve spring for a spring-return valve is what closes the valve, the force or torque involved is determined by how much the valve spring is compressed by the valve supply pressure (per Hooke’s Law, F = kX). If your supply pressure is low, the spring will not compress as much, hence less force will be available to move the valve when needed. While not inclusive, some of the things to consider in creating the valve portion of the proof test procedure are given in Table 2. Table 2: Final element valve assembly considerations Test valve safety action at process operating pressure (best but typically not done), and time the valve’s response time. Verify redundancy Test valve safety action at zero differential pressure and time valve’s response time. Verify redundancy Run valve signature and diagnostics as part of proof test and compare to baseline and previous test Visually observe valve action (proper action without unusual vibration or noise, etc.). Verify the valve field and position indication on the DCS Fully stroke the valve a minimum of five times during the proof test to help ensure valve reliability. (This is not intended to fix significant degradation effects or incipient failures). Review valve maintenance records to ensure any changes meet the required valve SRS specifications Test diagnostics for energize-to-trip systems Leak test if Tight Shut Off (TSO) is required Verify the command disagree alarm functionality Inspect valve assembly and internals Remove, test and rebuild as necessary Complete as-found and as-left documentation Solenoids Evaluate venting to provide required response time Evaluate solenoid performance by a digital valve controller or smart positioner Verify redundant solenoid performance (e.g. 1oo2, 2oo3) Interposing Relays Verify correct operation, redundancy Device inspection
SIF paprastai skirstomas į tris pagrindines dalis: jutiklius, loginius sprendiklius ir galutinius elementus. Paprastai taip pat yra pagalbinių įrenginių, kurie gali būti susieti su kiekviena iš šių trijų dalių (pvz., IS barjerai, išjungimo stiprintuvai, tarpinės relės, solenoidai ir kt.), kuriuos taip pat reikia išbandyti.
Jutiklių atsparumo bandymai: Jutiklių atsparumo bandymo metu turi būti užtikrinta, kad jutiklis gali aptikti proceso kintamąjį visame diapazone ir perduoti tinkamą signalą SIS logikos sprendikliui įvertinimui. Nors tai nėra išsamus sąrašas, kai kurie dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti kuriant jutiklio dalį atsparumo bandymo procedūroje, pateikti 1 lentelėje.
Loginio sprendiklio patikros bandymas: atliekant pilno funkcionalumo patikros bandymus, tikrinama loginio sprendiklio dalis vykdant SIF saugos veiksmus ir susijusius veiksmus (pvz., signalizacijas, atstatymą, apėjimus, vartotojo diagnostiką, perteklius, HMI ir kt.). Dalinių arba fragmentiškų funkcijų patikros bandymai turi atlikti visus šiuos bandymus kaip atskirų persidengiančių patikros bandymų dalį. Loginio sprendiklio gamintojas įrenginio saugos vadove turėtų būti nurodęs rekomenduojamą patikros procedūrą. Jei ne, bent jau loginio sprendiklio maitinimas turėtų būti cikliškai išjungtas ir patikrinami loginio sprendiklio diagnostikos registrai, būsenos lemputės, maitinimo įtampa, ryšio jungtys ir perteklius. Šie patikrinimai turėtų būti atlikti prieš pilno funkcionalumo patikros bandymą.
Nedarykite prielaidos, kad programinė įranga yra gera amžinai ir logikos nereikia tikrinti po pradinio įrodomojo testo, nes laikui bėgant į sistemas gali patekti nedokumentuotų, neleistinų ir nepatikrintų programinės ir aparatinės įrangos pakeitimų bei programinės įrangos atnaujinimų, todėl į juos reikia atsižvelgti atliekant bendrą įrodomojo testo filosofiją. Reikėtų peržiūrėti pakeitimų, priežiūros ir pataisymų žurnalų valdymą, siekiant užtikrinti, kad jie būtų atnaujinti ir tinkamai prižiūrimi, o jei įmanoma, taikomąją programą reikėtų palyginti su naujausia atsargine kopija.
Taip pat reikėtų atidžiai išbandyti visas vartotojo logikos sprendiklio pagalbines ir diagnostikos funkcijas (pvz., sarginius šunis, ryšio linijas, kibernetinio saugumo įrenginius ir kt.).
Galutinio elemento atsparumo bandymas: Dauguma galutinių elementų yra vožtuvai, tačiau besisukančios įrangos variklių starteriai, kintamo greičio pavaros ir kiti elektriniai komponentai, tokie kaip kontaktoriai ir grandinės pertraukikliai, taip pat naudojami kaip galutiniai elementai, todėl jų gedimo režimai turi būti analizuojami ir patikrinti atsparumo bandymai.
Pagrindiniai vožtuvų gedimų režimai yra užstrigimas, per ilgas arba per greitas atsako laikas ir nuotėkis, kuriuos visus veikia vožtuvo darbinė proceso sąsaja išjungimo metu. Nors vožtuvo bandymas darbinėmis sąlygomis yra pageidaujamiausias atvejis, eksploatacijos skyrius paprastai prieštarauja SIF išjungimui, kai įrenginys veikia. Dauguma SIS vožtuvų paprastai išbandomi, kai įrenginys neveikia esant nuliniam slėgio skirtumui, o tai yra mažiausiai sudėtingos eksploatavimo sąlygos. Naudotojas turėtų žinoti blogiausio atvejo darbinį slėgio skirtumą ir vožtuvo bei proceso degradacijos poveikį, į kurį reikėtų atsižvelgti projektuojant ir parenkant vožtuvo ir pavaros dydį.
Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).
Aplinkos temperatūra taip pat gali turėti įtakos vožtuvų trinties apkrovoms, todėl vožtuvų bandymas šiltuoju metų laiku paprastai bus mažiausiai sudėtingas, palyginti su veikimu šaltuoju metų laiku. Todėl vožtuvų bandymas pastovioje temperatūroje turėtų būti atliekamas siekiant gauti nuoseklius duomenis, skirtus vožtuvų veikimo pablogėjimo nustatymo bandymams atlikti.
Vožtuvai su išmaniaisiais padėties nustatymo įrenginiais arba skaitmeniniu vožtuvų valdikliu paprastai gali sukurti vožtuvo parašą, kurį galima naudoti vožtuvo veikimo blogėjimui stebėti. Bazinio vožtuvo parašo galite paprašyti kaip pirkimo užsakymo dalį arba galite jį sukurti pradinio bandomojo bandymo metu, kad jis būtų naudojamas kaip bazinis rodiklis. Vožtuvo parašas turėtų būti atliekamas tiek vožtuvui atidarant, tiek uždarant. Taip pat, jei įmanoma, reikėtų naudoti išplėstinę vožtuvo diagnostiką. Tai gali padėti nustatyti, ar jūsų vožtuvo veikimas blogėja, palyginant vėlesnius bandomojo bandymo vožtuvo parašus ir diagnostiką su jūsų baziniu rodikliu. Šio tipo bandymas gali padėti kompensuoti tai, kad vožtuvas nebuvo išbandytas esant blogiausiam darbiniam slėgiui.
Atliekant patikros bandymą, vožtuvo parašas taip pat gali užfiksuoti atsako laiką su laiko žymomis, todėl nereikia chronometro. Pailgėjęs atsako laikas rodo vožtuvo susidėvėjimą ir padidėjusią trinties apkrovą, reikalingą vožtuvui judinti. Nors nėra standartų, reglamentuojančių vožtuvo atsako laiko pokyčius, neigiamas pokyčių modelis nuo vienos patikros bandymo iki kitos rodo galimą vožtuvo saugos ribos ir veikimo praradimą. Šiuolaikiniai SIS vožtuvo patikros bandymai turėtų apimti vožtuvo parašą, kaip geros inžinerinės praktikos dalis.
Vožtuvo instrumento oro tiekimo slėgis turėtų būti matuojamas atliekant bandymą. Nors spyruoklinio grąžinimo vožtuvo spyruoklė yra tai, kas uždaro vožtuvą, jėga arba sukimo momentas priklauso nuo to, kiek vožtuvo spyruoklę suspaudžia vožtuvo tiekimo slėgis (pagal Huko dėsnį, F = kX). Jei tiekimo slėgis yra žemas, spyruoklė nebus tiek suspausta, todėl prireikus vožtuvui pajudinti bus skirta mažiau jėgos. Nors ir neįtraukiantys, kai kurie dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti kuriant bandymo procedūros vožtuvo dalį, pateikti 2 lentelėje.
Įrašo laikas: 2019 m. lapkričio 13 d.