Праверка бяспекі з'яўляецца неад'емнай часткай падтрымання бяспекі нашых сістэм бяспекі з інструментальнымі прыборамі (SIS) і сістэм, звязаных з бяспекай (напрыклад, крытычна важных сігналізацый, сістэм пажарнай і газавай сігналізацыі, сістэм блакіроўкі з інструментальнымі прыборамі і г.д.). Праверка бяспекі - гэта перыядычнае выпрабаванне для выяўлення небяспечных збояў, праверкі функцый, звязаных з бяспекай (напрыклад, скід, байпасы, сігналізацыі, дыягностыкі, ручнога адключэння і г.д.), і забеспячэння адпаведнасці сістэмы стандартам кампаніі і знешнім стандартам. Вынікі праверкі бяспекі таксама з'яўляюцца паказчыкам эфектыўнасці праграмы механічнай цэласнасці SIS і надзейнасці сістэмы ў палявых умовах.
Працэдуры кантрольных выпрабаванняў ахопліваюць этапы выпрабаванняў, ад атрымання дазволаў, падачы апавяшчэнняў і вываду сістэмы з эксплуатацыі для выпрабаванняў да забеспячэння комплекснага тэсціравання, дакументавання кантрольнага выпрабавання і яго вынікаў, вяртання сістэмы ў эксплуатацыю і ацэнкі бягучых і папярэдніх вынікаў кантрольных выпрабаванняў.
Стандарт ANSI/ISA/IEC 61511-1, пункт 16, ахоплівае кантрольныя выпрабаванні SIS. Тэхнічная справаздача ISA TR84.00.03 – «Механічная цэласнасць сістэм бяспекі з прыборамі (SIS)» ахоплівае кантрольныя выпрабаванні і ў цяперашні час знаходзіцца ў стадыі перагляду, новая версія чакаецца ў бліжэйшы час. Тэхнічная справаздача ISA TR96.05.02 – «Кантрольныя выпрабаванні аўтаматызаваных клапанаў на месцы» ў цяперашні час распрацоўваецца.
У справаздачы HSE Вялікабрытаніі CRR 428/2002 — «Прынцыпы кантрольных выпрабаванняў сістэм бяспекі ў хімічнай прамысловасці» змяшчаецца інфармацыя аб кантрольных выпрабаваннях і тым, што робяць кампаніі ў Вялікабрытаніі.
Працэдура кантрольных выпрабаванняў заснавана на аналізе вядомых рэжымаў небяспечных адмоваў для кожнага з кампанентаў у шляху спрацоўвання прылады бяспекі (SIF), функцыянальнасці SIF як сістэмы і таго, як (і ці варта) праводзіць кантрольныя выпрабаванні на наяўнасць небяспечнага рэжыму адмовы. Распрацоўка працэдуры павінна пачынацца на этапе праектавання SIF з праектавання сістэмы, выбару кампанентаў і вызначэння таго, калі і як праводзіць кантрольныя выпрабаванні. Прыборы SIS маюць розную ступень складанасці кантрольных выпрабаванняў, якую неабходна ўлічваць пры праектаванні, эксплуатацыі і абслугоўванні SIF. Напрыклад, дыяфрагменныя вымяральнікі і датчыкі ціску лягчэй праверыць, чым карыёлісавыя масавыя расходомеры, магнітныя вымяральнікі або паветраныя радарныя датчыкі ўзроўню. Прымяненне і канструкцыя клапана таксама могуць паўплываць на паўнату кантрольных выпрабаванняў клапана, каб гарантаваць, што небяспечныя і пачатковыя адмовы з-за дэградацыі, закаркавання або адмоваў, якія залежаць ад часу, не прывядуць да крытычнага адмовы на працягу абранага інтэрвалу выпрабаванняў.
Хоць працэдуры кантрольных выпрабаванняў звычайна распрацоўваюцца на этапе праектавання SIF, яны таксама павінны быць разгледжаны тэхнічным адказным за SIS на месцы, аддзелам эксплуатацыі і тэхнікамі па прыборах, якія будуць праводзіць выпрабаванні. Таксама неабходна правесці аналіз бяспекі працы (JSA). Важна атрымаць згоду завода на тое, якія выпрабаванні будуць праводзіцца і калі, а таксама на іх фізічную і бяспечную мэтазгоднасць. Напрыклад, няма сэнсу ўказваць выпрабаванні на частковы ход, калі група эксплуатацыі не пагодзіцца на гэта. Таксама рэкамендуецца, каб працэдуры кантрольных выпрабаванняў былі разгледжаны незалежным экспертам у гэтай галіне (SME). Тыповыя выпрабаванні, неабходныя для поўнафункцыянальнага кантрольнага выпрабавання, паказана на малюнку 1.
Патрабаванні да поўнафункцыянальных выпрабаванняў Малюнак 1: У поўнафункцыянальных спецыфікацыях для бяспечнасных інструментальных функцый (SIF) і іх бяспечнасных інструментальных сістэм (SIS) павінны быць падрабязна апісаны або паслядоўна апісаны этапы, пачынаючы ад падрыхтоўкі да выпрабаванняў і працэдур выпрабаванняў і заканчваючы апавяшчэннямі і дакументацыяй.
Малюнак 1: У поўнафункцыянальнай спецыфікацыі тэставання для функцыі бяспекі з інструментальнымі сродкамі (SIF) і яе сістэмы бяспекі з інструментальнымі сродкамі (SIS) павінна быць падрабязна апісаны або паслядоўна апісаны этапы, пачынаючы ад падрыхтоўкі да тэставання і працэдур тэставання і заканчваючы апавяшчэннямі і дакументацыяй.
Праверка SIS — гэта запланаванае мерапрыемства па тэхнічным абслугоўванні, якое павінен выконваць кампетэнтны персанал, падрыхтаваны па тэсціраванні SIS, працэдуры праверкі і цыклах SIS, якія яны будуць тэставаць. Перад пачатковым праверкай SIS неабходна правесці пакрокавае азнаямленне з працэдурай, а пасля гэтага паведаміць тэхнічнаму ўпаўнаважанаму па SIS на месцы для ўнясення паляпшэнняў або выпраўленняў.
Існуюць два асноўныя рэжымы адмовы (бяспечны або небяспечны), якія падпадзяляюцца на чатыры рэжымы: небяспечны не выяўлены, небяспечны выяўлены (дыягностыкай), бяспечны не выяўлены і бяспечны выяўлены. У гэтым артыкуле тэрміны «небяспечная» і «небяспечная не выяўленая адмова» выкарыстоўваюцца як узаемазаменныя.
Пры праверцы SIF нас у першую чаргу цікавяць небяспечныя невыяўленыя рэжымы адмоваў, але калі існуюць карыстальніцкія дыягностыкі, якія выяўляюць небяспечныя адмовы, гэтыя дыягностыкі павінны быць правераны. Звярніце ўвагу, што ў адрозненне ад карыстальніцкай дыягностыкі, унутраная дыягностыка прылады звычайна не можа быць пацверджана карыстальнікам як функцыянальная, і гэта можа паўплываць на філасофію праверкі. Калі дыягностыка ўлічваецца ў разліках SIL, дыягнастычныя сігналы трывогі (напрыклад, сігналы трывогі па-за дыяпазонам) павінны быць правераны ў рамках праверкі.
Рэжымы адмоваў можна далей падзяліць на тыя, на якія правяраюцца падчас кантрольных выпрабаванняў, тыя, на якія не правяраюцца, і пачатковыя адмовы або адмовы, якія залежаць ад часу. Некаторыя небяспечныя рэжымы адмоваў могуць не правярацца непасрэдна па розных прычынах (напрыклад, складанасці, інжынерныя або эксплуатацыйныя рашэнні, няведанне, некампетэнтнасць, сістэматычныя памылкі недагляду або заказу, нізкая верагоднасць узнікнення і г.д.). Калі вядомыя рэжымы адмоваў, на якія не будуць правярацца, кампенсацыя павінна быць зроблена ў канструкцыі прылады, працэдуры выпрабаванняў, перыядычнай замене або перабудове прылады і/або павінна праводзіцца вывадное тэставанне, каб мінімізаваць уплыў на цэласнасць SIF адсутнасці тэставання.
Пачатковая адмова — гэта пагаршаючы стан або ўмова, пры якой можна разумна чакаць узнікнення крытычнай, небяспечнай адмовы, калі своечасова не будуць прыняты карэкціруючыя меры. Звычайна яны выяўляюцца шляхам параўнання прадукцыйнасці з нядаўнімі або пачатковымі эталоннымі выпрабаваннямі (напрыклад, характарыстыкі клапанаў або час рэакцыі клапанаў) або шляхам праверкі (напрыклад, закаркаваны тэхналагічны порт). Пачатковыя адмовы звычайна залежаць ад часу — чым даўжэй прылада або вузел знаходзіцца ў эксплуатацыі, тым больш яны дэградуюць; умовы, якія спрыяюць выпадковай адмове, становяцца больш верагоднымі, закаркаванне тэхналагічнага порта або назапашванне датчыкаў з цягам часу, тэрмін службы скончыўся і г.д. Такім чынам, чым даўжэйшы інтэрвал кантрольных выпрабаванняў, тым больш верагодная пачатковая або залежная ад часу адмова. Любыя сродкі абароны ад пачатковых адмоваў таксама павінны быць правераны на кантроль (прадуўка порта, цеплавое абаграванне і г.д.).
Неабходна напісаць працэдуры для правядзення кантрольнага тэставання на наяўнасць небяспечных (невыяўленых) адмоваў. Метады аналізу рэжымаў і наступстваў адмоваў (FMEA) або аналізу рэжымаў, наступстваў і дыягностыкі адмоваў (FMEDA) могуць дапамагчы выявіць небяспечныя невыяўленыя адмовы і месцы, дзе неабходна палепшыць ахоп кантрольнага тэставання.
Шматлікія працэдуры кантрольнага тэсціравання пішуцца на аснове вопыту і шаблонаў існуючых працэдур. Новыя працэдуры і больш складаныя SIF патрабуюць больш інжынернага падыходу з выкарыстаннем FMEA/FMEDA для аналізу небяспечных адмоваў, вызначэння таго, як працэдура тэсціравання будзе ці не будзе правяраць гэтыя адмовы, і ахопу тэстаў. Блок-схема аналізу рэжыму адмовы на макраўзроўні для датчыка паказана на малюнку 2. FMEA звычайна трэба выконваць толькі адзін раз для пэўнага тыпу прылады і выкарыстоўваць паўторна для падобных прылад з улікам іх тэхналагічнага абслугоўвання, мантажу і магчымасцей тэсціравання на месцы.
Аналіз адмоваў на макраўзроўні Малюнак 2: Гэтая блок-схема аналізу рэжыму адмовы на макраўзроўні для датчыка і пераўтваральніка ціску (ПЦ) паказвае асноўныя функцыі, якія звычайна будуць разбітыя на некалькі аналізаў мікраадмоў, каб цалкам вызначыць патэнцыйныя адмовы, якія павінны быць разгледжаны ў функцыянальных выпрабаваннях.
Малюнак 2: Гэтая блок-схема аналізу рэжыму адмовы на макраўзроўні для датчыка і перадатчыка ціску (ПЦ) паказвае асноўныя функцыі, якія звычайна будуць разбітыя на некалькі аналізаў мікраадмоў, каб цалкам вызначыць патэнцыйныя адмовы, якія будуць разглядацца ў функцыянальных выпрабаваннях.
Працэнт вядомых, небяспечных, невыяўленых збояў, якія прайшлі кантрольна-правераную праверку, называецца пакрыццём кантрольна-праверачнай праверкай (PTC). PTC звычайна выкарыстоўваецца ў разліках SIL для «кампенсацыі» немагчымасці больш поўнага тэставання SIF. Людзі памылкова лічаць, што, улічваючы адсутнасць пакрыцця тэстамі ў сваім разліку SIL, яны распрацавалі надзейную SIF. Простая праўда ў тым, што калі ваша пакрыццё тэстамі складае 75%, і калі вы ўлічылі гэтую лічбу ў свой разлік SIL і часцей тэставалі тое, што вы ўжо тэстуеце, 25% небяспечных збояў усё яшчэ могуць статыстычна адбыцца. Я дакладна не хачу трапіць у гэтыя 25%.
Справаздачы аб зацвярджэнні FMEDA і кіраўніцтвы па бяспецы прылад звычайна прадугледжваюць мінімальную працэдуру кантрольных выпрабаванняў і ахоп кантрольных выпрабаванняў. Яны даюць толькі рэкамендацыі, а не ўсе этапы выпрабаванняў, неабходныя для комплекснай працэдуры кантрольных выпрабаванняў. Іншыя тыпы аналізу адмоваў, такія як аналіз дрэва адмоваў і тэхнічнае абслугоўванне, арыентаванае на надзейнасць, таксама выкарыстоўваюцца для аналізу небяспечных адмоваў.
Праверачныя тэсты можна падзяліць на поўныя функцыянальныя (скразныя) і частковыя функцыянальныя тэсты (малюнак 3). Частковыя функцыянальныя тэсты звычайна праводзяцца, калі кампаненты сістэмы бяспекі і бяспекі (SIF) маюць розныя інтэрвалы тэставання ў разліках SIL, якія не супадаюць з запланаванымі адключэннямі або рамонтамі. Важна, каб працэдуры частковых функцыянальных праверак перакрываліся такім чынам, каб разам яны правяралі ўсю функцыянальнасць бяспекі SIF. Пры частковых функцыянальных тэстах усё ж рэкамендуецца, каб SIF мела першапачатковае скразное праверканае тэставанне, а наступныя - падчас рамонтаў.
Частковыя тэсты павінны ў суме даць Малюнак 3: Камбінаваныя частковыя тэсты (унізе) павінны ахопліваць усе функцыянальныя магчымасці поўнага функцыянальнага тэсту (уверсе).
Малюнак 3: Камбінаваныя частковыя тэсты доказу (унізе) павінны ахопліваць усе функцыянальныя магчымасці поўнага функцыянальнага тэсту доказу (уверсе).
Частковае кантрольнае выпрабаванне правярае толькі пэўны працэнт рэжымаў адмовы прылады. Тыповым прыкладам з'яўляецца выпрабаванне клапана з частковым ходам, калі клапан перамяшчаецца на невялікую адлегласць (10-20%), каб пераканацца, што ён не захрас. Гэта мае меншы ахоп кантрольных выпрабаванняў, чым кантрольнае выпрабаванне ў першасны інтэрвал выпрабаванняў.
Працэдуры кантрольных выпрабаванняў могуць адрознівацца па складанасці ў залежнасці ад складанасці SIF і філасофіі працэдуры выпрабаванняў кампаніі. Некаторыя кампаніі пішуць падрабязныя пакрокавыя працэдуры выпрабаванняў, а іншыя маюць даволі кароткія працэдуры. Спасылкі на іншыя працэдуры, такія як стандартная каліброўка, часам выкарыстоўваюцца для скарачэння памеру працэдуры кантрольнага выпрабавання і для забеспячэння паслядоўнасці тэсціравання. Добрая працэдура кантрольнага выпрабавання павінна ўтрымліваць дастаткова падрабязную інфармацыю, каб гарантаваць, што ўсе выпрабаванні належным чынам выкананы і задакументаваны, але не столькі падрабязнасцей, каб тэхнікі не хацелі прапускаць этапы. Калі тэхнік, які адказвае за выкананне этапу выпрабавання, паставіць свае ініцыял на завершаным этапе выпрабавання, гэта можа дапамагчы гарантаваць, што выпрабаванне будзе выканана правільна. Падпісанне завершанага кантрольнага выпрабавання кіраўніком прыборабудаўнічага персаналу і прадстаўнікамі аддзела эксплуатацыі таксама падкрэсліць важнасць і гарантуе правільнае завяршэнне кантрольнага выпрабавання.
Заўсёды варта запрашаць тэхнікаў на зваротную сувязь, каб дапамагчы палепшыць працэдуру. Поспех працэдуры тэставання ў значнай ступені залежыць ад тэхнікаў, таму настойліва рэкамендуецца сумесная праца.
Большая частка кантрольных выпрабаванняў звычайна праводзіцца афлайн падчас спынення або рамонту. У некаторых выпадках кантрольныя выпрабаванні могуць запатрабаваць правядзення ў рэжыме анлайн падчас працы, каб задаволіць разлікі ўзроўню бяспекі бяспекі (SIL) або іншыя патрабаванні. Анлайн-тэставанне патрабуе планавання і каардынацыі з аддзелам эксплуатацыі, каб забяспечыць бяспечнае правядзенне кантрольных выпрабаванняў без парушэнняў працэсу і без ілжывага адключэння. Дастаткова аднаго ілжывага адключэння, каб вычарпаць усе вашы рэсурсы. Падчас такога тыпу выпрабаванняў, калі сістэма бяспекі і бяспекі (SIF) не цалкам даступная для выканання сваёй задачы бяспекі, у пункце 11.8.5 стандарту 61511-1 гаворыцца, што «Кампенсацыйныя меры, якія забяспечваюць бесперапынную бяспечную працу, павінны быць прадугледжаны ў адпаведнасці з пунктам 11.3, калі SIS знаходзіцца ў байпасе (рамонт або выпрабаванне)». Працэдура кантрольных выпрабаванняў павінна суправаджацца працэдурай кіравання ненармальнымі сітуацыямі, каб дапамагчы гарантаваць правільнае выкананне гэтага.
СІФ звычайна падзяляецца на тры асноўныя часткі: датчыкі, лагічныя вырашальнікі і канчатковыя элементы. Звычайна таксама існуюць дапаможныя прылады, якія могуць быць звязаны з кожнай з гэтых трох частак (напрыклад, ізаляцыйныя бар'еры, расчэпкі, прамежкавыя рэле, саленоіды і г.д.), якія таксама павінны быць пратэставаны. Крытычныя аспекты тэставання кожнай з гэтых тэхналогій можна знайсці ў бакавой панэлі «Тэставанне датчыкаў, лагічных вырашальнікаў і канчатковых элементаў» (ніжэй).
Некаторыя рэчы лягчэй праверыць, чым іншыя. Многія сучасныя і некалькі старых тэхналогій вымярэння расходу і ўзроўню адносяцца да больш складанай катэгорыі. Да іх адносяцца карыёлісавыя расходомеры, віхравыя вымяральнікі, магнітныя вымяральнікі, паветраныя радары, ультрагукавыя вымяральнікі ўзроўню і наземныя выключальнікі працэсу. На шчасце, многія з іх цяпер маюць палепшаную дыягностыку, якая дазваляе палепшыць тэсціраванне.
Пры праектаванні SIF неабходна ўлічваць складанасць правядзення кантрольных выпрабаванняў такой прылады ў палявых умовах. Інжынерам лёгка выбраць прылады SIF, не ўлічваючы сур'ёзнага ўліку таго, што спатрэбіцца для правядзення кантрольных выпрабаванняў прылады, бо іх не будуць тэставаць людзі, якія іх будуць тэставаць. Гэта таксама датычыцца выпрабаванняў з частковым ходам, якія з'яўляюцца распаўсюджаным спосабам павышэння сярэдняй верагоднасці адмовы SIF па патрабаванні (PFDavg), але пазней эксплуатацыйная служба завода не хоча гэтага рабіць, і часта можа не рабіць. Заўсёды забяспечвайце кантроль завода за праектаваннем SIF у дачыненні да кантрольных выпрабаванняў.
Кантрольнае выпрабаванне павінна ўключаць праверку ўстаноўкі і рамонту SIF па меры неабходнасці ў адпаведнасці з пунктам 16.3.2 стандарту 61511-1. Павінна быць праведзена заключная праверка, каб пераканацца, што ўсё ўстаноўлена належным чынам, і падвойная праверка таго, што SIF быў належным чынам вернуты ў тэхналагічны рэжым.
Распрацоўка і ўкараненне добрай працэдуры тэсціравання з'яўляецца важным крокам для забеспячэння цэласнасці SIF на працягу ўсяго тэрміну яе службы. Працэдура тэсціравання павінна ўтрымліваць дастаткова падрабязную інфармацыю, каб гарантаваць паслядоўнае і бяспечнае выкананне і дакументаванне неабходных тэстаў. Небяспечныя адмовы, якія не былі правераны кантрольнымі тэстамі, павінны быць кампенсаваны, каб гарантаваць належнае падтрыманне цэласнасці бяспекі SIF на працягу ўсяго тэрміну яе службы.
Напісанне добрай працэдуры кантрольнага тэставання патрабуе лагічнага падыходу да інжынернага аналізу патэнцыйных небяспечных збояў, выбару сродкаў і распрацоўкі этапаў кантрольнага тэставання, якія адпавядаюць магчымасцям завода па выпрабаваннях. Па ходзе працэсу заручыцеся згодай завода на ўсіх узроўнях для правядзення выпрабаванняў і навучыце тэхнікаў выконваць і дакументаваць кантрольнае тэставанне, а таксама разумець важнасць тэсту. Пішыце інструкцыі так, быццам вы тэхнік па прыборах, які павінен будзе выконваць працу, і што жыцці залежаць ад правільнага правядзення выпрабаванняў, таму што яны сапраўды гэта робяць.
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 звычайна падзяляецца на тры асноўныя часткі: датчыкі, лагічныя рашэнні і канчатковыя элементы. Звычайна таксама ёсць дапаможныя прылады, якія могуць быць звязаны з кожнай з гэтых трох частак (напрыклад, ізаляцыйныя бар'еры, расчэпкі, прамежкавыя рэле, саленоіды і г.д.), якія таксама павінны быць правераны.
Праверка датчыкаў: Праверка датчыка павінна гарантаваць, што датчык можа вызначаць зменную працэсу ва ўсім яе дыяпазоне і перадаваць правільны сігнал лагічнаму вырашальніку SIS для ацэнкі. Хоць гэта і не вычарпальны спіс, некаторыя з рэчаў, якія варта ўлічваць пры стварэнні часткі працэдуры праверкі датчыкаў, прыведзены ў Табліцы 1.
Праверка функцыянальнасці лагічнага рашальніка: пры правядзенні поўнафункцыянальнага праверкі правяраецца роля лагічнага рашальніка ў выкананні дзеянняў бяспекі SIF і звязаных з імі дзеянняў (напрыклад, сігналізацыя, скід, байпасы, дыягностыка карыстальніка, рэзерваванне, HMI і г.д.). Частковыя або фрагментарныя праверкі функцыянальнасці павінны выконваць усе гэтыя тэсты як частку асобных перакрываючыхся праверак. Вытворца лагічнага рашальніка павінен мець рэкамендаваную працэдуру праверкі ў кіраўніцтве па бяспецы прылады. Калі не, то як мінімум неабходна выключыць і адключыць харчаванне лагічнага рашальніка, а таксама праверыць дыягнастычныя рэгістры лагічнага рашальніка, індыкатары стану, напружанне крыніцы харчавання, каналы сувязі і рэзерваванне. Гэтыя праверкі павінны быць выкананы перад поўнафункцыянальным праверкай.
Не рабіце высновы, што праграмнае забеспячэнне добрае вечна, і логіку не трэба правяраць пасля першапачатковага тэставання, бо незадакументаваныя, несанкцыянаваныя і неправераныя змены праграмнага і апаратнага забеспячэння, а таксама абнаўленні праграмнага забеспячэння могуць з часам пракрасціся ў сістэмы і павінны быць улічаны ў вашай агульнай філасофіі тэставання. Кіраванне журналамі змяненняў, абслугоўвання і рэдакцый павінна быць праверана, каб пераканацца, што яны актуальныя і належным чынам падтрымліваюцца, і, калі гэта магчыма, прыкладную праграму варта параўнаць з апошняй рэзервовай копіяй.
Варта таксама паклапаціцца пра праверку ўсіх дапаможных і дыягнастычных функцый карыстальніцкага лагічнага рашальніка (напрыклад, вартавых прылад, каналаў сувязі, сродкаў кібербяспекі і г.д.).
Канчатковае выпрабаванне элементаў: Большасць канчатковых элементаў — гэта клапаны, аднак у якасці канчатковых элементаў выкарыстоўваюцца пускачы рухавікоў круцільнага абсталявання, прывады са зменнай хуткасцю і іншыя электрычныя кампаненты, такія як кантактары і выключальнікі, і іх рэжымы адмовы павінны быць прааналізаваны і правераны.
Асноўнымі тыпамі паломак клапанаў з'яўляюцца захрасанне, занадта павольны або занадта хуткі час рэагавання і ўцечка, і на ўсё гэта ўплывае інтэрфейс працоўнага працэсу клапана ў момант адключэння. Хоць выпрабаванне клапана ў працоўных умовах з'яўляецца найбольш пажаданым выпадкам, аддзел эксплуатацыі, як правіла, выступае супраць адключэння SIF падчас працы ўстаноўкі. Большасць клапанаў SIS звычайна выпрабоўваюцца, калі ўстаноўка не працуе пры нулявым перападзе ціску, што з'яўляецца найменш патрабавальнымі ўмовамі эксплуатацыі. Карыстальнік павінен ведаць пра найгоршы працоўны перапад ціску і наступствы пагаршэння працы клапана і працэсу, якія павінны ўлічвацца пры праектаванні і выбары памеру клапана і прывада.
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).
Тэмпература навакольнага асяроддзя таксама можа ўплываць на трэнне клапанаў, таму выпрабаванні клапанаў у цёплае надвор'е, як правіла, будуць найменш патрабавальнымі да трэння ў параўнанні з эксплуатацыяй у халоднае надвор'е. У выніку, для атрымання паслядоўных дадзеных для высноўных выпрабаванняў з мэтай вызначэння пагаршэння прадукцыйнасці клапанаў варта разгледзець магчымасць правядзення кантрольных выпрабаванняў клапанаў пры пастаяннай тэмпературы.
Клапаны з інтэлектуальнымі пазіцыянерамі або лічбавым кантролерам клапанаў звычайна маюць магчымасць ствараць сігнатуру клапана, якую можна выкарыстоўваць для кантролю за пагаршэннем яго прадукцыйнасці. Базавую сігнатуру клапана можна запытаць у рамках вашага замовы на куплю, альбо вы можаце стварыць яе падчас першапачатковага тэставання ў якасці базавага ўзроўню. Сігнатура клапана павінна рабіцца як для адкрыцця, так і для закрыцця клапана. Пры наяўнасці таксама варта выкарыстоўваць пашыраную дыягностыку клапана. Гэта можа дапамагчы вам вызначыць, ці пагаршаецца прадукцыйнасць вашага клапана, шляхам параўнання наступных тэставых сігнатур і дыягностыкі клапана з вашым базавым узроўнем. Гэты тып тэсту можа дапамагчы кампенсаваць адсутнасць тэставання клапана пры найгоршым працоўным ціску.
Падчас кантрольных выпрабаванняў сігнатура клапана таксама можа дазваляць фіксаваць час водгуку з часовымі адзнакамі, што ліквідуе неабходнасць у секундамеры. Павелічэнне часу водгуку з'яўляецца прыкметай зносу клапана і павелічэння нагрузкі трэння для яго перамяшчэння. Хоць няма стандартаў адносна змяненняў часу водгуку клапана, адмоўная заканамернасць змяненняў ад кантрольнага выпрабавання да кантрольнага выпрабавання сведчыць аб патэнцыйнай страце запасу трываласці і прадукцыйнасці клапана. Сучасныя кантрольныя выпрабаванні клапанаў SIS павінны ўключаць сігнатуру клапана ў адпаведнасці з добрай інжынернай практыкай.
Ціск падачы паветра на клапан павінен вымярацца падчас кантрольных выпрабаванняў. Хоць спружына клапана для клапана з зваротнай спружынай зачыняе клапан, сіла або крутоўны момант вызначаецца тым, наколькі спружына клапана сціскаецца ціскам падачы клапана (згодна з законам Гука, F = kX). Калі ціск падачы нізкі, спружына не будзе сціскацца так моцна, таму для перамяшчэння клапана пры неабходнасці будзе даступна менш сілы. Хоць гэта і не вычарпальна, некаторыя з рэчаў, якія варта ўлічваць пры стварэнні часткі працэдуры кантрольных выпрабаванняў, прыведзены ў Табліцы 2.
Час публікацыі: 13 лістапада 2019 г.