Pārbaudes testēšana ir neatņemama mūsu drošības instrumentālo sistēmu (SIS) un ar drošību saistīto sistēmu (piemēram, kritisko trauksmju, ugunsdzēsības un gāzes sistēmu, instrumentālo bloķēšanas sistēmu utt.) drošības integritātes uzturēšanas sastāvdaļa. Pārbaudes tests ir periodisks tests, lai atklātu bīstamas kļūmes, pārbaudītu ar drošību saistītu funkcionalitāti (piemēram, atiestatīšanu, apvedceļus, trauksmes signālus, diagnostiku, manuālu izslēgšanu utt.) un nodrošinātu, ka sistēma atbilst uzņēmuma un ārējiem standartiem. Pārbaudes rezultāti ir arī SIS mehāniskās integritātes programmas efektivitātes un sistēmas uzticamības lauka apstākļos mērs.
Pārbaudes procedūras aptver pārbaudes posmus, sākot ar atļauju iegūšanu, paziņojumu iesniegšanu un sistēmas izņemšanu no ekspluatācijas testēšanai, līdz visaptverošas testēšanas nodrošināšanai, pārbaudes testa un tā rezultātu dokumentēšanai, sistēmas atkārtotai nodošanai ekspluatācijā un pašreizējo un iepriekšējo pārbaudes testu rezultātu novērtēšanai.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, 16. punkts, aptver SIS atbilstības testēšanu. ISA tehniskais ziņojums TR84.00.03 — “Drošības instrumentēto sistēmu (SIS) mehāniskā integritāte” aptver atbilstības testēšanu un pašlaik tiek pārskatīts, un drīzumā ir gaidāma jauna versija. ISA tehniskais ziņojums TR96.05.02 — “Automatizēto vārstu atbilstības testēšana uz vietas” pašlaik tiek izstrādāts.
Apvienotās Karalistes HSE ziņojums CRR 428/2002 – “Drošības instrumentēto sistēmu pārbaudes principi ķīmiskajā rūpniecībā” sniedz informāciju par pārbaudes testēšanu un to, ko uzņēmumi dara Apvienotajā Karalistē.
Pārbaudes procedūra ir balstīta uz zināmo bīstamo atteices režīmu analīzi katram drošības instrumentētās funkcijas (SIF) nostrādes ceļa komponentam, SIF funkcionalitāti kā sistēmu un to, kā (un vai) pārbaudīt bīstamo atteices režīmu. Procedūras izstrāde jāsāk SIF projektēšanas fāzē ar sistēmas projektēšanu, komponentu izvēli un pārbaudes laika un veida noteikšanu. SIS instrumentiem ir dažādas pārbaudes grūtības pakāpes, kas jāņem vērā SIF projektēšanā, ekspluatācijā un apkopē. Piemēram, diafragmas mērītājus un spiediena raidītājus ir vieglāk pārbaudīt nekā Koriolisa masas plūsmas mērītājus, magnētisma mērītājus vai caur gaisu raidītus radara līmeņa sensorus. Pielietojums un vārsta konstrukcija var ietekmēt arī vārsta pārbaudes visaptverošo apjomu, lai nodrošinātu, ka bīstamas un sākotnējas atteices degradācijas, aizsērēšanas vai laika atkarīgu atteices dēļ neizraisa kritisku atteici izvēlētajā testa intervālā.
Lai gan pierādījuma testu procedūras parasti tiek izstrādātas SIF inženiertehniskās izstrādes fāzē, tās jāpārskata arī objekta SIS tehniskajai iestādei, ekspluatācijas nodaļai un instrumentu tehniķiem, kas veiks testēšanu. Jāveic arī darba drošības analīze (JSA). Ir svarīgi saņemt rūpnīcas piekrišanu par to, kādi testi tiks veikti un kad, kā arī par to fizisko un drošības iespējamību. Piemēram, nav lietderīgi norādīt daļēja gājiena testēšanu, ja ekspluatācijas grupa nepiekritīs to veikt. Ir arī ieteicams, lai pierādījuma testu procedūras pārskatītu neatkarīgs nozares eksperts (SME). Tipiskā testēšana, kas nepieciešama pilnas funkcijas pierādījuma testam, ir parādīta 1. attēlā.
Pilnīgas funkcionalitātes pierādījuma testa prasības 1. attēls. Drošības instrumentētās funkcijas (SIF) un tās drošības instrumentētās sistēmas (SIS) pilnas funkcionalitātes pierādījuma testa specifikācijā jānorāda vai jāatsaucas uz secīgiem soļiem, sākot no testa sagatavošanas un testa procedūrām līdz paziņojumiem un dokumentācijai.
1. attēls: Drošības instrumentētās funkcijas (SIF) un tās drošības instrumentētās sistēmas (SIS) pilnīgas funkcionalitātes pierādījuma testa specifikācijā jānorāda vai jāatsaucas uz secīgiem soļiem, sākot no testa sagatavošanas un testa procedūrām līdz paziņojumiem un dokumentācijai.
Pārbaudes testēšana ir plānota apkopes darbība, kas jāveic kompetentiem darbiniekiem, kuri ir apmācīti SIS testēšanā, pārbaudes procedūrā un SIS cilpās, kuras viņi testēs. Pirms sākotnējās pārbaudes veikšanas ir jāveic procedūras detalizēta izklāsts un pēc tam jāsniedz atsauksmes vietnes SIS tehniskajai iestādei par uzlabojumiem vai labojumiem.
Pastāv divi galvenie atteices režīmi (droši vai bīstami), kas ir iedalīti četros režīmos — bīstami neatklāti, bīstami atklāti (ar diagnostiku), droši neatklāti un droši atklāti. Šajā rakstā termini “bīstama” un “bīstami neatklāti” tiek lietoti savstarpēji aizvietojami.
SIF pierādījuma testēšanā mūs galvenokārt interesē bīstami neatklāti kļūmju režīmi, taču, ja ir lietotāja diagnostika, kas atklāj bīstamas kļūmes, šī diagnostika ir jāpārbauda. Ņemiet vērā, ka atšķirībā no lietotāja diagnostikas, ierīces iekšējo diagnostiku lietotājs parasti nevar apstiprināt kā funkcionālu, un tas var ietekmēt pierādījuma testa filozofiju. Ja SIL aprēķinos tiek ņemta vērā diagnostikas vērtība, diagnostikas trauksmes signāli (piemēram, trauksmes signāli ārpus diapazona) ir jāpārbauda kā daļa no pierādījuma testa.
Bojājumu veidus var tālāk iedalīt tajos, kas tiek testēti pierādījuma testa laikā, tajos, kas netiek testēti, un sākotnējos vai laika ziņā atkarīgos bojājumos. Dažus bīstamus bojājumu veidus dažādu iemeslu dēļ (piemēram, grūtības, inženiertehniskie vai ekspluatācijas lēmumi, nezināšana, nekompetence, sistemātiskas kļūdas vai izlaidums, zema rašanās varbūtība utt.) var netikt tieši testēti. Ja ir zināmi bojājumu veidi, kas netiks testēti, kompensācija jāveic ierīces projektēšanā, testa procedūrā, periodiskā ierīces nomaiņā vai pārbūvē un/vai jāveic secinošā testēšana, lai līdz minimumam samazinātu testēšanas neesamības ietekmi uz SIF integritāti.
Sākotnēja kļūme ir pasliktinošs stāvoklis vai apstāklis, ka var pamatoti sagaidīt kritisku, bīstamu kļūmi, ja savlaicīgi netiek veiktas korektīvas darbības. Tās parasti tiek atklātas, salīdzinot veiktspēju ar neseniem vai sākotnējiem etalontestiem (piemēram, vārstu parametriem vai vārstu reakcijas laikiem) vai veicot pārbaudi (piemēram, aizsērējusi procesa atvere). Sākotnējās kļūmes parasti ir atkarīgas no laika — jo ilgāk ierīce vai mezgls tiek ekspluatēts, jo vairāk tā degradējas; apstākļi, kas veicina nejaušu kļūmi, kļūst ticamāki, procesa atveres aizsērēšana vai sensoru uzkrāšanās laika gaitā, lietderīgās lietošanas laika beigas utt. Tāpēc, jo ilgāks ir pārbaudes intervāls, jo lielāka ir sākotnējas vai no laika atkarīgas kļūmes iespējamība. Jebkura aizsardzība pret sākotnējām kļūmēm ir jāpārbauda arī ar izturības testu (portu attīrīšana, siltuma izsekošana utt.).
Ir jāizstrādā procedūras bīstamu (neatklātu) kļūmju pārbaudes testēšanai. Kļūmju režīma un seku analīzes (FMEA) vai kļūmju režīma, seku un diagnostiskās analīzes (FMEDA) metodes var palīdzēt identificēt bīstamas neatklātas kļūmes un vietas, kur jāuzlabo pierādījumu testēšanas aptvērums.
Daudzas pierādījuma testēšanas procedūras ir rakstiskas, pamatojoties uz pieredzi un esošo procedūru veidnēm. Jaunām procedūrām un sarežģītākiem SIF ir nepieciešama precīzāk izstrādāta pieeja, izmantojot FMEA/FMEDA, lai analizētu bīstamas kļūmes, noteiktu, kā testa procedūra pārbaudīs vai nepārbaudīs šīs kļūmes, un testu aptvērumu. Sensora makro līmeņa kļūmju režīma analīzes blokshēma ir parādīta 2. attēlā. FMEA parasti ir jāveic tikai vienu reizi konkrētam ierīces tipam un atkārtoti jāizmanto līdzīgām ierīcēm, ņemot vērā to procesa servisu, uzstādīšanu un testēšanas iespējas.
Makro līmeņa atteices analīze 2. attēls: Šī sensora un spiediena devēja (PT) makro līmeņa atteices režīma analīzes blokshēma parāda galvenās funkcijas, kas parasti tiks sadalītas vairākās mikro atteices analīzēs, lai pilnībā definētu potenciālās atteices, kas jārisina funkcionālajās pārbaudēs.
2. attēls: Šī sensora un spiediena devēja (PT) makro līmeņa atteices režīma analīzes blokshēma parāda galvenās funkcijas, kas parasti tiek sadalītas vairākās mikro atteices analīzēs, lai pilnībā definētu potenciālās atteices, kas jārisina funkcionālajās pārbaudēs.
To zināmo, bīstamo, neatklāto kļūmju procentuālo daļu, kurām tiek veikta pierādījuma pārbaude, sauc par pierādījuma testa pārklājumu (PTC). PTC parasti izmanto SIL aprēķinos, lai "kompensētu" neveiksmi pilnīgāk pārbaudīt SIF. Cilvēkiem ir maldīgs uzskats, ka, tā kā viņi SIL aprēķinā ir ņēmuši vērā testa pārklājuma trūkumu, viņi ir izstrādājuši uzticamu SIF. Vienkāršs fakts ir tāds, ka, ja jūsu testa pārklājums ir 75% un ja jūs ņemat vērā šo skaitli savā SIL aprēķinā un pārbaudāt lietas, kuras jūs jau testējat biežāk, 25% bīstamo kļūmju joprojām var statistiski rasties. Es noteikti nevēlos būt šajos 25%.
FMEDA apstiprinājuma ziņojumos un ierīču drošības rokasgrāmatās parasti ir sniegta minimālā pierādījumu pārbaudes procedūra un pierādījumu pārbaudes aptvērums. Tie sniedz tikai vadlīnijas, nevis visus pārbaudes soļus, kas nepieciešami visaptverošai pierādījumu pārbaudes procedūrai. Bīstamu bojājumu analīzei tiek izmantoti arī citi bojājumu analīzes veidi, piemēram, bojājumu koka analīze un uzticamību vērsta apkope.
Pārbaudes var iedalīt pilnās funkcionālajās (no sākuma līdz beigām) vai daļējajās funkcionālajās pārbaudēs (3. attēls). Daļējās funkcionālās pārbaudes parasti tiek veiktas, ja SIF komponentiem SIL aprēķinos ir atšķirīgi pārbaudes intervāli, kas nesakrīt ar plānotajām izslēgšanas vai apstāšanās reizēm. Ir svarīgi, lai daļējās funkcionālās pārbaudes procedūras pārklātos tā, lai tās kopā pārbaudītu visu SIF drošības funkcionalitāti. Veicot daļēju funkcionālo testēšanu, joprojām ieteicams veikt SIF sākotnējo pilnīgu pārbaudes pārbaudi un turpmākās pārbaudes apstāšanās laiku laikā.
Daļējiem pierādījumiem vajadzētu summēties 3. attēlā: Apvienotajiem daļējiem pierādījumiem (apakšā) jāaptver visas pilna funkcionālā pierādījuma testa (augšā) funkcijas.
3. attēls: Apvienotajiem daļējās pierādīšanas testiem (apakšā) jāaptver visas pilnas funkcionālās pierādīšanas testa (augšā) funkcijas.
Daļējas pārbaudes laikā tiek pārbaudīta tikai daļa no ierīces atteices režīmiem. Bieži sastopams piemērs ir daļējas darbības vārsta pārbaude, kurā vārsts tiek nedaudz pārvietots (10–20 %), lai pārliecinātos, ka tas nav iesprūdis. Šai pārbaudes aptvertā platība ir zemāka nekā pārbaudes pārbaudei primārajā pārbaudes intervālā.
Pārbaudes procedūru sarežģītība var atšķirties atkarībā no SIF sarežģītības un uzņēmuma pārbaudes procedūras filozofijas. Daži uzņēmumi raksta detalizētas pakāpeniskas pārbaudes procedūras, savukārt citiem ir diezgan īsas procedūras. Lai samazinātu pārbaudes testa procedūras apjomu un palīdzētu nodrošināt testēšanas konsekvenci, dažreiz tiek izmantotas atsauces uz citām procedūrām, piemēram, standarta kalibrēšanu. Labai pārbaudes testa procedūrai vajadzētu sniegt pietiekami detalizētu informāciju, lai nodrošinātu, ka visa testēšana ir pareizi veikta un dokumentēta, bet ne tik detalizēti, lai tehniķi vēlētos izlaist darbības. Tehniķa, kurš ir atbildīgs par testa soļa veikšanu, iniciāļiem parakstot pabeigto pārbaudes soli, var palīdzēt nodrošināt, ka tests tiks veikts pareizi. Pabeigtā pārbaudes testa parakstīšana no instrumentu vadītāja un darbības pārstāvju puses arī uzsvērs pārbaudes testa nozīmi un nodrošinās to pareizi pabeigtu.
Vienmēr jāuzklausa tehniķa atsauksmes, lai palīdzētu uzlabot procedūru. Pārbaudes procedūras panākumi lielā mērā ir tehniķa rokās, tāpēc ļoti ieteicams sadarboties.
Lielākā daļa pierādījumu testu parasti tiek veikti bezsaistē darbības pārtraukuma vai apstāšanās laikā. Dažos gadījumos pierādījumu testēšana var būt jāveic tiešsaistē darbības laikā, lai izpildītu SIL aprēķinus vai citas prasības. Tiešsaistes testēšanai ir nepieciešama plānošana un koordinācija ar Operāciju nodaļu, lai pierādījumu testu varētu veikt droši, bez procesa traucējumiem un neradot viltus atslēgšanu. Pietiek ar vienu viltus atslēgšanu, lai izmantotu visus jūsu resursus. Šāda veida testa laikā, kad SIF nav pilnībā pieejams sava drošības uzdevuma veikšanai, 61511-1 11.8.5. punktā ir noteikts: "Kad SIS atrodas apvedceļā (remonts vai testēšana), saskaņā ar 11.3. punktu jānodrošina kompensācijas pasākumi, kas nodrošina nepārtrauktu drošu darbību." Pārbaudes procedūrai jāietver arī anomālu situāciju pārvaldības procedūra, lai palīdzētu nodrošināt, ka tā tiek veikta pareizi.
SIF parasti tiek sadalīts trīs galvenajās daļās: sensori, loģiskie risinātāji un gala elementi. Parasti ir arī palīgierīces, kuras var saistīt ar katru no šīm trim daļām (piemēram, IS barjeras, atvienošanas pastiprinātāji, starpreleji, solenoīdi utt.), kas arī ir jāpārbauda. Katras no šīm tehnoloģijām pierādījumu pārbaudes kritiskos aspektus var atrast sānu joslā “Sensoru, loģisko risinātāju un gala elementu testēšana” (zemāk).
Dažas lietas ir vieglāk pārbaudīt nekā citas. Daudzas modernas un dažas vecākas plūsmas un līmeņa tehnoloģijas ietilpst sarežģītākajā kategorijā. Tās ir Koriolisa plūsmas mērītāji, virpuļmetri, magnētisma metri, gaisa radari, ultraskaņas līmeņa mērītāji un in-situ procesa slēdži, un tās ir tikai dažas. Par laimi, daudzām no tām tagad ir uzlabota diagnostika, kas ļauj uzlabot testēšanu.
SIF projektēšanā jāņem vērā šādas ierīces pārbaudes grūtības laukā. Inženieriem ir viegli izvēlēties SIF ierīces, nopietni neapsverot, kas būtu nepieciešams ierīces pārbaudes pārbaudei, jo viņi nebūs cilvēki, kas tās testēs. Tas attiecas arī uz daļēja gājiena testēšanu, kas ir izplatīts veids, kā uzlabot SIF vidējo atteices varbūtību pēc pieprasījuma (PFDavg), taču vēlāk rūpnīcas darbība nevēlas to darīt, un bieži vien to arī nedara. Vienmēr nodrošiniet rūpnīcas uzraudzību pār SIF inženieriju attiecībā uz pārbaudes testēšanu.
Pārbaudes laikā jāiekļauj SIF uzstādīšanas un remonta pārbaude atbilstoši 61511-1 16.3.2. punktam. Jāveic noslēguma pārbaude, lai pārliecinātos, ka viss ir nostiprināts, un divkārša pārbaude, vai SIF ir pareizi nodots atpakaļ procesa ekspluatācijā.
Labas testēšanas procedūras izstrāde un ieviešana ir svarīgs solis, lai nodrošinātu SIF integritāti visā tā kalpošanas laikā. Testēšanas procedūrai jāsniedz pietiekama informācija, lai nodrošinātu, ka nepieciešamie testi tiek konsekventi un droši veikti un dokumentēti. Bīstamas kļūmes, kas nav pārbaudītas ar drošības testiem, jākompensē, lai nodrošinātu, ka SIF drošības integritāte tiek pienācīgi saglabāta visā tā kalpošanas laikā.
Labas pierādījuma testa procedūras izstrādei ir nepieciešama loģiska pieeja potenciāli bīstamo kļūmju inženiertehniskajai analīzei, līdzekļu izvēlei un pierādījuma testa soļu izstrādei, kas atbilst rūpnīcas testēšanas iespējām. Pa ceļam iegūstiet rūpnīcas piekrišanu testēšanai visos līmeņos un apmāciet tehniķus veikt un dokumentēt pierādījuma testu, kā arī izprotiet testa nozīmi. Rakstiet instrukcijas tā, it kā jūs būtu instrumentu tehniķis, kuram būs jāveic darbs, un ka dzīvības ir atkarīgas no pareizas testēšanas, jo tā tas ir.
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 parasti tiek sadalīts trīs galvenajās daļās: sensoros, loģiskos risinātājos un gala elementos. Parasti ir arī palīgierīces, kuras var saistīt ar katru no šīm trim daļām (piemēram, IS barjeras, atvienošanas pastiprinātāji, starpreleji, solenoīdi utt.), kuras arī ir jāpārbauda.
Sensora izturības testi: Sensora izturības testam jānodrošina, ka sensors var uztvert procesa mainīgo visā tā diapazonā un pārraidīt pareizo signālu SIS loģikas risinātājam novērtēšanai. Lai gan tas nav iekļauts, dažas lietas, kas jāņem vērā, veidojot izturības testa procedūras sensora daļu, ir norādītas 1. tabulā.
Loģikas risinātāja pārbaudes tests: Veicot pilnas funkcionalitātes pārbaudes, tiek pārbaudīta loģikas risinātāja loma SIF drošības darbības un saistīto darbību (piemēram, trauksmes signālu, atiestatīšanas, apvedceļu, lietotāja diagnostikas, redundanču, HMI utt.) veikšanā. Daļēju vai fragmentāru funkciju pārbaudes testu ietvaros jāveic visi šie testi kā daļa no individuālajiem pārklājošajiem pārbaudes testiem. Loģikas risinātāja ražotājam ierīces drošības rokasgrāmatā jābūt ieteicamai pārbaudes procedūrai. Ja nē, vismaz loģikas risinātāja barošana ir jāizslēdz un jāpārbauda loģikas risinātāja diagnostikas reģistri, statusa indikatori, barošanas spriegums, sakaru saites un redundanci. Šīs pārbaudes jāveic pirms pilnas funkcionalitātes pārbaudes.
Nepieņemiet, ka programmatūra ir laba mūžīgi un loģika nav jāpārbauda pēc sākotnējās pārbaudes, jo nedokumentētas, neatļautas un nepārbaudītas programmatūras un aparatūras izmaiņas un programmatūras atjauninājumi laika gaitā var iekļūt sistēmās, un tie ir jāņem vērā jūsu vispārējā pārbaudes filozofijā. Izmaiņu, uzturēšanas un versiju žurnālu pārvaldība ir jāpārskata, lai nodrošinātu, ka tie ir atjaunināti un pareizi uzturēti, un, ja iespējams, lietojumprogramma ir jāsalīdzina ar jaunāko dublējumu.
Jārūpējas arī par visu lietotāja loģikas risinātāja palīgfunkciju un diagnostikas funkciju (piemēram, sargsuņu, sakaru saišu, kiberdrošības ierīču utt.) pārbaudi.
Galīgā elementa izturības pārbaude: Lielākā daļa gala elementu ir vārsti, tomēr kā gala elementi tiek izmantoti arī rotējošu iekārtu motoru starteri, mainīga ātruma piedziņas un citas elektriskās sastāvdaļas, piemēram, kontaktori un slēdži, un to atteices režīmi ir jāanalizē un jāpārbauda izturības pārbaude.
Galvenie vārstu atteices režīmi ir iesprūšana, pārāk ilgs vai pārāk ātrs reakcijas laiks un noplūde, un visus šos faktorus ietekmē vārsta darbības procesa saskarne izslēgšanas laikā. Lai gan vārsta pārbaude darbības apstākļos ir visvēlamākais gadījums, ekspluatācijas speciālisti parasti iebilst pret SIF izslēgšanu iekārtas darbības laikā. Lielākā daļa SIS vārstu parasti tiek pārbaudīti, kad iekārta nedarbojas pie nulles diferenciālā spiediena, kas ir vismazāk prasīgie darbības apstākļi. Lietotājam jāzina par sliktāko darbības diferenciālo spiedienu un vārsta un procesa degradācijas ietekmi, kas jāņem vērā vārsta un izpildmehānisma konstrukcijā un izmēros.
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).
Apkārtējās vides temperatūra var ietekmēt arī vārstu berzes slodzes, tāpēc vārstu pārbaude siltā laikā parasti radīs vismazāko berzes slodzi, salīdzinot ar darbību aukstā laikā. Tāpēc, lai iegūtu konsekventus datus vārstu veiktspējas pasliktināšanās noteikšanas secinošajai pārbaudei, jāapsver vārstu pārbaudes vienmērīgā temperatūrā.
Vārstiem ar viedajiem pozicionētājiem vai digitālo vārstu regulatoru parasti ir iespēja izveidot vārsta parakstu, ko var izmantot, lai uzraudzītu vārsta darbības pasliktināšanos. Vārsta pamatparakstu var pieprasīt kā daļu no pirkuma pasūtījuma vai arī to var izveidot sākotnējā pārbaudes testa laikā, lai tas kalpotu kā bāzes līnija. Vārsta paraksts jāveic gan vārsta atvēršanai, gan aizvēršanai. Ja tāda ir pieejama, jāizmanto arī uzlabota vārsta diagnostika. Tas var palīdzēt noteikt, vai vārsta darbība pasliktinās, salīdzinot turpmākos pārbaudes testa vārstu parakstus un diagnostiku ar bāzes līniju. Šāda veida tests var palīdzēt kompensēt vārsta nepārbaudi sliktākajā darba spiediena gadījumā.
Vārsta paraksts izturības pārbaudes laikā var arī reģistrēt reakcijas laiku ar laika zīmogiem, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc hronometra. Palielināts reakcijas laiks liecina par vārsta nodilumu un palielinātu berzes slodzi, lai pārvietotu vārstu. Lai gan nav standartu attiecībā uz vārsta reakcijas laika izmaiņām, negatīvs izmaiņu modelis no izturības pārbaudes uz izturības pārbaudi liecina par iespējamu vārsta drošības robežas un veiktspējas zudumu. Mūsdienu SIS vārstu izturības pārbaudē jāiekļauj vārsta paraksts kā labas inženiertehniskās prakses jautājums.
Vārsta instrumenta gaisa padeves spiediens jāmēra pārbaudes laikā. Lai gan atsperes atgriezes vārsta atspere ir tā, kas aizver vārstu, iesaistītais spēks vai griezes moments ir atkarīgs no tā, cik lielā mērā vārsta atsperi saspiež vārsta padeves spiediens (saskaņā ar Hūka likumu, F = kX). Ja padeves spiediens ir zems, atspere nesaspiedīsies tik daudz, tāpēc nepieciešamības gadījumā vārsta pārvietošanai būs pieejams mazāks spēks. Lai gan 2. tabulā nav iekļautas visas lietas, kas jāņem vērā, veidojot vārsta daļu pārbaudes pārbaudes procedūrā, ir norādītas.
Publicēšanas laiks: 2019. gada 13. novembris