Kısmi inme testi - Partial stroke testing

Kısmi inme testi (veya PST), kullanıcının bir kontrol sisteminin olası arıza modlarının bir yüzdesini test etmesine izin vermek için bir kontrol sisteminde kullanılan bir tekniktir. kapatma vanası valfi fiziksel olarak kapatmaya gerek kalmadan. PST, güvenlik fonksiyonunun talep üzerine çalışacağının belirlenmesine yardımcı olmak için kullanılır. PST, çoğunlukla, vananın kapatılmasının yüksek maliyet yüküne sahip olduğu, ancak vananın bütünlüğünün güvenli bir tesis sağlamak için gerekli olduğunu kanıtlayan uygulamalarda yüksek bütünlüklü acil durum kapatma vanalarında (ESDV'ler) kullanılır. ESDV'lere ek olarak PST, yüksek bütünlüklü basınç koruma sistemleri veya HIPPS'de de kullanılır. Kanıt testi hala zorunlu bir gereklilik olduğundan, kısmi strok testi, tam stroklu valf ihtiyacının yerini almaz.

Standartlar

Kısmi inme testi kabul edilir petrol endüstrisi standart tekniktir ve ayrıca düzenleyici kurumlar tarafından ayrıntılı olarak ölçülür. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) ve Enstrüman Otomasyon Topluluğu (ISA). Aşağıdakiler bu kuruluşlara uygun standartlardır.

  • IEC61508 - Elektrik / elektronik / programlanabilir elektronik güvenlikle ilgili sistemlerin işlevsel güvenliği
  • IEC61511 - Fonksiyonel güvenlik - Proses endüstrisi sektörü için güvenlik tekniği sistemleri
  • ANSI / ISA-84.00.01 - Fonksiyonel güvenlik: Proses endüstrisi sektörü için güvenlik tekniği sistemleri (bir ANSI standart)

Bu standartlar, güvenlikle ilgili sistemler için gereksinimleri tanımlar ve PST sistemlerinin performansının nasıl ölçüleceğini açıklar.

Güvenlik performansını ölçme

IEC61508, bir güvenlik yaşam döngüsü tesis güvenliğinin yönetimine yaklaşım. Bir emniyet sisteminin bu yaşam döngüsünün tasarım aşamasında, gerekli emniyet performansı seviyesi aşağıdaki gibi teknikler kullanılarak belirlenir: Markov analizi, FMEA, hata ağacı analizi ve Hazop. Bu teknikler, kullanıcının tehlikeli faaliyetlerin potansiyel sıklığını ve sonuçlarını belirlemesine ve risk düzeyini ölçmesine olanak tanır. Bu miktar tayini için yaygın bir yöntem, Güvenlik Bütünlüğü Seviyesi. Bu, dördüncü düzey en tehlikeli olacak şekilde birden dörde kadar ölçülür.

SIL seviyesi belirlendikten sonra, bu, tesisin işletme aşaması sırasında güvenlik sistemlerinin gerekli performans seviyesini belirler. Bir güvenlik fonksiyonunun performansını ölçmek için kullanılan metriğe talep üzerine ortalama arıza olasılığı (veya PFD) denir.ort.) ve bu aşağıdaki gibi SIL seviyesi ile ilişkilidir

SILPFDort.
4≥10−5 <10'a kadar−4
3≥10−4 <10'a kadar−3
2≥10−3 <10'a kadar−2
1≥10−2 <10'a kadar−1

PFD'yi hesaplamanın bir yöntemiort. olmayan temel bir güvenlik işlevi için fazlalık formülü kullanıyor

PFDort. = [(1-PTC) × λD× (TIFC/ 2)] + [PTC × λD× (TIPST/2)]

Nerede:

PTC = Kısmi strok testinin kanıt testi kapsamı.
λD = Güvenlik fonksiyonunun tehlikeli arıza oranı.
TIFC = Tam kapanma aralığı, yani test için vananın ne sıklıkla tam kapalı olması gerektiği.
TIPST = Kısmi strok testi aralığı.

İspat testi kapsamı, kısmi strok testinin ne kadar etkili olduğunun bir ölçüsüdür ve PTC ne kadar yüksekse testin etkisi o kadar büyüktür.

Faydaları

PST kullanmanın faydaları sadece güvenlik performansı ile sınırlı değildir, aynı zamanda bir tesisin üretim performansında ve bir tesisin sermaye maliyetinde de kazançlar elde edilebilir.[1][2] Bunlar aşağıdaki şekilde özetlenmiştir

Güvenlik avantajları

Aşağıdaki alanlarda PST kullanılarak kazanç elde edilebilir.

  • Talep üzerine arıza olasılığının azaltılması.

Üretim avantajları

Bir PST sisteminin başarılı bir şekilde uygulanmasıyla üretim verimliliğinin geliştirilebileceği birkaç alan vardır.

  • Zorunlu tesis kapatmaları arasındaki sürenin uzatılması.
  • Yedek parçaların ön siparişini kolaylaştıran olası valf arızalarını tahmin etme.
  • Bakım görevlerinin önceliklendirilmesi.

Dezavantajlar

Tüm PST sistemlerinin temel dezavantajı, güvenlik sisteminin kazara aktivasyonuna neden olma olasılığının artması ve dolayısıyla tesisin kapanmasına neden olmasıdır, bu, operatörler tarafından PST sistemlerinin birincil endişesidir ve bu nedenle birçok PST sistemi kurulumdan sonra uykuda kalır. Farklı teknikler, bu sorunu farklı şekillerde azaltır, ancak tüm sistemlerin doğal bir riski vardır.

Ek olarak bazı durumlarda, işlemin doğasında var olan sınırlamalar veya kullanılan valf nedeniyle bir PST gerçekleştirilemez. Ayrıca, PST, süreç veya sisteme bir rahatsızlık verdiğinden, rahatsızlıklara duyarlı bazı prosesler veya sistemler için uygun olmayabilir.

Son olarak, bir PST, vana ve aktüatör düzeneğindeki farklı arızaları veya arızaları her zaman ayırt edemez, dolayısıyla teşhis kabiliyetini sınırlar.

Teknikler

Kısmi inme testi için bir dizi farklı teknik mevcuttur ve en uygun tekniğin seçimi, operatörün kazanmaya çalıştığı ana faydalara bağlıdır.

Mekanik Sıkıştırıcılar

Mekanik kilitleyiciler, vananın belirli bir noktadan fiziksel olarak hareket etmesini engelleyen, vana ve aktüatör tertibatına bir cihazın yerleştirildiği cihazlardır. Bunlar, vananın yanlışlıkla kapatılmasının ciddi sonuçlara yol açacağı durumlarda veya son kullanıcının mekanik bir cihazı tercih ettiği herhangi bir uygulamada kullanılır.

Bu tür bir cihazın tipik faydaları aşağıdaki gibidir:[3]

  • Cihazlar, belirtilen ayar noktasının ötesinde darbenin metalden metale engellenmesini sağlar.
  • Bazı elektronik sistemlerden farklı olarak, kontrolleri devreye almaya ve kalibre etmeye veya personeli sürekli eğitmeye gerek yoktur, bu da ek maliyet tasarrufu sağlar.
  • Cihazlar titreşime dayanıklıdır, bu da onları oldukça güvenilir kılar.
  • Manuel mekanik PST sırasında bir ESD olayının meydana gelmesiyle ilişkili risk istatistiksel olarak önemsiz kabul edilebilir ve mekanik cihazların sunduğu avantajların akılcı bir şekilde değerlendirilmesine izin verir.
  • Modüler tasarım, limit anahtarları, potansiyometreler, uzaktan kumanda ile çalıştırma vb.
  • Test, mantık çözücünün ve tüm nihai öğelerin kapsamlı bir testidir, yalnızca güvenlik işlevinin algılama öğeleri test edilmez.
  • Valf, bir ESD olayını simüle ettiği için tasarlanan çalışma hızında test edilir.
  • Jammer'ların sahte bir yolculuğa neden olma olasılığı çok düşük.

Bununla birlikte, güvenlik işlevi test süresince çevrimdışı olduğundan, bu cihazların işlevsel güvenlik sistemleri için uygun olup olmadığına dair görüşler farklılık gösterir.

Modern mekanik PST cihazları, otomatik.

Bu tür cihazların örnekleri, valf ve aktüatör arasına monte edilen ve valf gövdesine takılan kamları kullanabilen doğrudan arayüz ürünlerini içerir. Böyle bir mekanik PST sistemine bir örnek:[4]

Diğer yöntemler arasında ayarlanabilir aktüatör uç durdurucuları bulunur.

Pnömatik valf konumlayıcılar

Kısmi strok testinin arkasındaki temel ilke, kapatma vanasının performansını belirlemek için vananın önceden belirlenmiş bir konuma getirilmesidir. Bu, kullanılan pnömatik konumlandırıcıların uyarlanmasına yol açtı. akış kontrol vanası kısmi inme testinde kullanım için. Bu sistemler genellikle SIL3'e kadar ve dahil olmak üzere kapatma vanalarında kullanıma uygundur. Ana faydaları şunlardır:

  • Manuel test maliyetinin ortadan kaldırılması
  • Optimum Güvenlik izlemesi için PST testlerinin takibi ve kayıtları. Konumlandırıcı Güvenlik Sistemine bağlandığında, testin tarihi ve sonucu Sigorta amacıyla Olay Sırasına kaydedilir.
  • Kontrol odasından valf teşhisine uzaktan erişim, eylem odaklı raporlarla öngörücü bakım.

Bu sistemlerin temel faydası, konumlandırıcıların tesislerdeki ortak ekipman olması ve bu nedenle operatörlerin bu sistemlerin işletimine aşina olmasıdır, ancak birincil dezavantaj, normalde kullanılmayan ek kontrol bileşenlerinin kullanılmasının neden olduğu artmış sahte açma riskidir. açma / kapama vanaları. Ancak bu sistemler, pnömatik olarak çalıştırılan valflerde kullanımla sınırlıdır.

Elektrik röle sistemleri

Bu sistemler, solenoid vananın enerjisini kesmek için bir elektrik anahtarı kullanır ve istenen PST noktasına ulaşıldığında solenoid bobine yeniden enerji vermek için aktüatöre bağlı bir elektrik rölesini kullanır.

Elektronik kontrol sistemleri

Elektronik kontrol sistemleri, ESD sisteminden gelen besleme ile sistem arasında bağlanan yapılandırılabilir bir elektronik modül kullanır. selenoid vana. Bir test gerçekleştirmek için zamanlayıcı, bir kapanmayı simüle etmek için solenoid vananın enerjisini keser ve gerekli kısmi strok derecesine ulaşıldığında solenoide yeniden enerji verir. Bu sistemler temelde bir minyatürdür PLC vananın test edilmesine adanmıştır.

Doğaları gereği bu cihazlar aslında güvenlik fonksiyonunun bir parçası değildir ve bu nedenle% 100 arıza emniyetlidir. Geri besleme zamanlayıcı sistemleri için bir basınç sensörü ve / veya bir konum sensörünün eklenmesiyle, valf, aktüatör ve solenoid valfler dahil tüm bileşenlerin performansını teşhis etmek için akıllı teşhisler de sağlayabilir.

Ek olarak, zamanlayıcılar her türlü akışkan güç aktüatörü ile çalışabilir ve solenoid vananın üst tarafa yerleştirildiği deniz altı vanaları ile de kullanılabilir.

Entegre solenoid valf sistemleri

Diğer bir teknik, kontrol elektroniğini ek kontrol kutularına olan ihtiyacı ortadan kaldıran bir solenoid valf muhafazasına yerleştirmektir. Ek olarak, özel bileşenlere ihtiyaç duyulmadığından kontrol şemasını değiştirmeye gerek yoktur.

Referanslar

  1. ^ Web'e Özel: Valf arızası bir seçenek değil Arşivlendi 2011-07-18 de Wayback Makinesi. ISA (2009-01-01). Erişim tarihi: 2011-05-30.
  2. ^ Kısmi okşama. Focus-nuclear.com. Erişim tarihi: 2011-05-30.
  3. ^ D-Stop Partial Stroke Test Cihazı. Manuel / Lokal ve Uzaktan Kumandalı Mekanik Kısmi Vana Testi. Cameron. Docs.google.com. Erişim tarihi: 2011-05-30.
  4. ^ Netherlocks mekanik PST sistemi FAITH - endüstri standardı olarak bilinir. Erişim tarihi: 2013-07-14.

Dış bağlantılar