Upimaji wa uthibitisho ni sehemu muhimu ya kudumisha uadilifu wa usalama wa mifumo yetu ya vifaa vya usalama (SIS) na mifumo inayohusiana na usalama (km kengele muhimu, mifumo ya moto na gesi, mifumo ya kufungana kwa vifaa, n.k.). Jaribio la uthibitisho ni jaribio la mara kwa mara ili kugundua hitilafu hatari, kujaribu utendaji unaohusiana na usalama (km kuweka upya, kukwepa, kengele, utambuzi, kuzima kwa mikono, n.k.), na kuhakikisha mfumo unakidhi viwango vya kampuni na vya nje. Matokeo ya upimaji wa uthibitisho pia ni kipimo cha ufanisi wa mpango wa uadilifu wa kiufundi wa SIS na uaminifu wa uwanja wa mfumo.
Taratibu za upimaji wa uthibitisho hushughulikia hatua za upimaji kuanzia kupata vibali, kutoa arifa na kuondoa mfumo kwenye huduma kwa ajili ya upimaji hadi kuhakikisha upimaji kamili, kurekodi upimaji wa uthibitisho na matokeo yake, kurejesha mfumo kwenye huduma, na kutathmini matokeo ya sasa ya upimaji na matokeo ya awali ya upimaji wa uthibitisho.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Kifungu cha 16, kinashughulikia upimaji wa uthibitisho wa SIS. Ripoti ya kiufundi ya ISA TR84.00.03 – “Uadilifu wa Kimitambo wa Mifumo ya Vyombo vya Usalama (SIS),” inashughulikia upimaji wa uthibitisho na kwa sasa inafanyiwa marekebisho huku toleo jipya likitarajiwa kutolewa hivi karibuni. Ripoti ya kiufundi ya ISA TR96.05.02 – “Upimaji wa Uthibitisho wa Vali za Kiotomatiki” kwa sasa unafanyiwa maendeleo.
Ripoti ya HSE ya Uingereza CRR 428/2002 - "Kanuni za upimaji wa ushahidi wa mifumo ya vifaa vya usalama katika tasnia ya kemikali" hutoa taarifa kuhusu upimaji wa ushahidi na kile ambacho makampuni yanafanya nchini Uingereza.
Utaratibu wa jaribio la uthibitisho unategemea uchambuzi wa hali zinazojulikana za kushindwa hatari kwa kila sehemu katika njia ya safari ya kazi ya vifaa vya usalama (SIF), utendaji wa SIF kama mfumo, na jinsi (na kama) ya kujaribu hali ya kushindwa hatari. Uundaji wa utaratibu unapaswa kuanza katika awamu ya muundo wa SIF kwa muundo wa mfumo, uteuzi wa vipengele, na uamuzi wa wakati na jinsi ya kujaribu uthibitisho. Vifaa vya SIS vina viwango tofauti vya ugumu wa kupima uthibitisho ambavyo lazima zizingatiwe katika muundo, uendeshaji na matengenezo ya SIF. Kwa mfano, mita za orifice na vipitishi vya shinikizo ni rahisi kupima kuliko mita za mtiririko wa wingi wa Coriolis, mita za mag au vitambuzi vya kiwango cha rada kupitia hewa. Utumiaji na muundo wa vali pia vinaweza kuathiri upana wa jaribio la uthibitisho wa vali ili kuhakikisha kwamba kushindwa hatari na kwa kuanzia kutokana na uharibifu, kuziba au kushindwa kutegemea wakati hakuongozi kushindwa muhimu ndani ya kipindi cha jaribio kilichochaguliwa.
Ingawa taratibu za majaribio ya uthibitisho kwa kawaida hutengenezwa wakati wa awamu ya uhandisi ya SIF, zinapaswa pia kupitiwa na Mamlaka ya Ufundi ya SIS, Uendeshaji na mafundi wa vifaa watakaofanya majaribio hayo. Uchambuzi wa usalama wa kazi (JSA) unapaswa pia kufanywa. Ni muhimu kupata idhini ya kiwanda kuhusu ni vipimo gani vitafanywa na lini, na uwezekano wake wa kimwili na usalama. Kwa mfano, haifai kutaja upimaji wa sehemu ya kiharusi wakati kundi la Uendeshaji halitakubali kufanya hivyo. Pia inashauriwa kwamba taratibu za majaribio ya uthibitisho zipitiwe na mtaalamu huru wa somo (SME). Upimaji wa kawaida unaohitajika kwa jaribio kamili la uthibitisho wa utendaji unaonyeshwa katika Mchoro 1.
Mahitaji ya mtihani kamili wa uthibitisho wa utendaji Mchoro 1: Vipimo kamili vya mtihani wa uthibitisho wa utendaji kwa kifaa cha usalama (SIF) na mfumo wake wa vifaa vya usalama (SIS) vinapaswa kueleza au kurejelea hatua kwa mfuatano kuanzia maandalizi ya mtihani na taratibu za mtihani hadi arifa na nyaraka.
Mchoro 1: Vipimo kamili vya jaribio la uthibitisho wa utendaji kazi kwa ajili ya kifaa cha usalama (SIF) na mfumo wake wa vifaa vya usalama (SIS) vinapaswa kueleza au kurejelea hatua kwa mfuatano kuanzia maandalizi ya majaribio na taratibu za majaribio hadi arifa na nyaraka.
Upimaji wa uthibitisho ni hatua ya matengenezo iliyopangwa ambayo inapaswa kufanywa na wafanyakazi wenye ujuzi waliofunzwa katika upimaji wa SIS, utaratibu wa uthibitisho, na mizunguko ya SIS watakayojaribu. Kunapaswa kuwa na maelezo ya utaratibu kabla ya kufanya jaribio la awali la uthibitisho, na maoni kwa Mamlaka ya Ufundi ya SIS ya tovuti baadaye kwa ajili ya maboresho au marekebisho.
Kuna aina mbili kuu za kushindwa (salama au hatari), ambazo zimegawanywa katika aina nne—hatari isiyogunduliwa, hatari inayogunduliwa (kwa uchunguzi), salama isiyogunduliwa na salama inayogunduliwa. Maneno ya kutofaulu yasiyogunduliwa hatari na hatari yanatumika kwa kubadilishana katika makala haya.
Katika majaribio ya uthibitisho wa SIF, tunavutiwa hasa na njia hatari za kushindwa ambazo hazijagunduliwa, lakini ikiwa kuna uchunguzi wa mtumiaji unaogundua hitilafu hatari, uchunguzi huu unapaswa kupimwa uthibitisho. Kumbuka kwamba tofauti na uchunguzi wa mtumiaji, uchunguzi wa ndani wa kifaa kwa kawaida hauwezi kuthibitishwa kama unafanya kazi na mtumiaji, na hii inaweza kuathiri falsafa ya jaribio la uthibitisho. Wakati sifa za uchunguzi zinachukuliwa katika hesabu za SIL, kengele za utambuzi (km kengele zisizo za masafa) zinapaswa kupimwa kama sehemu ya jaribio la uthibitisho.
Hali za kushindwa zinaweza kugawanywa zaidi katika zile zilizojaribiwa wakati wa jaribio la uthibitisho, zile ambazo hazijajaribiwa, na zile zinazoanza kushindwa au kushindwa kutegemea wakati. Baadhi ya hali hatari za kushindwa huenda zisijaribiwe moja kwa moja kwa sababu mbalimbali (km ugumu, uamuzi wa uhandisi au uendeshaji, ujinga, kutokuwa na uwezo, kutofanya kazi au kufanya makosa ya kimfumo, uwezekano mdogo wa kutokea, n.k.). Ikiwa kuna hali zinazojulikana za kushindwa ambazo hazitajaribiwa, fidia inapaswa kufanywa katika muundo wa kifaa, utaratibu wa majaribio, uingizwaji wa kifaa mara kwa mara au ujenzi upya, na/au upimaji wa makadirio unapaswa kufanywa ili kupunguza athari kwenye uadilifu wa SIF wa kutojaribu.
Kushindwa kwa mara ya kwanza ni hali au hali inayodhoofisha kiasi kwamba hitilafu muhimu na hatari inaweza kutarajiwa kutokea ikiwa hatua za kurekebisha hazitachukuliwa kwa wakati unaofaa. Kwa kawaida hugunduliwa kwa kulinganisha utendaji na majaribio ya hivi karibuni au ya awali ya uthibitisho (km saini za vali au nyakati za majibu ya vali) au kwa ukaguzi (km mlango wa mchakato uliounganishwa). Kushindwa kwa mara ya kwanza kwa kawaida hutegemea wakati—kadiri kifaa au mkusanyiko unavyotumika kwa muda mrefu, ndivyo inavyozidi kuharibika; hali zinazowezesha hitilafu isiyo ya kawaida huwa na uwezekano mkubwa, kuziba mlango wa mchakato au mkusanyiko wa sensa baada ya muda, maisha ya matumizi yanaisha, n.k. Kwa hivyo, kadiri muda wa jaribio la uthibitisho unavyozidi kuwa mrefu, ndivyo uwezekano mkubwa wa hitilafu ya mara ya kwanza au inayotegemea wakati unavyoongezeka. Ulinzi wowote dhidi ya hitilafu za mara ya kwanza pia lazima ujaribiwe uthibitisho (kusafisha mlango, kufuatilia joto, n.k.).
Taratibu lazima ziandikwe kwa ajili ya majaribio ya uthibitisho kwa ajili ya kushindwa hatari (kusikogunduliwa). Mbinu za hali ya kushindwa na uchambuzi wa athari (FMEA) au mbinu za hali ya kushindwa, uchambuzi wa athari na utambuzi (FMEDA) zinaweza kusaidia kutambua kushindwa hatari kusikogunduliwa, na ambapo chanjo ya upimaji wa ushahidi lazima iboreshwe.
Taratibu nyingi za majaribio ya uthibitisho ni uzoefu na violezo vilivyoandikwa kutoka kwa taratibu zilizopo. Taratibu mpya na SIF ngumu zaidi zinahitaji mbinu iliyobuniwa zaidi kwa kutumia FMEA/FMEDA ili kuchambua hitilafu hatari, kubaini jinsi utaratibu wa majaribio utakavyojaribu au kutojaribu hitilafu hizo, na jinsi vipimo vinavyotumika. Mchoro wa kizuizi cha uchambuzi wa hali ya hitilafu ya kiwango cha jumla kwa ajili ya kitambuzi umeonyeshwa kwenye Mchoro 2. FMEA kwa kawaida inahitaji kufanywa mara moja tu kwa aina fulani ya kifaa na kutumika tena kwa vifaa sawa kwa kuzingatia huduma zao za mchakato, usakinishaji na uwezo wa upimaji wa tovuti.
Uchambuzi wa hitilafu ya kiwango cha jumla Mchoro 2: Mchoro huu wa kizuizi cha uchambuzi wa modi ya hitilafu ya kiwango cha jumla kwa kipima na kipitisha shinikizo (PT) unaonyesha kazi kuu ambazo kwa kawaida zitagawanywa katika uchambuzi mwingi wa hitilafu ndogo ili kufafanua kikamilifu hitilafu zinazoweza kushughulikiwa katika majaribio ya utendaji.
Mchoro 2: Mchoro huu wa kizuizi cha uchambuzi wa hali ya kushindwa kwa kiwango cha jumla kwa kipima na kipitisha shinikizo (PT) unaonyesha kazi kuu ambazo kwa kawaida zitagawanywa katika uchambuzi mwingi wa kushindwa kidogo ili kufafanua kikamilifu kushindwa kunakoweza kushughulikiwa katika majaribio ya utendaji.
Asilimia ya hitilafu zinazojulikana, hatari, na ambazo hazijagunduliwa ambazo zimejaribiwa kwa uthibitisho huitwa chanjo ya mtihani wa uthibitisho (PTC). PTC hutumiwa kwa kawaida katika hesabu za SIL "kufidia" kushindwa kwa kujaribu SIF kikamilifu zaidi. Watu wana imani potofu kwamba kwa sababu wamezingatia ukosefu wa chanjo ya mtihani katika hesabu yao ya SIL, wamebuni SIF inayoaminika. Ukweli rahisi ni kwamba, ikiwa chanjo yako ya mtihani ni 75%, na ikiwa umehesabu nambari hiyo katika hesabu yako ya SIL na vitu vya majaribio ambavyo tayari unajaribu mara nyingi, 25% ya hitilafu hatari bado zinaweza kutokea kitakwimu. Hakika sitaki kuwa katika 25%.
Ripoti za idhini ya FMEDA na miongozo ya usalama kwa vifaa kwa kawaida hutoa utaratibu wa chini kabisa wa upimaji wa uthibitisho na chanjo ya upimaji wa uthibitisho. Hizi hutoa mwongozo tu, sio hatua zote za upimaji zinazohitajika kwa utaratibu kamili wa upimaji wa uthibitisho. Aina zingine za uchanganuzi wa hitilafu, kama vile uchanganuzi wa mti wa makosa na matengenezo yanayozingatia uaminifu, pia hutumika kuchanganua hitilafu hatari.
Vipimo vya uthibitisho vinaweza kugawanywa katika vipimo kamili vya utendaji (mwisho hadi mwisho) au vipimo vya utendaji vya sehemu (Mchoro 3). Vipimo vya utendaji vya sehemu kwa kawaida hufanywa wakati vipengele vya SIF vina vipindi tofauti vya majaribio katika hesabu za SIL ambavyo haviendani na kuzima au kugeuza vilivyopangwa. Ni muhimu kwamba taratibu za majaribio ya uthibitisho wa utendaji wa sehemu ziingiliane ili kwa pamoja zijaribu utendaji wote wa usalama wa SIF. Kwa upimaji wa utendaji wa sehemu, bado inashauriwa kwamba SIF iwe na jaribio la awali la uthibitisho wa mwanzo hadi mwisho, na linalofuata wakati wa kugeuza.
Vipimo vya uthibitisho wa sehemu vinapaswa kujumlisha Mchoro 3: Vipimo vya uthibitisho wa sehemu vilivyojumuishwa (chini) vinapaswa kujumuisha utendaji kazi wote wa jaribio kamili la uthibitisho wa utendaji kazi (juu).
Mchoro 3: Vipimo vya pamoja vya uthibitisho usio kamili (chini) vinapaswa kujumuisha utendaji kazi wote wa jaribio kamili la uthibitisho wa utendaji kazi (juu).
Jaribio la uthibitisho usio kamili hujaribu asilimia moja tu ya hali za hitilafu za kifaa. Mfano wa kawaida ni upimaji wa vali ya kiharusi kidogo, ambapo vali huhamishwa kiasi kidogo (10-20%) ili kuthibitisha kwamba haijakwama. Hii ina kiwango cha chini cha upimaji wa uthibitisho kuliko jaribio la uthibitisho katika kipindi cha jaribio la msingi.
Taratibu za majaribio ya uthibitisho zinaweza kutofautiana katika ugumu kulingana na ugumu wa SIF na falsafa ya utaratibu wa majaribio ya kampuni. Baadhi ya makampuni huandika taratibu za kina za majaribio ya hatua kwa hatua, huku mengine yakiwa na taratibu fupi. Marejeleo ya taratibu zingine, kama vile urekebishaji wa kawaida, wakati mwingine hutumiwa kupunguza ukubwa wa utaratibu wa majaribio ya uthibitisho na kusaidia kuhakikisha uthabiti katika majaribio. Utaratibu mzuri wa majaribio ya uthibitisho unapaswa kutoa maelezo ya kutosha ili kuhakikisha kwamba majaribio yote yamekamilika na kuandikwa ipasavyo, lakini si maelezo mengi sana ya kuwafanya mafundi kutaka kuruka hatua. Kuwa na fundi, ambaye ana jukumu la kufanya hatua ya majaribio, kuanzisha hatua ya majaribio iliyokamilishwa kunaweza kusaidia kuhakikisha kwamba mtihani utafanywa kwa usahihi. Kusainiwa kwa mtihani wa uthibitisho uliokamilishwa na Msimamizi wa Vifaa na wawakilishi wa Uendeshaji pia kutasisitiza umuhimu na kuhakikisha mtihani wa uthibitisho uliokamilishwa ipasavyo.
Maoni ya fundi yanapaswa kualikwa kila wakati ili kusaidia kuboresha utaratibu. Mafanikio ya utaratibu wa mtihani wa uthibitisho yapo kwa kiasi kikubwa mikononi mwa fundi, kwa hivyo juhudi za ushirikiano zinapendekezwa sana.
Upimaji mwingi wa uthibitisho kwa kawaida hufanywa nje ya mtandao wakati wa kuzima au kurejea. Katika baadhi ya matukio, upimaji wa uthibitisho unaweza kuhitajika kufanywa mtandaoni wakati wa kufanya kazi ili kukidhi mahesabu ya SIL au mahitaji mengine. Upimaji wa mtandaoni unahitaji kupanga na kuratibu na Uendeshaji ili kuruhusu jaribio la uthibitisho kufanywa kwa usalama, bila usumbufu wa mchakato, na bila kusababisha safari ya uwongo. Inachukua safari moja tu ya uwongo kutumia vifaa vyako vyote. Wakati wa aina hii ya jaribio, wakati SIF haipatikani kikamilifu kutekeleza kazi yake ya usalama, 61511-1, Kifungu cha 11.8.5, kinasema kwamba "Hatua za fidia zinazohakikisha uendeshaji salama unaoendelea zitatolewa kwa mujibu wa 11.3 wakati SIS iko katika njia isiyo ya kawaida (urekebishaji au upimaji)." Utaratibu usio wa kawaida wa usimamizi wa hali unapaswa kuendana na utaratibu wa mtihani wa uthibitisho ili kusaidia kuhakikisha hili linafanywa vizuri.
SIF kwa kawaida hugawanywa katika sehemu kuu tatu: vitambuzi, vitatuzi vya mantiki na vipengele vya mwisho. Pia kwa kawaida kuna vifaa saidizi ambavyo vinaweza kuhusishwa ndani ya kila moja ya sehemu hizi tatu (km vizuizi vya IS, amplifiers za safari, relays za interposing, solenoids, n.k.) ambavyo lazima pia vijaribiwe. Vipengele muhimu vya upimaji wa ushahidi kila moja ya teknolojia hizi vinaweza kupatikana kwenye upau wa pembeni, "Vitambuzi vya majaribio, vitatuzi vya mantiki na vipengele vya mwisho" (chini).
Baadhi ya mambo ni rahisi kuyathibitisha kuliko mengine. Teknolojia nyingi za kisasa na chache za zamani za mtiririko na viwango ziko katika kundi gumu zaidi. Hizi ni pamoja na mita za mtiririko wa Coriolis, mita za vortex, mita za mag, rada ya angani, kiwango cha ultrasonic, na swichi za mchakato wa ndani, kutaja chache. Kwa bahati nzuri, nyingi kati ya hizi sasa zina utambuzi ulioboreshwa unaoruhusu upimaji ulioboreshwa.
Ugumu wa kupima uthibitisho wa kifaa kama hicho katika uwanja lazima uzingatiwe katika muundo wa SIF. Ni rahisi kwa uhandisi kuchagua vifaa vya SIF bila kuzingatia kwa uzito kile kinachohitajika ili kupima uthibitisho wa kifaa, kwani hawatakuwa watu wanaovijaribu. Hii pia ni kweli kwa upimaji wa sehemu ya kiharusi, ambayo ni njia ya kawaida ya kuboresha uwezekano wa wastani wa SIF wa kushindwa kwa mahitaji (PFDavg), lakini baadaye Uendeshaji wa kiwanda hautaki kufanya hivyo, na mara nyingi huenda usifanye hivyo. Daima toa usimamizi wa kiwanda wa uhandisi wa SIF kuhusu upimaji wa uthibitisho.
Jaribio la uthibitisho linapaswa kujumuisha ukaguzi wa usakinishaji na ukarabati wa SIF inapohitajika ili kufikia 61511-1, Kifungu cha 16.3.2. Kunapaswa kuwa na ukaguzi wa mwisho ili kuhakikisha kila kitu kimefungwa, na uhakikishe mara mbili kwamba SIF imerejeshwa ipasavyo katika huduma ya mchakato.
Kuandika na kutekeleza utaratibu mzuri wa majaribio ni hatua muhimu ili kuhakikisha uadilifu wa SIF katika maisha yake yote. Utaratibu wa majaribio unapaswa kutoa maelezo ya kutosha ili kuhakikisha kwamba vipimo vinavyohitajika vinafanywa na kuandikwa kwa usalama na kwa uthabiti. Kushindwa hatari ambako hakujapimwa kwa vipimo vya uthibitisho kunapaswa kulipwa ili kuhakikisha kwamba uadilifu wa usalama wa SIF unadumishwa vya kutosha katika maisha yake yote.
Kuandika utaratibu mzuri wa mtihani wa uthibitisho kunahitaji mbinu ya kimantiki ya uchambuzi wa uhandisi wa hitilafu hatari zinazoweza kutokea, kuchagua njia, na kuandika hatua za mtihani wa uthibitisho zilizo ndani ya uwezo wa upimaji wa kiwanda. Njiani, pata idhini ya kiwanda katika ngazi zote kwa ajili ya upimaji, na uwafunze mafundi kufanya na kuandika mtihani wa uthibitisho pamoja na kuelewa umuhimu wa mtihani. Andika maagizo kana kwamba wewe ndiye fundi wa vifaa ambaye atalazimika kufanya kazi hiyo, na kwamba maisha yanategemea kupata upimaji sahihi, kwa sababu wao hufanya hivyo.
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 kwa kawaida hugawanywa katika sehemu kuu tatu, vitambuzi, vitatuzi vya mantiki na vipengele vya mwisho. Pia kwa kawaida kuna vifaa saidizi ambavyo vinaweza kuhusishwa ndani ya kila moja ya sehemu hizi tatu (km vizuizi vya IS, amplifiers za safari, relays za interposing, solenoids, n.k.) ambavyo pia lazima vijaribiwe.
Vipimo vya kuthibitisha vihisi: Kipimo cha kuthibitisha vihisi lazima kihakikishe kwamba kihisi kinaweza kuhisi kigezo cha mchakato katika kiwango chake kamili na kusambaza ishara inayofaa kwa kitatuzi cha mantiki cha SIS kwa ajili ya tathmini. Ingawa hakijumuishi, baadhi ya mambo ya kuzingatia katika kuunda sehemu ya kihisi ya utaratibu wa jaribio la kuthibitisha yametolewa katika Jedwali la 1.
Jaribio la uthibitisho wa kitatuzi cha mantiki: Wakati upimaji wa uthibitisho wa utendaji kazi kamili unafanywa, sehemu ya kitatuzi cha mantiki katika kukamilisha hatua ya usalama ya SIF na vitendo vinavyohusiana (km kengele, kuweka upya, kukwepa, uchunguzi wa mtumiaji, upunguzaji wa data, HMI, n.k.) hupimwa. Vipimo vya uthibitisho wa utendaji kazi wa sehemu au vipande lazima vikamilishe majaribio haya yote kama sehemu ya majaribio ya uthibitisho yanayoingiliana. Mtengenezaji wa kitatuzi cha mantiki anapaswa kuwa na utaratibu wa jaribio la uthibitisho uliopendekezwa katika mwongozo wa usalama wa kifaa. Ikiwa sivyo na kwa kiwango cha chini, nguvu ya kitatuzi cha mantiki inapaswa kuzungushwa, na rejista za utambuzi wa kitatuzi cha mantiki, taa za hali, volteji za usambazaji wa umeme, viungo vya mawasiliano na upunguzaji wa data vinapaswa kukaguliwa. Ukaguzi huu unapaswa kufanywa kabla ya jaribio la uthibitisho wa utendaji kazi kamili.
Usidhani kwamba programu ni nzuri milele na mantiki haihitaji kujaribiwa baada ya jaribio la awali la uthibitisho kwani mabadiliko ya programu na vifaa ambayo hayajasajiliwa, hayajaidhinishwa na ambayo hayajajaribiwa yanaweza kuingia kwenye mifumo baada ya muda na lazima yazingatiwe katika falsafa yako ya jumla ya jaribio la uthibitisho. Usimamizi wa kumbukumbu za mabadiliko, matengenezo, na marekebisho unapaswa kupitiwa ili kuhakikisha kuwa zimesasishwa na kutunzwa ipasavyo, na ikiwa inawezekana, programu ya programu inapaswa kulinganishwa na nakala rudufu ya hivi karibuni.
Uangalifu pia unapaswa kuchukuliwa ili kujaribu kazi zote za usaidizi na utambuzi wa kitatuzi cha mantiki ya mtumiaji (km walinzi, viungo vya mawasiliano, vifaa vya usalama wa mtandao, n.k.).
Jaribio la mwisho la kuzuia vipengele: Vipengele vingi vya mwisho ni vali, hata hivyo, vianzishi vya injini vya vifaa vinavyozunguka, viendeshi vya kasi inayobadilika na vipengele vingine vya umeme kama vile vidhibiti na vivunja mzunguko pia hutumika kama vipengele vya mwisho na hali zao za hitilafu lazima zichanganuliwe na uthibitisho upimwe.
Njia kuu za hitilafu za vali ni kukwama, muda wa majibu ni polepole sana au haraka sana, na uvujaji, ambao wote huathiriwa na kiolesura cha mchakato wa uendeshaji wa vali wakati wa safari. Ingawa kupima vali katika hali ya uendeshaji ndio hali inayohitajika zaidi, Uendeshaji kwa ujumla ungepinga kukwamisha SIF wakati mtambo unafanya kazi. Vali nyingi za SIS kwa kawaida hujaribiwa wakati mtambo uko chini kwa shinikizo la tofauti sifuri, ambalo ni hali ngumu zaidi ya uendeshaji. Mtumiaji anapaswa kufahamu shinikizo la tofauti ya uendeshaji katika hali mbaya zaidi na athari za uharibifu wa vali na mchakato, ambazo zinapaswa kuzingatiwa katika muundo na ukubwa wa vali na kiendeshaji.
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).
Halijoto ya kawaida inaweza pia kuathiri mizigo ya msuguano wa vali, hivyo kwamba vali za kupima katika hali ya hewa ya joto kwa ujumla zitakuwa mzigo mdogo zaidi wa msuguano ikilinganishwa na uendeshaji wa hali ya hewa ya baridi. Kwa hivyo, upimaji wa uthibitisho wa vali katika halijoto thabiti unapaswa kuzingatiwa ili kutoa data thabiti kwa ajili ya upimaji wa makadirio kwa ajili ya kubaini uharibifu wa utendaji wa vali.
Vali zenye vidhibiti mahiri au kidhibiti cha vali cha kidijitali kwa ujumla zina uwezo wa kuunda sahihi ya vali ambayo inaweza kutumika kufuatilia uharibifu katika utendaji wa vali. Saini ya vali ya msingi inaweza kuombwa kama sehemu ya agizo lako la ununuzi au unaweza kuunda moja wakati wa jaribio la awali la uthibitisho ili kutumika kama msingi. Saini ya vali inapaswa kufanywa kwa ufunguzi na kufunga vali. Utambuzi wa hali ya juu wa vali unapaswa pia kutumika ikiwa unapatikana. Hii inaweza kukusaidia kukuambia ikiwa utendaji wa vali yako unazorota kwa kulinganisha sahihi na utambuzi wa vali ya mtihani wa uthibitisho unaofuata na msingi wako. Aina hii ya jaribio inaweza kusaidia kufidia kutojaribu vali katika shinikizo la uendeshaji mbaya zaidi.
Saini ya vali wakati wa jaribio la uthibitisho inaweza pia kurekodi muda wa majibu kwa kutumia mihuri ya muda, na kuondoa hitaji la saa ya kupimia. Muda ulioongezeka wa majibu ni ishara ya kuzorota kwa vali na mzigo ulioongezeka wa msuguano ili kuhamisha vali. Ingawa hakuna viwango kuhusu mabadiliko katika muda wa majibu ya vali, muundo hasi wa mabadiliko kutoka kwa jaribio la uthibitisho hadi jaribio la uthibitisho unaonyesha upotevu unaowezekana wa kiwango cha usalama na utendaji wa vali. Upimaji wa kisasa wa uthibitisho wa vali ya SIS unapaswa kujumuisha saini ya vali kama jambo la mazoezi mazuri ya uhandisi.
Shinikizo la hewa la kifaa cha vali linapaswa kupimwa wakati wa jaribio la uthibitisho. Ingawa chemchemi ya vali kwa vali ya kurudi kwa chemchemi ndiyo inayofunga vali, nguvu au torque inayohusika huamuliwa na kiasi cha chemchemi ya vali kinachobanwa na shinikizo la usambazaji wa vali (kwa mujibu wa Sheria ya Hooke, F = kX). Ikiwa shinikizo lako la usambazaji ni la chini, chemchemi haitabanwa sana, kwa hivyo nguvu kidogo itapatikana ili kusogeza vali inapohitajika. Ingawa si jumuishi, baadhi ya mambo ya kuzingatia katika kuunda sehemu ya vali ya utaratibu wa jaribio la uthibitisho yametolewa katika Jedwali la 2.
Muda wa chapisho: Novemba-13-2019