Titringsskynjari fyrir ＨＯＭＥ kerfi

Sönnunarprófanir eru óaðskiljanlegur hluti af viðhaldi öryggisöryggismælakerfa okkar (SIS) og öryggistengdra kerfa (t.d. mikilvægra viðvörunarkerfa, bruna- og gaskerfa, mælistýrðra samlæsingakerfa o.s.frv.). Sönnunarprófanir eru reglubundin prófun til að greina hættuleg bilun, prófa öryggistengda virkni (t.d. endurstillingu, hjáleiðir, viðvörunarkerfi, greiningar, handvirka lokun o.s.frv.) og tryggja að kerfið uppfylli staðla fyrirtækisins og utanaðkomandi staðla. Niðurstöður sönnunarprófana eru einnig mælikvarði á skilvirkni SIS vélræns heilleikaáætlunarinnar og áreiðanleika kerfisins á vettvangi.

Verklagsreglur um sönnunarprófanir ná yfir prófunarskref, allt frá því að afla leyfa, tilkynna kerfið og taka það úr notkun til prófunar, til að tryggja ítarlega prófun, skrá sönnunarprófunina og niðurstöður hennar, taka kerfið aftur í notkun og meta núverandi og fyrri niðurstöður prófunar.

Í ANSI/ISA/IEC 61511-1, grein 16, er fjallað um SIS-sönnunarprófanir. Tækniskýrsla ISA, TR84.00.03 – „Vélrænn heilleiki öryggiskerfa (SIS),“ fjallar um sönnunarprófanir og er nú í endurskoðun og ný útgáfa er væntanleg fljótlega. Tækniskýrsla ISA, TR96.05.02 – „Sönnunarprófanir á staðnum á sjálfvirkum lokum“ er nú í vinnslu.

Skýrsla HSE í Bretlandi, CRR 428/2002 – „Meginreglur um sönnunarprófanir á öryggiskerfum í efnaiðnaði“, veitir upplýsingar um sönnunarprófanir og hvað fyrirtæki eru að gera í Bretlandi.

Prófunaraðferð byggist á greiningu á þekktum hættulegum bilunarháttum fyrir hvern íhlut í ferð öryggismælisins (SIF), virkni SIF sem kerfis og hvernig (og hvort) á að prófa hættulega bilunarhátt. Þróun aðferða ætti að hefjast á hönnunarstigi SIF með hönnun kerfisins, vali íhluta og ákvörðun um hvenær og hvernig á að prófa. SIS-mælitæki hafa mismunandi erfiðleikastig við prófun sem verður að taka tillit til við hönnun, rekstur og viðhald SIF. Til dæmis eru opmælar og þrýstisendendur auðveldari í prófun en Coriolis massaflæðismælar, magmælar eða loftnets ratsjárstigsskynjarar. Notkun og hönnun loka getur einnig haft áhrif á hversu ítarleg lokaprófunin er til að tryggja að hættuleg og byrjandi bilun vegna niðurbrots, stíflna eða tímabundinna bilana leiði ekki til alvarlegrar bilunar innan valins prófunartímabils.

Þó að aðferðir við sönnunarprófanir séu venjulega þróaðar á verkfræðistigi SIF, ættu þær einnig að vera yfirfarnar af tækniyfirvöldum SIS á staðnum, rekstrarhópnum og þeim mælitækjatæknimönnum sem munu framkvæma prófanirnar. Einnig ætti að gera öryggisgreiningu á vinnustað (e. work safety analysis, JSA). Það er mikilvægt að fá samþykki verksmiðjunnar fyrir því hvaða prófanir verða gerðar og hvenær, og hvort þær séu raunhæfar og öryggislega framkvæmanlegar. Til dæmis er ekki gott að tilgreina hlutaslagprófanir þegar rekstrarhópurinn samþykkir ekki að gera þær. Einnig er mælt með því að óháður sérfræðingur á sviði efnis (e. special mats) yfirfari aðferðirnar við sönnunarprófanir. Dæmigerð prófun sem krafist er fyrir fulla virknisprófun er sýnd á mynd 1.

Kröfur um sönnun fyrir fullri virkni Mynd 1: Forskrift fyrir sönnun fyrir fullri virkni fyrir öryggismælikvarða (e. security instrumented function (SIF)) og öryggismælikvarðakerfi þess (e. security instrument system (SIS)) ætti að tilgreina eða vísa til skrefanna í réttri röð, allt frá undirbúningi prófunar og prófunarferlum til tilkynninga og skjala.

Mynd 1: Í fullri prófunarlýsingu fyrir virkni öryggisstýrða virkni (SIF) og öryggisstýrða kerfi þess (SIS) ætti að vera tilgreint eða vísað til skrefanna í réttri röð, allt frá undirbúningi prófunar og prófunarferlum til tilkynninga og skjala.

Sönnunarprófun er fyrirhuguð viðhaldsaðgerð sem ætti að vera framkvæmd af hæfu starfsfólki sem er þjálfað í SIS-prófun, sönnunarferlinu og SIS-lykkjunum sem það mun prófa. Farið ætti í gegnum ferlið áður en upphafleg sönnunarprófun er framkvæmd og endurgjöf til tæknilegs yfirvalds SIS á staðnum eftir á til að bæta eða leiðrétta.

Það eru tvær aðalbilunarhamir (öruggir eða hættulegir) sem eru skipt í fjóra hami — hættulegir ógreindir, hættulegir greindir (með greiningu), öruggir ógreindir og öruggir greindir. Hugtökin „hættuleg“ og „hættulegir ógreindir“ bilar eru notuð til skiptis í þessari grein.

Í SIF-sönnunarprófunum höfum við fyrst og fremst áhuga á hættulegum ógreindum bilunarhamum, en ef það eru til notendagreiningar sem greina hættuleg bilun, ætti að prófa þessar greiningar. Athugið að ólíkt notendagreiningum getur notandinn yfirleitt ekki staðfest virkni innri greininga tækja og það getur haft áhrif á heimspeki sönnunarprófunarinnar. Þegar viðurkenning fyrir greiningar er tekin í SIL-útreikningunum, ætti að prófa greiningarviðvaranirnar (t.d. viðvaranir utan sviðs) sem hluta af sönnunarprófuninni.

Bilunarmáta má skipta frekar í þá sem eru prófaðir við sönnunarprófun, þá sem ekki eru prófaðir og byrjandi bilanir eða tímaháðar bilanir. Sumar hættulegar bilunarmáta er hugsanlega ekki hægt að prófa beint af ýmsum ástæðum (t.d. erfiðleikar, verkfræðilegar eða rekstrarlegar ákvarðanir, fáfræði, vanhæfni, kerfisbundin mistök vegna aðgerðaleysis eða framkvæmdar, litlar líkur á að þau komi fyrir o.s.frv.). Ef þekktar bilunarmáta eru til sem ekki verður prófaður, ætti að bæta fyrir þær í hönnun tækja, prófunarferli, reglubundinni endurnýjun eða endurbyggingu tækja og/eða framkvæma ályktunarprófanir til að lágmarka áhrif á heilleika SIF ef ekki er prófað.

Byrjandi bilun er versnandi ástand eða ástand þar sem eðlilegt er að búast má við að alvarleg, hættuleg bilun eigi sér stað ef ekki er gripið til leiðréttingaraðgerða tímanlega. Þau eru venjulega greind með samanburði á afköstum við nýlegar eða upphaflegar viðmiðunarprófanir (t.d. lokaundirskriftir eða svörunartímar loka) eða með skoðun (t.d. stífluð ferlisop). Byrjandi bilanir eru almennt tímaháðar - því lengur sem tækið eða samsetningin er í notkun, því meira versnar það; aðstæður sem auðvelda handahófskennda bilun verða líklegri, stíflaðar ferlisop eða skynjarar safnast upp með tímanum, endingartími er útrunninn o.s.frv. Þess vegna, því lengra sem prófunartímabilið er, því líklegra er að byrjandi eða tímaháð bilun eigi sér stað. Allar varnir gegn byrjandi bilunum verða einnig að vera prófaðar (hreinsun opna, hitarakningar o.s.frv.).

Skrifa þarf verklagsreglur til að prófa hvort hættuleg (ógreind) bilun sé til staðar. Bilunarháttur og áhrifagreining (FMEA) eða bilunarháttur, áhrifagreining og greining (FMEDA) geta hjálpað til við að bera kennsl á hættuleg ógreind bilun og hvar bæta þarf umfang sönnunarprófana.

Margar sönnunarprófunaraðferðir eru skriflegar og byggja á reynslu og sniðmátum úr núverandi aðferðum. Nýjar aðferðir og flóknari SIF kalla á verkfræðilegri aðferðafræði með FMEA/FMEDA til að greina hættuleg bilun, ákvarða hvernig prófunaraðferðin muni eða mun ekki prófa fyrir þessi bilun og umfang prófananna. Blokkrit fyrir bilunarhamgreiningu á stóru stigi fyrir skynjara er sýnt á mynd 2. FMEA þarf venjulega aðeins að gera einu sinni fyrir tiltekna gerð tækis og endurnýta fyrir svipuð tæki með tilliti til ferlisþjónustu þeirra, uppsetningar og prófunargetu á staðnum.

Bilanagreining á stóru stigi Mynd 2: Þetta blokkrit af bilanagreiningu á stóru stigi fyrir skynjara og þrýstimæli (PT) sýnir helstu virkni sem venjulega er sundurliðuð í margar örbilanagreiningar til að skilgreina að fullu hugsanleg bilun sem þarf að taka á í virkniprófunum.

Mynd 2: Þetta blokkrit af bilunarhamgreiningu á stóru stigi fyrir skynjara og þrýstimæli (PT) sýnir helstu virkni sem venjulega er sundurliðuð í margar örbilanagreiningar til að skilgreina að fullu hugsanleg bilun sem þarf að taka á í virkniprófunum.

Hlutfall þekktra, hættulegra, óuppgötvaðra bilana sem eru prófaðir með sönnunarprófun kallast sönnunarprófunarþekja (e. proof test coverage (PTC)). PTC er almennt notað í SIL útreikningum til að „bæta upp“ fyrir vanrækslu á að prófa SIF betur. Fólk hefur þá rangu trú að vegna þess að það hefur tekið tillit til skorts á prófunarþekju í SIL útreikningum sínum, þá hafi það hannað áreiðanlegan SIF. Einfalda staðreyndin er sú að ef prófunarþekjan þín er 75%, og ef þú tekur þá tölu með í reikninginn þinn fyrir SIL og prófar hluti sem þú ert nú þegar að prófa oftar, þá geta 25% af hættulegum bilunum samt komið fyrir tölfræðilega séð. Ég vil alls ekki vera í þessum 25%.

FMEDA-samþykktarskýrslur og öryggishandbækur fyrir tæki veita yfirleitt lágmarksprófunaraðferð og umfang prófunar. Þessar veita aðeins leiðbeiningar, ekki öll prófunarskref sem krafist er fyrir alhliða prófunaraðferð. Aðrar gerðir bilanagreiningar, svo sem bilanagreining og áreiðanleikamiðað viðhald, eru einnig notaðar til að greina hættuleg bilun.

Sönnunarprófanir má skipta í fulla virkniprófun (frá upphafi til enda) eða hlutavirkniprófanir (mynd 3). Hlutvirkniprófanir eru almennt framkvæmdar þegar íhlutir SIF hafa mismunandi prófunarbil í SIL útreikningum sem eru ekki í samræmi við fyrirhugaðar stöðvanir eða viðsnúningar. Það er mikilvægt að hlutavirkniprófunarferlar skarast þannig að saman prófi þær alla öryggisvirkni SIF. Við hlutavirkniprófanir er samt mælt með því að SIF framkvæmi upphaflega sönnunarprófun frá upphafi til enda og síðari prófun meðan á viðsnúningum stendur.

Hlutasönnunarprófanir ættu að leggjast saman. Mynd 3: Samanlagðar hlutasönnunarprófanir (neðst) ættu að ná yfir alla virkni heildarsönnunarprófunar (efst).

Mynd 3: Sameinuðu hlutaprófanirnar (neðst) ættu að ná yfir alla virkni heildarprófunar á virkni (efst).

Hlutaprófun prófar aðeins hlutfall af bilunarháttum tækis. Algengt dæmi er hlutaslagsprófun á loka, þar sem lokanum er hreyft lítið (10-20%) til að staðfesta að hann sé ekki fastur. Þetta hefur minni þekju sönnunarprófunar en sönnunarprófunin á fyrsta prófunartímabilinu.

Flækjustig sönnunarprófunaraðferða getur verið mismunandi eftir flækjustigi SIF og heimspeki fyrirtækisins varðandi prófunaraðferðir. Sum fyrirtæki skrifa ítarlegar skref-fyrir-skref prófunaraðferðir, en önnur hafa frekar stuttar aðferðir. Tilvísanir í aðrar aðferðir, svo sem staðlaða kvörðun, eru stundum notaðar til að minnka stærð sönnunarprófunaraðferðarinnar og til að tryggja samræmi í prófunum. Góð sönnunarprófunaraðferð ætti að veita nægar upplýsingar til að tryggja að allar prófanir séu rétt framkvæmdar og skjalfestar, en ekki svo miklar að tæknimenn vilji sleppa skrefum. Að láta tæknimanninn, sem ber ábyrgð á að framkvæma prófunarskrefið, setja upphafsstafi fyrir lokið prófunarskref getur hjálpað til við að tryggja að prófunin verði framkvæmd rétt. Undirritun umsjónarmanns tækja og fulltrúa rekstrar á lokið sönnunarprófi mun einnig undirstrika mikilvægi þess og tryggja rétt framkvæmd sönnunarprófunar.

Ábendingar tæknimanna ættu alltaf að vera veittar til að bæta aðferðina. Árangur sönnunarprófunar er að miklu leyti í höndum tæknimannanna, þannig að samstarf er mjög mælt með.

Flestar sönnunarprófanir eru venjulega gerðar utan nets meðan á stöðvun eða viðgerð stendur. Í sumum tilfellum gæti þurft að framkvæma sönnunarprófanir á netinu meðan á gangi stendur til að uppfylla SIL útreikninga eða aðrar kröfur. Prófanir á netinu krefjast skipulagningar og samhæfingar við rekstraraðila til að hægt sé að framkvæma sönnunarprófunina á öruggan hátt, án truflana á ferlinu og án þess að valda villuboðaútreikningum. Það þarf aðeins eina villuboðaútreikningu til að nota allar aðgerðir þínar. Við þessa tegund prófana, þegar SIF er ekki að fullu tiltækur til að sinna öryggisverkefni sínu, segir í 61511-1, grein 11.8.5, að „Viðbótarráðstafanir sem tryggja áframhaldandi örugga notkun skulu veittar í samræmi við 11.3 þegar SIS er í hjáleið (viðgerð eða prófun).“ Aðferð við stjórnun óeðlilegra aðstæðna ætti að fylgja aðferðinni við sönnunarprófun til að tryggja að þetta sé gert rétt.

SIF skiptist yfirleitt í þrjá meginhluta: skynjara, rökfræðilausnir og lokaþætti. Einnig eru yfirleitt aukabúnaður sem hægt er að tengja við hvern þessara þriggja hluta (t.d. IS-hindranir, útsláttarmagnarar, milliliðir, rafsegulrofa o.s.frv.) sem einnig þarf að prófa. Mikilvæga þætti við sönnunarprófun á hverri þessara tækni er að finna í hliðarstikunni „Prófun skynjara, rökfræðilausna og lokaþátta“ (hér að neðan).

Sumt er auðveldara að prófa en annað. Margar nútímalegar og nokkrar eldri flæði- og stigmælar eru í erfiðari flokki. Þar á meðal eru Coriolis-flæðimælar, hvirfilmælar, magmælar, loftmælar, ómskoðunarstigmælar og staðbundnir ferlisrofar, svo eitthvað sé nefnt. Sem betur fer eru margir þessara mælinga nú með bættri greiningartækni sem gerir kleift að bæta prófanir.

Við hönnun SIF verður að taka tillit til erfiðleika við að prófa slíkt tæki á staðnum. Það er auðvelt fyrir verkfræðinga að velja SIF tæki án þess að íhuga alvarlega hvað þyrfti til að prófa tækið, þar sem þeir verða ekki þeir sem prófa þau. Þetta á einnig við um hlutaslagsprófanir, sem er algeng leið til að bæta meðallíkur á bilun í SIF eftirspurn (PFDavg), en síðar meir vill rekstrardeild verksmiðjunnar ekki gera það, og oft gæti hún það ekki. Hafðu alltaf eftirlit með verkfræði SIF með tilliti til prófunar.

Prófunin ætti að fela í sér skoðun á uppsetningu SIF og viðgerðir eftir þörfum til að uppfylla ákvæði 16.3.2 í 61511-1. Lokaskoðun ætti að fara fram til að tryggja að allt sé í lagi og tvöfalda athugun á því að SIF hafi verið rétt settur aftur í notkun.

Að skrifa og innleiða góða prófunaraðferð er mikilvægt skref til að tryggja heilleika öryggissíma (SIF) allan líftíma hans. Prófunaraðferðin ætti að veita nægilegar upplýsingar til að tryggja að nauðsynlegar prófanir séu framkvæmdar og skjalfestar á samræmdan og öruggan hátt. Hættuleg bilun sem ekki er prófuð með sönnunarprófum ætti að bæta upp til að tryggja að öryggisheilleiki SIF sé viðhaldið nægilega vel allan líftíma hans.

Að skrifa góða sönnunarprófunaraðferð krefst rökréttrar nálgunar á verkfræðilegri greiningu á hugsanlegum hættulegum bilunum, vali á aðferðum og ritun sönnunarprófunarskrefa sem eru innan prófunargetu verksmiðjunnar. Á leiðinni skaltu fá samþykki verksmiðjunnar á öllum stigum fyrir prófuninni og þjálfa tæknimenn til að framkvæma og skjalfesta sönnunarprófunina, sem og að skilja mikilvægi prófunarinnar. Skrifaðu leiðbeiningar eins og þú værir mælitækatæknimaðurinn sem þarf að vinna verkið og að líf eru háð því að prófanirnar séu réttar, því það gera þau.

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 skiptist venjulega í þrjá meginhluta, skynjara, rökfræðilausnir og lokaþætti. Einnig eru venjulega aukabúnaður sem hægt er að tengja við hvern þessara þriggja hluta (t.d. IS-hindranir, útsláttarmagnarar, milliliðir, rafsegulrofa o.s.frv.) sem einnig þarf að prófa.

Skynjaraprófanir: Skynjaraprófunin verður að tryggja að skynjarinn geti skynjað ferilsbreytuna yfir allt svið sitt og sent rétt merki til SIS rökfræðileysisins til mats. Þótt þetta sé ekki tæmandi, eru nokkur atriði sem þarf að hafa í huga við gerð skynjarahluta sönnunarprófunarferlisins gefin upp í töflu 1.

Sönnunarprófun rökleysis: Þegar sönnunarprófun á fullri virkni er framkvæmd er þátttaka rökleysis í að framkvæma öryggisaðgerð SIF og tengdar aðgerðir (td viðvaranir, endurstilling, hjáleiðir, notendagreiningar, afritun, HMI o.s.frv.) prófuð. Hluta- eða smáprófanir á virkni verða að framkvæma allar þessar prófanir sem hluta af einstökum skörunarprófunum. Framleiðandi rökleysis ætti að hafa ráðlagða sönnunarprófunaraðferð í öryggishandbók tækisins. Ef ekki, og að lágmarki, ætti að slökkva á straumi rökleysis og endurræsa og athuga greiningarskrár rökleysis, stöðuljós, spennu aflgjafa, samskiptatengla og afritun. Þessar athuganir ættu að vera gerðar áður en sönnunarprófun á fullri virkni fer fram.

Ekki gera ráð fyrir að hugbúnaðurinn sé góður að eilífu og að ekki þurfi að prófa rökfræðina eftir fyrstu prófunina, því óskráðar, óheimilar og óprófaðar breytingar á hugbúnaði og vélbúnaði og hugbúnaðaruppfærslur geta smogið inn í kerfi með tímanum og verður að taka þær með í reikninginn í heildarprófunarheimspekinni. Yfirfara ætti stjórnun breytinga-, viðhalds- og endurskoðunarskráa til að tryggja að þær séu uppfærðar og rétt viðhaldnar, og ef það er mögulegt ætti að bera forritið saman við nýjasta afritið.

Einnig skal gæta þess að prófa allar hjálpar- og greiningaraðgerðir notandarökfræðileysisins (t.d. eftirlitsaðila, samskiptatengla, netöryggisbúnað o.s.frv.).

Lokaprófun á frumefnum: Flestir lokahlutar eru lokar, en snúningsmótorar, breytilegir drif og aðrir rafmagnsíhlutir eins og snertirofar og rofar eru einnig notaðir sem lokahlutar og bilunaraðferðir þeirra verða að vera greindar og prófuð.

Helstu bilunarhamir loka eru fastir, viðbragðstími of hægur eða of hraður og leki, sem allt hefur áhrif á rekstrarferli lokans við útfellingu. Þó að prófun lokans við rekstrarskilyrði sé æskilegast, væri rekstraraðili almennt á móti því að útfella SIF á meðan verksmiðjan er í gangi. Flestir SIS lokar eru venjulega prófaðir þegar verksmiðjan er niðri við núll mismunadrýsting, sem eru minnst krefjandi rekstrarskilyrði. Notandinn ætti að vera meðvitaður um versta hugsanlega mismunadrýsting í rekstri og áhrif loka og ferlis, sem ætti að taka með í reikninginn við hönnun og stærð loka og stýribúnaðar.

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).

Umhverfishitastig getur einnig haft áhrif á núningsálag loka, þannig að prófun loka í hlýju veðri er almennt minnst krefjandi núningsálag samanborið við notkun í köldu veðri. Þess vegna ætti að íhuga sönnunarprófanir á lokum við stöðugt hitastig til að fá samræmd gögn fyrir ályktunarprófanir til að ákvarða skerðingu á afköstum loka.

Lokar með snjallstöðutækjum eða stafrænum lokastýringum geta almennt búið til lokaundirskrift sem hægt er að nota til að fylgjast með versnun á afköstum loka. Hægt er að óska eftir grunnlínu lokaundirskrift sem hluta af innkaupapöntuninni þinni eða þú getur búið til eina við upphafsprófun til að þjóna sem grunnlínu. Lokundirskriftin ætti að vera gerð bæði fyrir opnun og lokun lokans. Einnig ætti að nota ítarlega lokagreiningu ef hún er tiltæk. Þetta getur hjálpað þér að segja til um hvort afköst lokans eru að versna með því að bera saman síðari lokaundirskriftir og greiningar við grunnlínuna. Þessi tegund prófunar getur hjálpað til við að bæta upp fyrir að lokan hafi ekki verið prófuð við versta mögulega rekstrarþrýsting.

Undirskrift loka við sönnunarprófun gæti einnig verið fær um að skrá svörunartíma með tímastimplum, sem útrýmir þörfinni fyrir skeiðklukku. Aukinn svörunartími er merki um hnignun loka og aukið núningsálag til að hreyfa loka. Þó að engar staðlar séu til staðar varðandi breytingar á svörunartíma loka, þá er neikvætt mynstur breytinga frá sönnunarprófi til sönnunarprófs vísbending um hugsanlegt tap á öryggismörkum og afköstum loka. Nútíma SIS-sönnunarprófanir á loka ættu að innihalda undirskrift loka sem góða verkfræðivenju.

Loftþrýstingur lokatækisins ætti að mæla við prófun. Þó að ventlafjaður í fjöðruloka loki loki lokans, þá er krafturinn eða togið sem um ræðir ákvarðað af því hversu mikið ventlafjaðurinn er þjappaður saman við þrýstinginn í ventlaframboðinu (samkvæmt lögmáli Hooke, F = kX). Ef þrýstingurinn í ventlinum er lágur, þá mun fjöðurinn ekki þjappast eins mikið saman, þannig að minni kraftur verður tiltækur til að hreyfa lokann þegar þörf krefur. Þótt þetta sé ekki tæmandi, eru nokkur atriði sem þarf að hafa í huga við gerð ventlahluta prófunarferlisins gefin upp í töflu 2.