Les proves de verificació són una part integral del manteniment de la integritat de seguretat dels nostres sistemes instrumentats de seguretat (SIS) i dels sistemes relacionats amb la seguretat (per exemple, alarmes crítiques, sistemes d'incendis i gas, sistemes d'enclavament instrumentats, etc.). Una prova de verificació és una prova periòdica per detectar fallades perilloses, provar la funcionalitat relacionada amb la seguretat (per exemple, reinici, bypassos, alarmes, diagnòstics, apagat manual, etc.) i garantir que el sistema compleixi els estàndards de l'empresa i externs. Els resultats de les proves de verificació també són una mesura de l'eficàcia del programa d'integritat mecànica del SIS i de la fiabilitat del sistema en el camp.
Els procediments de prova cobreixen els passos de prova, des de l'obtenció de permisos, la realització de notificacions i la posada fora de servei del sistema per a les proves, fins a garantir proves exhaustives, la documentació de la prova i els seus resultats, la reposició del sistema en servei i l'avaluació dels resultats de les proves actuals i dels resultats de les proves anteriors.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Clàusula 16, cobreix les proves de prova SIS. L'informe tècnic ISA TR84.00.03 – “Integritat mecànica dels sistemes instrumentats de seguretat (SIS)”, cobreix les proves de prova i actualment està en revisió, i s'espera una nova versió aviat. L'informe tècnic ISA TR96.05.02 – “Proves de prova in situ de vàlvules automatitzades” està actualment en desenvolupament.
L'informe CRR 428/2002 de HSE del Regne Unit – “Principis per a les proves de seguretat de sistemes instrumentats de seguretat a la indústria química” proporciona informació sobre les proves de seguretat i què fan les empreses al Regne Unit.
Un procediment de prova de prova es basa en una anàlisi dels modes de fallada perillosos coneguts per a cadascun dels components de la ruta de desplaçament de la funció instrumentada de seguretat (SIF), la funcionalitat del SIF com a sistema i com (i si) provar el mode de fallada perillós. El desenvolupament del procediment ha de començar en la fase de disseny del SIF amb el disseny del sistema, la selecció dels components i la determinació de quan i com provar-ho. Els instruments SIS tenen diversos graus de dificultat de prova de prova que s'han de tenir en compte en el disseny, el funcionament i el manteniment del SIF. Per exemple, els mesuradors d'orifici i els transmissors de pressió són més fàcils de provar que els mesuradors de cabal màssic de Coriolis, els mesuradors de magnèsia o els sensors de nivell de radar a través de l'aire. L'aplicació i el disseny de la vàlvula també poden afectar la exhaustivitat de la prova de prova de la vàlvula per garantir que les fallades perilloses i incipients a causa de la degradació, l'obstrucció o les fallades dependents del temps no condueixin a una fallada crítica dins de l'interval de prova seleccionat.
Tot i que els procediments de prova de funcionament es desenvolupen normalment durant la fase d'enginyeria SIF, també han de ser revisats per l'Autoritat Tècnica SIS del lloc, Operacions i els tècnics d'instruments que realitzaran les proves. També s'ha de fer una anàlisi de seguretat laboral (JSA). És important obtenir l'acord de la planta sobre quines proves es faran i quan, i la seva viabilitat física i de seguretat. Per exemple, no serveix de res especificar proves de carrera parcial quan el grup d'Operacions no hi està d'acord. També es recomana que els procediments de prova de funcionament siguin revisats per un expert independent en la matèria (SME). Les proves típiques necessàries per a una prova de funcionament complet s'il·lustren a la Figura 1.
Requisits de les proves de prova de funció completa Figura 1: Una especificació de prova de funció completa per a una funció instrumentada de seguretat (SIF) i el seu sistema instrumentat de seguretat (SIS) ha d'especificar o fer referència als passos en seqüència, des de les preparacions de les proves i els procediments de prova fins a les notificacions i la documentació.
Figura 1: Una especificació completa de prova de funcionament per a una funció instrumentada de seguretat (SIF) i el seu sistema instrumentat de seguretat (SIS) ha d'especificar o fer referència als passos en seqüència, des de les preparacions de les proves i els procediments de prova fins a les notificacions i la documentació.
Les proves de verificació són una acció de manteniment planificada que ha de ser realitzada per personal competent format en proves SIS, el procediment de verificació i els bucles SIS que provaran. Hi hauria d'haver una revisió del procediment abans de realitzar la prova de verificació inicial i, posteriorment, comentaris a l'autoritat tècnica SIS del lloc per a millores o correccions.
Hi ha dos modes de fallada principals (segur o perillós), que es subdivideixen en quatre modes: perillós no detectat, perillós detectat (mitjançant diagnòstics), segur no detectat i segur detectat. Els termes fallada perillosa i perillosa no detectada s'utilitzen indistintament en aquest article.
En les proves de prova SIF, ens interessen principalment els modes de fallada perillosos no detectats, però si hi ha diagnòstics d'usuari que detecten fallades perilloses, aquests diagnòstics s'han de provar. Cal tenir en compte que, a diferència dels diagnòstics d'usuari, els diagnòstics interns del dispositiu normalment no poden ser validats com a funcionals per l'usuari, i això pot influir en la filosofia de la prova de prova. Quan es té en compte el diagnòstic en els càlculs SIL, les alarmes de diagnòstic (per exemple, les alarmes fora de rang) s'han de provar com a part de la prova de prova.
Els modes de fallada es poden dividir encara més en els que es proven durant una prova de verificació, els que no es proven i les fallades incipients o fallades dependents del temps. Alguns modes de fallada perillosos poden no ser provats directament per diverses raons (per exemple, dificultat, decisió d'enginyeria o operativa, ignorància, incompetència, omissió o errors sistemàtics de comissió, baixa probabilitat d'ocurrència, etc.). Si hi ha modes de fallada coneguts que no es provaran, s'ha de fer una compensació en el disseny del dispositiu, el procediment de prova, la substitució o reconstrucció periòdica del dispositiu i/o s'han de fer proves inferencials per minimitzar l'efecte sobre la integritat del SIF de no provar-lo.
Una fallada incipient és un estat o condició degradant tal que es pot esperar raonablement que es produeixi una fallada crítica i perillosa si no es prenen mesures correctives a temps. Normalment es detecten mitjançant la comparació del rendiment amb proves de prova de referència recents o inicials (per exemple, signatures de vàlvules o temps de resposta de vàlvules) o mitjançant inspecció (per exemple, un port de procés obstruït). Les fallades incipients solen dependre del temps: com més temps estigui en servei el dispositiu o conjunt, més es degrada; les condicions que faciliten una fallada aleatòria són més probables, l'obstrucció del port de procés o l'acumulació de sensors amb el temps, la vida útil s'ha esgotat, etc. Per tant, com més llarg sigui l'interval de prova de prova, més probable serà una fallada incipient o dependent del temps. Qualsevol protecció contra fallades incipients també s'ha de provar (purga del port, traçat tèrmic, etc.).
Cal escriure procediments per fer proves de fallades perilloses (no detectades). Les tècniques d'anàlisi de modes de fallada i efectes (FMEA) o d'anàlisi de modes de fallada, efectes i diagnòstic (FMEDA) poden ajudar a identificar fallades perilloses no detectades i on cal millorar la cobertura de les proves de prova.
Molts procediments de prova estan escrits i basats en l'experiència i plantilles de procediments existents. Els nous procediments i els SIF més complicats requereixen un enfocament més dissenyat que utilitzi FMEA/FMEDA per analitzar fallades perilloses, determinar com el procediment de prova provarà o no aquestes fallades i la cobertura de les proves. A la Figura 2 es mostra un diagrama de blocs d'anàlisi de mode de fallada a nivell macro per a un sensor. Normalment, l'FMEA només s'ha de fer una vegada per a un tipus de dispositiu concret i reutilitzar-se per a dispositius similars tenint en compte les seves capacitats de servei de procés, instal·lació i proves in situ.
Anàlisi de fallades a nivell macro Figura 2: Aquest diagrama de blocs d'anàlisi de mode de fallada a nivell macro per a un sensor i un transmissor de pressió (PT) mostra les funcions principals que normalment es desglossaran en múltiples anàlisis de micro fallades per definir completament les possibles fallades que s'han d'abordar a les proves de funció.
Figura 2: Aquest diagrama de blocs d'anàlisi de modes de fallada a nivell macro per a un sensor i un transmissor de pressió (PT) mostra les funcions principals que normalment es desglossaran en múltiples anàlisis de microfallades per definir completament les possibles fallades que s'han d'abordar a les proves de funció.
El percentatge de fallades conegudes, perilloses i no detectades que es sotmeten a proves de prova s'anomena cobertura de proves de prova (PTC). La PTC s'utilitza habitualment en els càlculs SIL per "compensar" la fallada en provar més completament la SIF. La gent té la creença errònia que, com que han considerat la manca de cobertura de proves en el seu càlcul SIL, han dissenyat una SIF fiable. El fet simple és que, si la cobertura de proves és del 75%, i si teniu en compte aquest nombre en el vostre càlcul SIL i proveu coses que ja esteu provant més sovint, estadísticament encara es poden produir el 25% de les fallades perilloses. Segur que no vull estar en aquest 25%.
Els informes d'aprovació de la FMEDA i els manuals de seguretat per a dispositius solen proporcionar un procediment mínim de prova de verificació i una cobertura de les proves de verificació. Aquests només proporcionen orientació, no tots els passos de prova necessaris per a un procediment complet de prova de verificació. Altres tipus d'anàlisi de fallades, com ara l'anàlisi d'arbre de fallades i el manteniment centrat en la fiabilitat, també s'utilitzen per analitzar fallades perilloses.
Les proves de prova es poden dividir en proves funcionals completes (de principi a fi) o proves funcionals parcials (Figura 3). Les proves funcionals parcials es fan habitualment quan els components del SIF tenen intervals de prova diferents en els càlculs del SIL que no coincideixen amb les aturades o els canvis de funcionament previstos. És important que els procediments de les proves de prova funcionals parcials se superposin de manera que junts provin tota la funcionalitat de seguretat del SIF. Amb les proves funcionals parcials, encara es recomana que el SIF tingui una prova de prova inicial de principi a fi i altres de posteriors durant els canvis de funcionament.
Les proves parcials haurien de sumar la Figura 3: Les proves parcials combinades (a baix) haurien de cobrir totes les funcionalitats d'una prova funcional completa (a dalt).
Figura 3: Les proves parcials combinades (a baix) haurien de cobrir totes les funcionalitats d'una prova funcional completa (a dalt).
Una prova de prova parcial només comprova un percentatge dels modes de fallada d'un dispositiu. Un exemple comú són les proves de vàlvules de cursa parcial, on la vàlvula es mou una petita quantitat (10-20%) per verificar que no està enganxada. Això té una cobertura de prova de prova inferior a la prova de prova a l'interval de prova principal.
Els procediments de prova poden variar en complexitat segons la complexitat del SIF i la filosofia de procediment de prova de l'empresa. Algunes empreses escriuen procediments de prova detallats pas a pas, mentre que d'altres tenen procediments força breus. De vegades s'utilitzen referències a altres procediments, com ara un calibratge estàndard, per reduir la mida del procediment de prova i per ajudar a garantir la coherència en les proves. Un bon procediment de prova ha de proporcionar prou detalls per garantir que totes les proves es realitzin i es documentin correctament, però no tants detalls com per fer que els tècnics vulguin saltar-se passos. Fer que el tècnic, que és responsable de realitzar el pas de prova, inicialitzi el pas de prova completat pot ajudar a garantir que la prova es farà correctament. L'aprovació de la prova de prova completada per part del supervisor d'instruments i els representants d'operacions també emfatitzarà la importància i assegurarà una prova de prova completada correctament.
Sempre s'hauria de demanar la retroalimentació dels tècnics per ajudar a millorar el procediment. L'èxit d'un procediment de prova depèn en gran part de les mans dels tècnics, per la qual cosa es recomana molt un esforç de col·laboració.
La majoria de les proves de prova es fan normalment fora de línia durant una aturada o una interrupció. En alguns casos, pot ser necessari fer les proves de prova en línia mentre s'executa per satisfer els càlculs SIL o altres requisits. Les proves en línia requereixen planificació i coordinació amb Operacions per permetre que la prova es faci de manera segura, sense una interrupció del procés i sense causar un desplaçament espuri. Només cal un desplaçament espuri per utilitzar tots els vostres attaboys. Durant aquest tipus de prova, quan el SIF no està completament disponible per dur a terme la seva tasca de seguretat, 61511-1, Clàusula 11.8.5, estableix que "Es proporcionaran mesures compensatòries que garanteixin un funcionament segur continu d'acord amb 11.3 quan el SIS estigui en bypass (reparació o prova)". Un procediment de gestió de situacions anormals ha d'anar amb el procediment de prova de prova per ajudar a garantir que això es faci correctament.
Un SIF es divideix normalment en tres parts principals: sensors, solucionadors lògics i elements finals. També hi ha normalment dispositius auxiliars que es poden associar dins de cadascuna d'aquestes tres parts (per exemple, barreres IS, amplificadors de disparador, relés interposats, solenoides, etc.) que també s'han de provar. Els aspectes crítics de les proves de cadascuna d'aquestes tecnologies es poden trobar a la barra lateral "Proves de sensors, solucionadors lògics i elements finals" (a continuació).
Algunes coses són més fàcils de provar que d'altres. Moltes tecnologies modernes i algunes antigues de cabal i nivell es troben a la categoria més difícil. Aquestes inclouen cabalímetres de Coriolis, mesuradors de vòrtex, mesuradors de magnèsia, radar a l'aire, nivell per ultrasons i interruptors de procés in situ, per anomenar-ne alguns. Afortunadament, molts d'aquests ara tenen diagnòstics millorats que permeten proves millorades.
La dificultat de provar un dispositiu d'aquest tipus sobre el terreny s'ha de tenir en compte en el disseny del SIF. És fàcil per a l'enginyeria seleccionar dispositius SIF sense tenir en compte seriosament què caldria per provar el dispositiu, ja que no seran les persones que els provin. Això també és cert en les proves de carrera parcial, que és una manera habitual de millorar la probabilitat mitjana de fallada sota demanda (PFDavg) d'un SIF, però més endavant el departament d'Operacions de la planta no ho vol fer, i moltes vegades pot ser que no ho vulgui. Sempre superviseu la planta de l'enginyeria dels SIF pel que fa a les proves de prova.
La prova de seguretat ha d'incloure una inspecció de la instal·lació i reparació del SIF segons calgui per complir amb la clàusula 16.3.2 de la norma 61511-1. Hi ha d'haver una inspecció final per assegurar-se que tot està ben encaixat i una doble comprovació que el SIF s'ha tornat a posar correctament en servei.
Escriure i implementar un bon procediment de prova és un pas important per garantir la integritat del SIF durant la seva vida útil. El procediment de prova ha de proporcionar detalls suficients per garantir que les proves requerides es realitzin i es documentin de manera coherent i segura. Les fallades perilloses que no es provin mitjançant proves de prova s'han de compensar per garantir que la integritat de seguretat del SIF es mantingui adequadament durant la seva vida útil.
Escriure un bon procediment de prova de qualitat requereix un enfocament lògic per a l'anàlisi d'enginyeria dels possibles errors perillosos, la selecció dels mitjans i l'escriptura dels passos de la prova de qualitat que estiguin dins de les capacitats de prova de la planta. Al llarg del camí, aconsegueix l'acceptació de la planta a tots els nivells per a les proves i forma els tècnics per realitzar i documentar la prova de qualitat, així com per comprendre la importància de la prova. Escriu instruccions com si fossis el tècnic d'instruments que haurà de fer la feina, i que les vides depenen de fer les proves correctament, perquè ho fan.
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
Un SIF es divideix normalment en tres parts principals: sensors, solucionadors lògics i elements finals. També hi ha normalment dispositius auxiliars que es poden associar dins de cadascuna d'aquestes tres parts (per exemple, barreres IS, amplificadors de detecció, relés interposats, solenoides, etc.) que també s'han de provar.
Proves de prova del sensor: La prova de prova del sensor ha de garantir que el sensor pugui detectar la variable de procés en tot el seu rang i transmetre el senyal adequat al solucionador lògic SIS per a la seva avaluació. Tot i que no són exhaustius, alguns dels aspectes a tenir en compte en crear la part del sensor del procediment de prova de prova es mostren a la Taula 1.
Prova de prova del solucionador lògic: Quan es realitzen proves de prova de funció completa, es prova la participació del solucionador lògic en la realització de l'acció de seguretat del SIF i les accions relacionades (per exemple, alarmes, reinici, bypasses, diagnòstics d'usuari, redundàncies, HMI, etc.). Les proves de prova de funció parcials o fragmentades han de realitzar totes aquestes proves com a part de les proves de prova individuals superposades. El fabricant del solucionador lògic hauria de tenir un procediment de prova de prova recomanat al manual de seguretat del dispositiu. Si no és així i com a mínim, s'ha de tornar a apagar el solucionador lògic i s'han de comprovar els registres de diagnòstic del solucionador lògic, els llums d'estat, els voltatges d'alimentació, els enllaços de comunicació i la redundància. Aquestes comprovacions s'han de fer abans de la prova de prova de funció completa.
No doneu per fet que el programari és vàlid per sempre i que no cal provar la lògica després de la prova inicial, ja que els canvis i les actualitzacions de programari i maquinari no documentats, no autoritzats i no provats poden infiltrar-se en els sistemes amb el temps i s'han de tenir en compte en la vostra filosofia general de prova. Cal revisar la gestió dels registres de canvis, manteniment i revisions per garantir que estiguin actualitzats i ben mantinguts, i si és possible, cal comparar el programa d'aplicació amb la darrera còpia de seguretat.
També s'ha de tenir cura de provar totes les funcions auxiliars i de diagnòstic del solucionador de lògica d'usuari (per exemple, vigilància, enllaços de comunicació, dispositius de ciberseguretat, etc.).
Prova de prova de l'element final: la majoria dels elements finals són vàlvules, però els arrencadors de motors d'equips rotatius, els accionaments de velocitat variable i altres components elèctrics com ara contactors i interruptors automàtics també s'utilitzen com a elements finals i els seus modes de fallada s'han d'analitzar i provar.
Els principals modes de fallada de les vàlvules són quedar-se encallades, un temps de resposta massa lent o massa ràpid i fuites, tots els quals es veuen afectats per la interfície del procés operatiu de la vàlvula en el moment del desplegament. Tot i que provar la vàlvula en condicions de funcionament és el cas més desitjable, el departament d'Operacions generalment s'oposaria a desplegar el SIF mentre la planta està en funcionament. La majoria de les vàlvules SIS es proven normalment mentre la planta està apagada a pressió diferencial zero, que és la condició de funcionament menys exigent. L'usuari ha de ser conscient de la pitjor pressió diferencial operativa i dels efectes de degradació de la vàlvula i del procés, que s'han de tenir en compte en el disseny i el dimensionament de la vàlvula i l'actuador.
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).
Les temperatures ambient també poden afectar les càrregues de fricció de les vàlvules, de manera que les proves de vàlvules en temps càlid generalment seran la càrrega de fricció menys exigent en comparació amb el funcionament en temps fred. Com a resultat, s'hauria de considerar la prova de vàlvules a una temperatura constant per proporcionar dades consistents per a proves inferencials per a la determinació de la degradació del rendiment de la vàlvula.
Les vàlvules amb posicionadors intel·ligents o un controlador de vàlvula digital generalment tenen la capacitat de crear una signatura de vàlvula que es pot utilitzar per controlar la degradació del rendiment de la vàlvula. Es pot sol·licitar una signatura de vàlvula de referència com a part de la comanda de compra o es pot crear una durant la prova de prova inicial que serveixi com a referència. La signatura de la vàlvula s'ha de fer tant per a l'obertura com per al tancament de la vàlvula. També s'ha d'utilitzar un diagnòstic avançat de vàlvules si està disponible. Això us pot ajudar a saber si el rendiment de la vàlvula s'està deteriorant comparant les signatures i els diagnòstics posteriors de les proves de prova amb la vostra línia de base. Aquest tipus de prova pot ajudar a compensar per no provar la vàlvula a les pitjors pressions de funcionament.
La signatura de la vàlvula durant una prova de prova també pot registrar el temps de resposta amb marques de temps, eliminant la necessitat d'un cronòmetre. Un temps de resposta més elevat és un signe de deteriorament de la vàlvula i d'augment de la càrrega de fricció per moure la vàlvula. Tot i que no hi ha estàndards pel que fa als canvis en el temps de resposta de la vàlvula, un patró negatiu de canvis entre proves de prova i proves és indicatiu de la pèrdua potencial del marge de seguretat i el rendiment de la vàlvula. Les proves de prova de vàlvules SIS modernes haurien d'incloure una signatura de la vàlvula com a qüestió de bones pràctiques d'enginyeria.
La pressió de subministrament d'aire de l'instrument de la vàlvula s'ha de mesurar durant una prova de prova. Mentre que la molla de la vàlvula per a una vàlvula de retorn de molla és el que tanca la vàlvula, la força o el parell implicat ve determinat per quant es comprimeix la molla de la vàlvula per la pressió de subministrament de la vàlvula (segons la llei de Hooke, F = kX). Si la pressió de subministrament és baixa, la molla no es comprimirà tant, per tant, hi haurà menys força disponible per moure la vàlvula quan calgui. Tot i que no són inclusius, alguns dels aspectes a tenir en compte en crear la part de la vàlvula del procediment de prova de prova es mostren a la Taula 2.
Data de publicació: 13 de novembre de 2019