Güvenlik testlerinin yapılması, güvenlik enstrümanlı sistemlerimizin (SIS) ve güvenlikle ilgili sistemlerin (örneğin kritik alarmlar, yangın ve gaz sistemleri, enstrümanlı kilitleme sistemleri vb.) güvenlik bütünlüğünün korunmasının ayrılmaz bir parçasıdır. Güvenlik testi, tehlikeli arızaları tespit etmek, güvenlikle ilgili işlevselliği (örneğin sıfırlama, baypaslar, alarmlar, teşhis, manuel kapatma vb.) test etmek ve sistemin şirket ve dış standartlara uygunluğunu sağlamak için periyodik olarak yapılan bir testtir. Güvenlik testlerinin sonuçları aynı zamanda SIS mekanik bütünlük programının etkinliğinin ve sistemin saha güvenilirliğinin bir ölçüsüdür.
Test prosedürleri, izinlerin alınmasından, bildirimlerin yapılmasına ve sistemin test için hizmet dışı bırakılmasına kadar olan test adımlarını kapsar; ayrıca kapsamlı testlerin yapılmasını, testin ve sonuçlarının belgelenmesini, sistemin tekrar hizmete alınmasını ve mevcut test sonuçlarının ve önceki test sonuçlarının değerlendirilmesini de içerir.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Madde 16, SIS doğrulama testini kapsamaktadır. ISA teknik raporu TR84.00.03 – “Güvenlik Enstrümanlı Sistemlerin (SIS) Mekanik Bütünlüğü”, doğrulama testini kapsamaktadır ve şu anda revizyon aşamasındadır; yeni bir sürümünün yakında yayınlanması beklenmektedir. ISA teknik raporu TR96.05.02 – “Otomatik Vanaların Yerinde Doğrulama Testi” şu anda geliştirme aşamasındadır.
Birleşik Krallık İş Sağlığı ve Güvenliği Kurumu'nun (HSE) CRR 428/2002 sayılı raporu – “Kimya endüstrisindeki güvenlik ölçüm cihazlarının test edilmesi prensipleri” – test etme yöntemleri ve Birleşik Krallık'taki şirketlerin bu konuda neler yaptığı hakkında bilgi vermektedir.
Bir doğrulama testi prosedürü, emniyetli enstrümanlı fonksiyon (SIF) tetikleme yolundaki her bir bileşen için bilinen tehlikeli arıza modlarının, SIF'in bir sistem olarak işlevselliğinin ve tehlikeli arıza modunun nasıl (ve gerekirse) test edileceğinin analizine dayanır. Prosedür geliştirme, sistem tasarımı, bileşen seçimi ve doğrulama testinin ne zaman ve nasıl yapılacağının belirlenmesiyle SIF tasarım aşamasında başlamalıdır. SIS enstrümanlarının, SIF tasarımında, işletiminde ve bakımında dikkate alınması gereken farklı doğrulama testi zorluk dereceleri vardır. Örneğin, orifis metreler ve basınç transmitterleri, Coriolis kütle akış metreleri, manyetik metreler veya havadan radar seviye sensörlerinden daha kolay test edilir. Uygulama ve vana tasarımı da, bozulma, tıkanma veya zamana bağlı arızalar nedeniyle oluşan tehlikeli ve başlangıç aşamasındaki arızaların seçilen test aralığında kritik bir arızaya yol açmamasını sağlamak için vana doğrulama testinin kapsamlılığını etkileyebilir.
Genellikle SIF mühendislik aşamasında doğrulama test prosedürleri geliştirilirken, bunlar aynı zamanda tesis SIS Teknik Otoritesi, Operasyonlar ve testleri yapacak olan cihaz teknisyenleri tarafından da gözden geçirilmelidir. Ayrıca bir iş güvenliği analizi (JSA) de yapılmalıdır. Hangi testlerin ne zaman yapılacağı ve bunların fiziksel ve güvenlik açısından uygulanabilirliği konusunda tesisin onayını almak önemlidir. Örneğin, Operasyon grubu bunu yapmayı kabul etmiyorsa kısmi strok testi belirtmenin hiçbir faydası yoktur. Doğrulama test prosedürlerinin bağımsız bir konu uzmanı (SME) tarafından gözden geçirilmesi de önerilir. Tam fonksiyon doğrulama testi için gereken tipik testler Şekil 1'de gösterilmiştir.
Tam işlevsellik doğrulama testi gereksinimleri Şekil 1: Bir güvenlik enstrümanlı fonksiyonu (SIF) ve güvenlik enstrümanlı sistemi (SIS) için tam işlevsellik doğrulama testi spesifikasyonu, test hazırlıklarından ve test prosedürlerinden bildirimlere ve dokümantasyona kadar adımları sırasıyla belirtmeli veya bunlara atıfta bulunmalıdır.
Şekil 1: Bir güvenlik enstrümanlı fonksiyonu (SIF) ve güvenlik enstrümanlı sistemi (SIS) için tam bir fonksiyon doğrulama test spesifikasyonu, test hazırlıklarından ve test prosedürlerinden bildirimlere ve dokümantasyona kadar adımları sırasıyla belirtmeli veya bunlara atıfta bulunmalıdır.
Doğrulama testi, SIS testleri, doğrulama prosedürü ve test edilecek SIS devreleri konusunda eğitimli yetkin personel tarafından gerçekleştirilmesi gereken planlı bir bakım işlemidir. İlk doğrulama testini gerçekleştirmeden önce prosedürün adım adım incelenmesi ve iyileştirmeler veya düzeltmeler için sonrasında saha SIS Teknik Otoritesine geri bildirim verilmesi gerekmektedir.
İki temel arıza modu vardır (güvenli veya tehlikeli), bunlar da dört alt moda ayrılır: tehlikeli tespit edilememiş, tehlikeli tespit edilmiş (tanılama yoluyla), güvenli tespit edilememiş ve güvenli tespit edilmiş. Bu makalede tehlikeli ve tehlikeli tespit edilememiş arıza terimleri birbirinin yerine kullanılmaktadır.
SIF doğrulama testinde öncelikle tehlikeli, tespit edilememiş arıza modlarıyla ilgileniyoruz, ancak tehlikeli arızaları tespit eden kullanıcı teşhisleri varsa, bu teşhisler de doğrulama testine tabi tutulmalıdır. Kullanıcı teşhislerinin aksine, cihazın dahili teşhislerinin genellikle kullanıcı tarafından işlevsel olarak doğrulanamayacağını ve bunun doğrulama testi felsefesini etkileyebileceğini unutmayın. Teşhisler SIL hesaplamalarında dikkate alındığında, teşhis alarmları (örneğin aralık dışı alarmlar) doğrulama testinin bir parçası olarak test edilmelidir.
Arıza modları, doğrulama testi sırasında test edilenler, test edilmeyenler ve başlangıç aşamasındaki arızalar veya zamana bağlı arızalar olarak daha da alt gruplara ayrılabilir. Bazı tehlikeli arıza modları çeşitli nedenlerle (örneğin zorluk, mühendislik veya operasyonel karar, bilgisizlik, yetersizlik, ihmal veya kasıtlı sistematik hatalar, düşük oluşma olasılığı vb.) doğrudan test edilmeyebilir. Test edilmeyecek bilinen arıza modları varsa, test edilmemenin SIF bütünlüğü üzerindeki etkisini en aza indirmek için cihaz tasarımında, test prosedüründe, periyodik cihaz değişiminde veya yeniden yapımında ve/veya çıkarımsal testlerde telafi yapılmalıdır.
Başlangıç aşamasındaki arıza, düzeltici önlemler zamanında alınmadığı takdirde kritik ve tehlikeli bir arızanın meydana gelmesinin makul bir şekilde beklenebileceği, bozulmakta olan bir durum veya koşuldur. Bunlar genellikle yakın zamandaki veya ilk kıyaslama testleriyle (örneğin valf sinyalleri veya valf tepki süreleri) performans karşılaştırması veya inceleme (örneğin tıkalı bir proses portu) yoluyla tespit edilir. Başlangıç aşamasındaki arızalar genellikle zamana bağlıdır; cihaz veya tertibat ne kadar uzun süre hizmette kalırsa, o kadar bozulur; rastgele bir arızayı kolaylaştıran koşullar daha olası hale gelir, proses portunun tıkanması veya sensörde zamanla birikme olur, kullanım ömrü sona erer vb. Bu nedenle, test aralığı ne kadar uzun olursa, başlangıç aşamasındaki veya zamana bağlı bir arıza olasılığı o kadar artar. Başlangıç aşamasındaki arızalara karşı herhangi bir koruma da test edilmelidir (port temizleme, ısı izleme vb.).
Tehlikeli (tespit edilemeyen) arızaları doğrulamak için prosedürler yazılmalıdır. Arıza modu ve etki analizi (FMEA) veya arıza modu, etki ve tanı analizi (FMEDA) teknikleri, tehlikeli tespit edilemeyen arızaları ve doğrulama testi kapsamının iyileştirilmesi gereken yerleri belirlemeye yardımcı olabilir.
Birçok doğrulama test prosedürü, deneyime ve mevcut prosedürlerden elde edilen şablonlara dayanarak yazılır. Yeni prosedürler ve daha karmaşık SIF'ler, tehlikeli arızaları analiz etmek, test prosedürünün bu arızaları nasıl test edeceğini veya etmeyeceğini ve testlerin kapsamını belirlemek için FMEA/FMEDA kullanan daha mühendislik odaklı bir yaklaşım gerektirir. Bir sensör için makro düzeyde bir arıza modu analizi blok diyagramı Şekil 2'de gösterilmiştir. FMEA, genellikle belirli bir cihaz türü için yalnızca bir kez yapılmalı ve proses hizmeti, kurulum ve saha test yetenekleri dikkate alınarak benzer cihazlar için yeniden kullanılmalıdır.
Makro düzey arıza analizi Şekil 2: Bir sensör ve basınç transmitteri (PT) için bu makro düzey arıza modu analizi blok diyagramı, fonksiyon testlerinde ele alınacak potansiyel arızaları tam olarak tanımlamak için tipik olarak birden fazla mikro arıza analizine ayrılacak olan ana fonksiyonları göstermektedir.
Şekil 2: Bir sensör ve basınç transmitteri (PT) için bu makro düzey arıza modu analizi blok diyagramı, fonksiyon testlerinde ele alınacak potansiyel arızaları tam olarak tanımlamak için tipik olarak birden fazla mikro arıza analizine ayrılacak olan ana fonksiyonları göstermektedir.
Bilinen, tehlikeli ve tespit edilememiş arızaların test edilme yüzdesine test kapsamı (PTC) denir. PTC, SIL hesaplamalarında genellikle SIF'in daha kapsamlı bir şekilde test edilmemesini "telafi etmek" için kullanılır. İnsanlar, SIL hesaplamalarında test kapsamının eksikliğini dikkate aldıkları için güvenilir bir SIF tasarladıkları yanılgısına kapılıyorlar. Basit gerçek şu ki, test kapsamınız %75 ise ve bu sayıyı SIL hesaplamanıza dahil edip zaten test ettiğiniz şeyleri daha sık test ederseniz, tehlikeli arızaların %25'i istatistiksel olarak yine de meydana gelebilir. Ben kesinlikle o %25'lik dilimde olmak istemem.
FMEDA onay raporları ve cihazlara ilişkin güvenlik kılavuzları genellikle minimum bir doğrulama testi prosedürü ve doğrulama testi kapsamı sağlar. Bunlar yalnızca yol gösterici niteliktedir, kapsamlı bir doğrulama testi prosedürü için gerekli tüm test adımlarını içermez. Arıza ağacı analizi ve güvenilirlik odaklı bakım gibi diğer arıza analizi türleri de tehlikeli arızaları analiz etmek için kullanılır.
Doğrulama testleri, tam fonksiyonel (uçtan uca) veya kısmi fonksiyonel test olarak ikiye ayrılabilir (Şekil 3). Kısmi fonksiyonel test, genellikle SIF bileşenlerinin SIL hesaplamalarında planlanan durdurmalar veya bakım çalışmalarıyla örtüşmeyen farklı test aralıklarına sahip olması durumunda yapılır. Kısmi fonksiyonel doğrulama test prosedürlerinin, SIF'in tüm güvenlik fonksiyonlarını birlikte test edecek şekilde örtüşmesi önemlidir. Kısmi fonksiyonel testlerde bile, SIF'in başlangıçta uçtan uca bir doğrulama testine ve bakım çalışmaları sırasında daha sonraki testlere tabi tutulması önerilir.
Kısmi ispat testleri toplanmalıdır Şekil 3: Birleştirilmiş kısmi ispat testleri (altta), tam işlevsel ispat testinin (üstte) tüm işlevlerini kapsamalıdır.
Şekil 3: Birleştirilmiş kısmi ispat testleri (altta), tam işlevsel ispat testinin (üstte) tüm işlevlerini kapsamalıdır.
Kısmi doğrulama testi, bir cihazın arıza modlarının yalnızca bir yüzdesini test eder. Yaygın bir örnek, valfin sıkışmadığını doğrulamak için valfin az miktarda (%10-20) hareket ettirildiği kısmi strok valf testidir. Bu, birincil test aralığındaki doğrulama testine göre daha düşük bir doğrulama test kapsamına sahiptir.
Doğrulama test prosedürleri, SIF'in karmaşıklığına ve şirketin test prosedürü felsefesine bağlı olarak karmaşıklık açısından farklılık gösterebilir. Bazı şirketler ayrıntılı adım adım test prosedürleri yazarken, diğerleri oldukça kısa prosedürlere sahiptir. Standart kalibrasyon gibi diğer prosedürlere yapılan atıflar, doğrulama test prosedürünün boyutunu küçültmek ve testlerde tutarlılığı sağlamaya yardımcı olmak için bazen kullanılır. İyi bir doğrulama test prosedürü, tüm testlerin doğru bir şekilde gerçekleştirildiğinden ve belgelendiğinden emin olmak için yeterli ayrıntı sağlamalı, ancak teknisyenlerin adımları atlamak istemesine neden olacak kadar fazla ayrıntı içermemelidir. Test adımını gerçekleştirmekten sorumlu teknisyenin tamamlanan test adımını imzalaması, testin doğru bir şekilde yapılmasını sağlamaya yardımcı olabilir. Tamamlanan doğrulama testinin Cihaz Sorumlusu ve Operasyon temsilcileri tarafından onaylanması da önemini vurgulayacak ve doğru bir şekilde tamamlanmış bir doğrulama testi sağlayacaktır.
Prosedürü iyileştirmek için teknisyenlerin geri bildirimleri her zaman alınmalıdır. Bir doğrulama testi prosedürünün başarısı büyük ölçüde teknisyenlerin elindedir, bu nedenle işbirliği son derece önerilir.
Çoğu doğrulama testi genellikle bir durdurma veya bakım çalışması sırasında çevrimdışı olarak yapılır. Bazı durumlarda, SIL hesaplamalarını veya diğer gereksinimleri karşılamak için doğrulama testinin çalışır durumdayken çevrimiçi olarak yapılması gerekebilir. Çevrimiçi test, doğrulama testinin güvenli bir şekilde, proses aksamasına neden olmadan ve gereksiz bir arızaya yol açmadan yapılabilmesi için Operasyonlarla planlama ve koordinasyon gerektirir. Tüm övgülerinizi tüketmek için yalnızca bir gereksiz arıza yeterlidir. Bu tür bir test sırasında, SIF güvenlik görevini tam olarak yerine getiremediğinde, 61511-1, Madde 11.8.5, “SIS bypass halindeyken (onarım veya test) 11.3'e uygun olarak sürekli güvenli çalışmayı sağlayan telafi edici önlemler sağlanmalıdır” der. Bunun doğru şekilde yapılmasını sağlamak için doğrulama testi prosedürüyle birlikte anormal durum yönetimi prosedürü de uygulanmalıdır.
Bir SIF (Sistem Fonksiyonu) tipik olarak üç ana bölüme ayrılır: sensörler, mantık çözücüler ve son elemanlar. Ayrıca, bu üç bölümün her birine dahil edilebilen (örneğin IS bariyerleri, tetikleme amplifikatörleri, ara röleler, solenoidler vb.) ve test edilmesi gereken yardımcı cihazlar da bulunur. Bu teknolojilerin her birinin doğrulama testinin kritik yönleri, "Sensörlerin, mantık çözücülerin ve son elemanların test edilmesi" (aşağıda) başlıklı yan kutuda bulunabilir.
Bazı şeylerin doğruluğunu test etmek diğerlerine göre daha kolaydır. Birçok modern ve birkaç eski akış ve seviye teknolojisi daha zor kategoridedir. Bunlara örnek olarak Coriolis akış ölçerler, girdap ölçerler, manyetik ölçerler, havadan radar, ultrasonik seviye ölçerler ve yerinde proses anahtarları verilebilir. Neyse ki, bunların birçoğunda artık daha iyi test imkanı sağlayan gelişmiş teşhis yöntemleri bulunmaktadır.
SIF tasarımında, bu tür bir cihazın sahada test edilmesinin zorluğu dikkate alınmalıdır. Mühendislerin, cihazı test etmek için gerekenleri ciddi olarak düşünmeden SIF cihazları seçmesi kolaydır, çünkü testleri kendileri yapmayacaklardır. Bu durum, SIF'in ortalama arıza olasılığını (PFDavg) iyileştirmenin yaygın bir yolu olan kısmi strok testi için de geçerlidir, ancak daha sonra tesis işletmesi bunu yapmak istemez ve çoğu zaman yapmayabilir. SIF'lerin mühendisliğine ilişkin testler konusunda her zaman tesis denetimi sağlanmalıdır.
Doğrulama testi, 61511-1, Madde 16.3.2'ye uygun olarak SIF kurulumunun ve gerektiğinde onarımının incelenmesini içermelidir. Her şeyin tamamlandığından emin olmak için son bir inceleme yapılmalı ve SIF'in proses hizmetine doğru şekilde geri yerleştirildiğinden emin olmak için çift kontrol yapılmalıdır.
İyi bir test prosedürü yazmak ve uygulamak, SIF'in kullanım ömrü boyunca bütünlüğünü sağlamak için önemli bir adımdır. Test prosedürü, gerekli testlerin tutarlı ve güvenli bir şekilde gerçekleştirilmesini ve belgelenmesini sağlamak için yeterli ayrıntıyı içermelidir. Kanıt testleriyle test edilmeyen tehlikeli arızalar, SIF'in kullanım ömrü boyunca güvenlik bütünlüğünün yeterince korunmasını sağlamak için telafi edilmelidir.
İyi bir doğrulama testi prosedürü yazmak, potansiyel tehlikeli arızaların mühendislik analizine mantıklı bir yaklaşım gerektirir; uygun yöntemlerin seçilmesi ve tesisin test kapasitesi dahilinde doğrulama testi adımlarının yazılması gerekir. Bu süreçte, test için tesisin tüm seviyelerinde onay alın ve teknisyenleri doğrulama testini gerçekleştirme ve belgeleme konusunda eğitin, ayrıca testin önemini anlamalarını sağlayın. Talimatları, işi yapacak olan cihaz teknisyeniymişsiniz gibi yazın ve testin doğru yapılmasının hayatları etkilediğini unutmayın, çünkü gerçekten de öyle.
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
Bir SIF (Güvenlik Fonksiyonu) genellikle üç ana bölüme ayrılır: sensörler, mantık çözücüler ve son elemanlar. Ayrıca, bu üç bölümün her birine dahil edilebilen (örneğin IS bariyerleri, tetikleme amplifikatörleri, ara röleler, solenoidler vb.) ve test edilmesi gereken yardımcı cihazlar da bulunur.
Sensör doğrulama testleri: Sensör doğrulama testi, sensörün proses değişkenini tüm aralığı boyunca algılayabildiğinden ve değerlendirme için SIS mantık çözücüsüne doğru sinyali iletebildiğinden emin olmalıdır. Kapsamlı olmamakla birlikte, doğrulama testi prosedürünün sensör bölümünü oluştururken dikkate alınması gereken bazı hususlar Tablo 1'de verilmiştir.
Mantık çözücü doğrulama testi: Tam işlev doğrulama testi yapıldığında, mantık çözücünün SIF'in güvenlik eylemini ve ilgili eylemleri (örneğin alarmlar, sıfırlama, baypaslar, kullanıcı teşhisleri, yedeklilikler, HMI vb.) gerçekleştirmedeki rolü test edilir. Kısmi veya parça parça işlev doğrulama testleri, bu testlerin tümünü bireysel örtüşen doğrulama testlerinin bir parçası olarak gerçekleştirmelidir. Mantık çözücü üreticisinin cihaz güvenlik kılavuzunda önerilen bir doğrulama test prosedürü bulunmalıdır. Eğer yoksa ve en azından, mantık çözücünün gücü kapatılıp tekrar açılmalı ve mantık çözücünün teşhis kayıtları, durum ışıkları, güç kaynağı voltajları, iletişim bağlantıları ve yedekliliği kontrol edilmelidir. Bu kontroller, tam işlev doğrulama testinden önce yapılmalıdır.
Yazılımın sonsuza dek iyi çalışacağı ve ilk doğrulama testinden sonra mantığın test edilmesine gerek olmadığı varsayımında bulunmayın; çünkü belgelenmemiş, yetkisiz ve test edilmemiş yazılım ve donanım değişiklikleri ve yazılım güncellemeleri zamanla sistemlere sızabilir ve genel doğrulama testi felsefenize dahil edilmelidir. Değişiklik, bakım ve revizyon kayıtlarının güncel ve düzgün bir şekilde tutulduğundan emin olmak için gözden geçirilmesi ve mümkünse uygulama programının en son yedeklemeyle karşılaştırılması gerekir.
Kullanıcı mantığı çözücüsünün tüm yardımcı ve teşhis fonksiyonlarının (örneğin, izleme mekanizmaları, iletişim bağlantıları, siber güvenlik cihazları vb.) test edilmesine de özen gösterilmelidir.
Son eleman dayanıklılık testi: Son elemanların çoğu vanadır, ancak döner ekipman motor yol vericileri, değişken hızlı sürücüler ve kontaktörler ve devre kesiciler gibi diğer elektrikli bileşenler de son eleman olarak kullanılır ve bunların arıza modları analiz edilmeli ve dayanıklılık testine tabi tutulmalıdır.
Vanaların başlıca arıza modları, sıkışma, çok yavaş veya çok hızlı tepki süresi ve sızıntıdır; bunların tümü, vananın çalışma proses arayüzünden etkilenir. Vananın çalışma koşullarında test edilmesi en ideal durum olsa da, işletme genellikle tesis çalışırken SIF'nin devre dışı bırakılmasına karşı çıkar. Çoğu SIS vanası, genellikle tesis sıfır diferansiyel basınçta kapalıyken test edilir; bu, en az zorlayıcı çalışma koşuludur. Kullanıcı, en kötü durumdaki çalışma diferansiyel basıncının ve vana ve proses bozulma etkilerinin farkında olmalı ve bunları vana ve aktüatör tasarımına ve boyutlandırmasına dahil etmelidir.
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).
Ortam sıcaklıkları da valf sürtünme yüklerini etkileyebilir; bu nedenle, sıcak havalarda yapılan valf testleri, soğuk havalarda yapılan testlere kıyasla genellikle en az zorlayıcı sürtünme yükünü oluşturacaktır. Sonuç olarak, valf performans düşüşünün belirlenmesi için çıkarımsal testlerde tutarlı veriler sağlamak amacıyla, valflerin sabit bir sıcaklıkta test edilmesi göz önünde bulundurulmalıdır.
Akıllı konumlandırıcıya veya dijital vana kontrol cihazına sahip vanalar genellikle vana performansındaki bozulmayı izlemek için kullanılabilecek bir vana imzası oluşturma özelliğine sahiptir. Temel vana imzası, satın alma siparişinizin bir parçası olarak talep edilebilir veya ilk doğrulama testi sırasında temel olarak kullanılmak üzere bir tane oluşturabilirsiniz. Vana imzası, vananın hem açılması hem de kapanması için yapılmalıdır. Mevcutsa gelişmiş vana teşhisi de kullanılmalıdır. Bu, sonraki doğrulama testlerindeki vana imzalarını ve teşhislerini temelinizle karşılaştırarak vana performansınızın bozulup bozulmadığını anlamanıza yardımcı olabilir. Bu tür bir test, vananın en kötü çalışma basınçlarında test edilmemesini telafi etmeye yardımcı olabilir.
Bir test sırasında valf imzası, kronometreye olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, tepki süresini zaman damgalarıyla birlikte kaydedebilir. Artan tepki süresi, valfin bozulmasının ve valfi hareket ettirmek için gereken sürtünme yükünün artmasının bir işaretidir. Valf tepki süresindeki değişikliklerle ilgili herhangi bir standart olmamasına rağmen, testten teste negatif bir değişiklik modeli, valfin güvenlik marjının ve performansının potansiyel kaybını gösterir. Modern SIS valf testlerinde, iyi mühendislik uygulaması gereği valf imzası da yer almalıdır.
Valf cihazının hava besleme basıncı, bir doğrulama testi sırasında ölçülmelidir. Yaylı geri dönüşlü bir valf için valf yayı valfi kapatırken, ilgili kuvvet veya tork, valf besleme basıncı tarafından valf yayının ne kadar sıkıştırıldığına bağlıdır (Hooke Yasası'na göre, F = kX). Besleme basıncınız düşükse, yay o kadar sıkışmaz, dolayısıyla gerektiğinde valfi hareket ettirmek için daha az kuvvet mevcut olur. Kapsamlı olmamakla birlikte, doğrulama testi prosedürünün valf bölümünü oluştururken dikkate alınması gereken bazı hususlar Tablo 2'de verilmiştir.
Yayın tarihi: 13 Kasım 2019