Ang proof testing ay isang mahalagang bahagi ng pagpapanatili ng integridad ng kaligtasan ng aming mga safety instrumented system (SIS) at mga sistemang may kaugnayan sa kaligtasan (hal. mga kritikal na alarma, sistema ng sunog at gas, instrumented interlock system, atbp.). Ang proof test ay isang pana-panahong pagsubok upang matukoy ang mga mapanganib na pagkabigo, subukan ang mga functionality na may kaugnayan sa kaligtasan (hal. pag-reset, bypass, alarma, diagnostic, manual shutdown, atbp.), at tiyaking natutugunan ng sistema ang mga pamantayan ng kumpanya at mga panlabas na pamantayan. Ang mga resulta ng proof testing ay sukatan din ng bisa ng programa ng SIS mechanical integrity at ang field reliability ng sistema.
Sakop ng mga pamamaraan sa pagsubok ng patunay ang mga hakbang sa pagsubok mula sa pagkuha ng mga permit, paggawa ng mga abiso at pag-alis ng sistema mula sa serbisyo para sa pagsubok hanggang sa pagtiyak ng komprehensibong pagsubok, pagdodokumento ng pagsubok ng patunay at mga resulta nito, pagbabalik sa serbisyo ng sistema, at pagsusuri ng kasalukuyang mga resulta ng pagsubok at mga nakaraang resulta ng pagsubok ng patunay.
Saklaw ng ANSI/ISA/IEC 61511-1, Clause 16, ang pagsubok sa patunay ng SIS. Ang teknikal na ulat ng ISA na TR84.00.03 – “Mechanical Integrity of Safety Instrumented Systems (SIS),” ay sumasaklaw sa pagsubok sa patunay at kasalukuyang nasa ilalim ng rebisyon at inaasahang ilalabas ang bagong bersyon sa lalong madaling panahon. Ang teknikal na ulat ng ISA na TR96.05.02 – “In-situ Proof Testing of Automated Valves” ay kasalukuyang nasa ilalim ng pagbuo.
Ang ulat ng UK HSE na CRR 428/2002 – “Mga Prinsipyo para sa pagsubok ng patunay ng mga sistemang may instrumentong pangkaligtasan sa industriya ng kemikal” ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa pagsubok ng patunay at kung ano ang ginagawa ng mga kumpanya sa UK.
Ang isang pamamaraan ng proof test ay batay sa isang pagsusuri ng mga kilalang dangerous failure mode para sa bawat isa sa mga bahagi sa safety instrumented function (SIF) trip path, ang SIF functionality bilang isang sistema, at kung paano (at kung) susubukin ang dangerous failure mode. Ang pagbuo ng pamamaraan ay dapat magsimula sa yugto ng disenyo ng SIF kasama ang disenyo ng sistema, pagpili ng mga bahagi, at pagtukoy kung kailan at paano susubukin ang proof test. Ang mga instrumento ng SIS ay may iba't ibang antas ng kahirapan sa proof testing na dapat isaalang-alang sa disenyo, operasyon, at pagpapanatili ng SIF. Halimbawa, ang mga orifice meter at pressure transmitter ay mas madaling subukan kaysa sa mga Coriolis mass flowmeter, mag meter, o through-the-air radar level sensor. Ang aplikasyon at disenyo ng balbula ay maaari ring makaapekto sa pagiging komprehensibo ng valve proof test upang matiyak na ang mga mapanganib at nagsisimulang pagkabigo dahil sa degradation, plugging, o time-dependent failure ay hindi hahantong sa isang kritikal na pagkabigo sa loob ng napiling agwat ng pagsubok.
Bagama't ang mga pamamaraan ng proof test ay karaniwang binubuo sa panahon ng SIF engineering phase, dapat din itong suriin ng site SIS Technical Authority, Operations at ng mga instrument technician na gagawa ng pagsusuri. Dapat ding gawin ang isang job safety analysis (JSA). Mahalagang makuha ang pagsang-ayon ng planta sa kung anong mga pagsusuri ang gagawin at kailan, at ang kanilang pisikal at kaligtasan na posibilidad. Halimbawa, walang saysay na tukuyin ang partial-stroke testing kapag hindi sumasang-ayon ang Operations group na gawin ito. Inirerekomenda rin na ang mga pamamaraan ng proof test ay suriin ng isang independiyenteng subject matter expert (SME). Ang karaniwang pagsusuri na kinakailangan para sa isang full function proof test ay inilalarawan sa Figure 1.
Mga kinakailangan sa pagsubok para sa kumpletong patunay ng tungkulin Pigura 1: Ang isang espesipikasyon ng pagsubok para sa kumpletong patunay ng tungkulin para sa isang safety instrumented function (SIF) at ang safety instrumented system (SIS) nito ay dapat magpaliwanag o sumangguni sa mga hakbang nang sunod-sunod mula sa mga paghahanda sa pagsubok at mga pamamaraan ng pagsubok hanggang sa mga abiso at dokumentasyon.
Pigura 1: Ang isang kumpletong ispesipikasyon ng pagsubok para sa patunay ng tungkulin (function proof test) para sa isang safety instrumented function (SIF) at ang safety instrumented system (SIS) nito ay dapat magpaliwanag o sumangguni sa mga hakbang nang sunod-sunod mula sa mga paghahanda sa pagsubok at mga pamamaraan ng pagsubok hanggang sa mga abiso at dokumentasyon.
Ang proof testing ay isang planadong aksyon sa pagpapanatili na dapat isagawa ng mga karampatang tauhan na sinanay sa SIS testing, sa pamamaraan ng proofing, at sa mga SIS loop na kanilang susubukin. Dapat mayroong walk-through ng pamamaraan bago isagawa ang unang proof test, at magbigay ng feedback sa site SIS Technical Authority pagkatapos para sa mga pagpapabuti o pagwawasto.
Mayroong dalawang pangunahing paraan ng pagkabigo (ligtas o mapanganib), na nahahati sa apat na paraan—mapanganib na hindi natukoy, mapanganib na natukoy (sa pamamagitan ng mga diagnostic), ligtas na hindi natukoy at ligtas na natukoy. Ang mga terminong mapanganib at mapanganib na hindi natukoy na pagkabigo ay ginagamit nang palitan sa artikulong ito.
Sa pagsubok ng patunay ng SIF, pangunahin naming interesado sa mga mapanganib at hindi natukoy na mga mode ng pagkabigo, ngunit kung may mga diagnostic ng gumagamit na nakakakita ng mga mapanganib na pagkabigo, ang mga diagnostic na ito ay dapat na mapatunayan na nasubukan. Tandaan na hindi tulad ng mga diagnostic ng gumagamit, ang mga panloob na diagnostic ng aparato ay karaniwang hindi maaaring mapatunayan bilang gumagana ng gumagamit, at maaari nitong maimpluwensyahan ang pilosopiya ng pagsubok ng patunay. Kapag ang mga diagnostic ay kinuha ang kredito para sa mga kalkulasyon ng SIL, ang mga alarma sa diagnostic (hal. mga alarma na wala sa saklaw) ay dapat subukan bilang bahagi ng pagsubok ng patunay.
Ang mga failure mode ay maaaring hatiin pa sa mga sinubukan sa panahon ng isang proof test, mga hindi sinubukan, at mga nagsisimulang pagkabigo o mga time-dependent na pagkabigo. Ang ilang mapanganib na failure mode ay maaaring hindi direktang masubukan dahil sa iba't ibang dahilan (hal. kahirapan, desisyon sa engineering o operasyon, kamangmangan, kawalan ng kakayahan, pagkukulang o paggawa ng mga sistematikong error, mababang posibilidad ng paglitaw, atbp.). Kung may mga kilalang failure mode na hindi susubukin, dapat gawin ang kabayaran sa disenyo ng device, pamamaraan ng pagsubok, pana-panahong pagpapalit o muling pagtatayo ng device, at/o dapat gawin ang inferential testing upang mabawasan ang epekto sa integridad ng SIF ng hindi pagsubok.
Ang isang nagsisimulang pagkabigo ay isang estado o kondisyon na kung saan ang isang kritikal at mapanganib na pagkabigo ay makatwirang inaasahang mangyayari kung ang mga pagwawasto ay hindi gagawin sa napapanahong paraan. Karaniwang natutukoy ang mga ito sa pamamagitan ng paghahambing ng pagganap sa mga kamakailan o paunang benchmark proof test (hal. mga lagda ng balbula o mga oras ng pagtugon ng balbula) o sa pamamagitan ng inspeksyon (hal. isang nakasaksak na process port). Ang mga nagsisimulang pagkabigo ay karaniwang nakadepende sa oras—mas matagal ang paggamit ng aparato o assembly, mas nagiging masira ito; ang mga kondisyon na nagpapadali sa isang random na pagkabigo ay nagiging mas malamang, pagkabara ng process port o pagtaas ng sensor sa paglipas ng panahon, naubusan na ang kapaki-pakinabang na buhay, atbp. Samakatuwid, mas mahaba ang agwat ng pagsubok sa proof, mas malamang na magkaroon ng nagsisimula o nakadepende sa oras na pagkabigo. Anumang mga proteksyon laban sa mga nagsisimulang pagkabigo ay dapat ding mapatunayan (port purging, heat tracing, atbp.).
Dapat isulat ang mga pamamaraan upang mapatunayan ang mga mapanganib (hindi natukoy na) pagkabigo. Ang mga pamamaraan ng Failure mode and effect analysis (FMEA) o failure mode, effect and diagnostic analysis (FMEDA) ay makakatulong na matukoy ang mga mapanganib na hindi natukoy na pagkabigo, at kung saan dapat pagbutihin ang saklaw ng proof testing.
Maraming mga pamamaraan sa pagsubok ng patunay ang nakasulat batay sa karanasan at mga template mula sa mga umiiral na pamamaraan. Ang mga bagong pamamaraan at mas kumplikadong SIF ay nangangailangan ng isang mas inhinyero na diskarte gamit ang FMEA/FMEDA upang suriin ang mga mapanganib na pagkabigo, matukoy kung paano susubukan o hindi susubukan ng pamamaraan ng pagsubok ang mga pagkabigong iyon, at ang saklaw ng mga pagsubok. Ang isang macro-level failure mode analysis block diagram para sa isang sensor ay ipinapakita sa Figure 2. Ang FMEA ay karaniwang kailangan lamang gawin nang isang beses para sa isang partikular na uri ng device at gamitin muli para sa mga katulad na device nang isinasaalang-alang ang kanilang mga kakayahan sa serbisyo sa proseso, pag-install at pagsubok sa site.
Pagsusuri ng macro-level failure Figure 2: Ang macro-level failure mode analysis block diagram na ito para sa isang sensor at pressure transmitter (PT) ay nagpapakita ng mga pangunahing tungkulin na karaniwang hahatiin sa maraming micro failure analysis upang lubos na tukuyin ang mga potensyal na pagkabigo na dapat tugunan sa mga function test.
Pigura 2: Ang macro-level failure mode analysis block diagram na ito para sa isang sensor at pressure transmitter (PT) ay nagpapakita ng mga pangunahing tungkulin na karaniwang hahatiin sa maraming micro failure analyses upang lubos na tukuyin ang mga potensyal na pagkabigo na dapat tugunan sa mga function test.
Ang porsyento ng mga kilala, mapanganib, at hindi natukoy na mga pagkabigo na nasubukan na sa ilalim ng proof test ay tinatawag na proof test coverage (PTC). Ang PTC ay karaniwang ginagamit sa mga kalkulasyon ng SIL upang "mabayaran" ang pagkabigong mas lubusang masubukan ang SIF. May maling paniniwala ang mga tao na dahil isinaalang-alang nila ang kakulangan ng test coverage sa kanilang kalkulasyon ng SIL, nakadisenyo sila ng isang maaasahang SIF. Ang simpleng katotohanan ay, kung ang iyong test coverage ay 75%, at kung isinama mo ang numerong iyon sa iyong kalkulasyon ng SIL at mas madalas mo nang subukan ang mga bagay na sinusubukan mo na, 25% ng mga mapanganib na pagkabigo ay maaari pa ring mangyari sa istatistika. Ayoko talagang mapabilang sa 25% na iyon.
Ang mga ulat sa pag-apruba ng FMEDA at mga manwal sa kaligtasan para sa mga aparato ay karaniwang nagbibigay ng isang minimum na pamamaraan ng pagsubok ng patunay at saklaw ng pagsubok ng patunay. Ang mga ito ay nagbibigay lamang ng gabay, hindi lahat ng mga hakbang sa pagsubok na kinakailangan para sa isang komprehensibong pamamaraan ng pagsubok ng patunay. Ang iba pang mga uri ng pagsusuri ng pagkabigo, tulad ng pagsusuri ng fault tree at pagpapanatili na nakasentro sa reliability, ay ginagamit din upang suriin ang mga mapanganib na pagkabigo.
Ang mga proof test ay maaaring hatiin sa full functional (end-to-end) o partial functional testing (Larawan 3). Karaniwang ginagawa ang partial functional testing kapag ang mga bahagi ng SIF ay may iba't ibang interval ng pagsubok sa mga kalkulasyon ng SIL na hindi naaayon sa mga nakaplanong pagsasara o turnaround. Mahalaga na ang mga pamamaraan ng partial functional proof test ay magkakapatong nang sa gayon ay masubukan nila ang lahat ng safety functionality ng SIF. Sa partial functional testing, inirerekomenda pa rin na ang SIF ay magkaroon ng paunang end-to-end proof test, at mga kasunod pa rin habang isinasagawa ang mga turnaround.
Ang mga pagsubok sa bahagyang patunay ay dapat sumaklaw sa kabuuan. Pigura 3: Ang pinagsamang mga pagsubok sa bahagyang patunay (ibaba) ay dapat sumaklaw sa lahat ng mga tungkulin ng isang ganap na pagsubok sa gumaganang patunay (itaas).
Pigura 3: Ang pinagsamang mga pagsubok sa bahagyang patunay (ibaba) ay dapat sumaklaw sa lahat ng mga tungkulin ng isang ganap na pagsubok sa patunay na gumagana (itaas).
Ang isang partial proof test ay sumusubok lamang ng isang porsyento ng mga failure mode ng isang aparato. Ang isang karaniwang halimbawa ay ang partial-stroke valve testing, kung saan ang balbula ay ginagalaw nang kaunti (10-20%) upang mapatunayan na hindi ito natigil. Ito ay may mas mababang saklaw ng proof test kaysa sa proof test sa primary test interval.
Ang mga pamamaraan ng pagsubok sa patunay ay maaaring mag-iba sa pagiging kumplikado depende sa pagiging kumplikado ng SIF at pilosopiya ng pamamaraan ng pagsubok ng kumpanya. Ang ilang mga kumpanya ay sumusulat ng detalyadong sunud-sunod na mga pamamaraan ng pagsubok, habang ang iba ay may medyo maiikling mga pamamaraan. Ang mga pagtukoy sa iba pang mga pamamaraan, tulad ng isang karaniwang kalibrasyon, ay minsan ginagamit upang mabawasan ang laki ng pamamaraan ng pagsubok sa patunay at upang makatulong na matiyak ang pagkakapare-pareho sa pagsubok. Ang isang mahusay na pamamaraan ng pagsubok sa patunay ay dapat magbigay ng sapat na detalye upang matiyak na ang lahat ng pagsubok ay maayos na natapos at naidokumento, ngunit hindi gaanong detalyado upang maging sanhi ng pagnanais ng mga technician na laktawan ang mga hakbang. Ang pagkakaroon ng technician, na responsable sa pagsasagawa ng hakbang ng pagsubok, na simulan ang natapos na hakbang ng pagsubok ay makakatulong na matiyak na ang pagsubok ay magagawa nang tama. Ang pagpirma ng Instrument Supervisor at mga kinatawan ng Operations sa natapos na pagsubok sa patunay ay magbibigay-diin din sa kahalagahan at titiyak ng isang maayos na natapos na pagsubok sa patunay.
Dapat laging hilingin ang feedback ng mga teknisyan upang makatulong sa pagpapabuti ng pamamaraan. Ang tagumpay ng isang pamamaraan ng proof test ay nakasalalay nang malaki sa mga kamay ng mga teknisyan, kaya lubos na inirerekomenda ang isang pakikipagtulungan.
Karamihan sa mga pagsubok sa patunay ay karaniwang ginagawa nang offline habang may shutdown o turnaround. Sa ilang mga kaso, maaaring kailanganing gawin ang pagsubok sa patunay online habang tumatakbo upang matugunan ang mga kalkulasyon ng SIL o iba pang mga kinakailangan. Ang online na pagsubok ay nangangailangan ng pagpaplano at koordinasyon sa Operations upang ang pagsubok sa patunay ay maisagawa nang ligtas, nang walang aberya sa proseso, at nang hindi nagdudulot ng spurious trip. Isang spurious trip lamang ang kailangan para magamit ang lahat ng iyong mga attaboy. Sa ganitong uri ng pagsubok, kapag ang SIF ay hindi ganap na magagamit upang maisagawa ang gawaing pangkaligtasan nito, nakasaad sa 61511-1, Clause 11.8.5, na "Ang mga hakbang sa pagbabayad na nagsisiguro ng patuloy na ligtas na operasyon ay dapat ibigay alinsunod sa 11.3 kapag ang SIS ay nasa bypass (pagkukumpuni o pagsubok)." Ang isang pamamaraan sa pamamahala ng abnormal na sitwasyon ay dapat sumama sa pamamaraan ng pagsubok sa patunay upang makatulong na matiyak na nagawa ito nang maayos.
Ang isang SIF ay karaniwang nahahati sa tatlong pangunahing bahagi: mga sensor, logic solver, at mga pangwakas na elemento. Mayroon ding mga karaniwang pantulong na aparato na maaaring maiugnay sa loob ng bawat isa sa tatlong bahaging ito (hal. mga IS barrier, trip amp, interposing relay, solenoid, atbp.) na dapat ding subukan. Ang mga kritikal na aspeto ng pagsubok sa patunay sa bawat isa sa mga teknolohiyang ito ay matatagpuan sa sidebar, "Pagsubok sa mga sensor, logic solver, at mga pangwakas na elemento" (sa ibaba).
May mga bagay na mas madaling patunayan kaysa sa iba. Maraming moderno at ilang mas lumang teknolohiya ng daloy at antas ang nasa mas mahirap na kategorya. Kabilang dito ang mga Coriolis flowmeter, vortex meter, mag meter, through-the-air radar, ultrasonic level, at in-situ process switch, ilan lamang sa mga ito. Mabuti na lang at marami sa mga ito ngayon ang may pinahusay na diagnostic na nagbibigay-daan sa pinahusay na pagsusuri.
Ang kahirapan ng pagsubok ng patunay ng naturang aparato sa larangan ay dapat isaalang-alang sa disenyo ng SIF. Madali para sa inhinyero na pumili ng mga aparatong SIF nang walang seryosong pagsasaalang-alang sa kung ano ang kakailanganin upang mapatunayan ang pagsubok ng aparato, dahil hindi sila ang mga taong susubok sa mga ito. Totoo rin ito sa partial-stroke testing, na isang karaniwang paraan upang mapabuti ang average na probabilidad ng pagkabigo sa demand (PFDavg) ng SIF, ngunit sa kalaunan ay ayaw itong gawin ng mga Operasyon ng planta, at madalas na maaaring hindi. Palaging magbigay ng pangangasiwa sa planta sa inhinyero ng mga SIF patungkol sa pagsubok ng patunay.
Dapat kasama sa proof test ang inspeksyon sa pag-install at pagkukumpuni ng SIF kung kinakailangan upang matugunan ang 61511-1, Clause 16.3.2. Dapat mayroong pangwakas na inspeksyon upang matiyak na maayos ang lahat, at isang dobleng pagsusuri kung ang SIF ay maayos na naibalik sa serbisyo ng proseso.
Ang pagsulat at pagpapatupad ng isang mahusay na pamamaraan ng pagsubok ay isang mahalagang hakbang upang matiyak ang integridad ng SIF sa buong buhay nito. Ang pamamaraan ng pagsubok ay dapat magbigay ng sapat na mga detalye upang matiyak na ang mga kinakailangang pagsubok ay palagian at ligtas na isinasagawa at dokumentado. Ang mga mapanganib na pagkabigo na hindi nasubok ng mga pagsubok sa patunay ay dapat bayaran upang matiyak na ang integridad ng kaligtasan ng SIF ay sapat na napapanatili sa buong buhay nito.
Ang pagsulat ng isang mahusay na pamamaraan ng proof test ay nangangailangan ng lohikal na diskarte sa pagsusuri ng inhinyeriya ng mga potensyal na mapanganib na pagkabigo, pagpili ng mga paraan, at pagsulat ng mga hakbang sa proof test na nasa loob ng mga kakayahan ng planta sa pagsubok. Kasabay nito, hikayatin ang planta na sumali sa lahat ng antas para sa pagsubok, at sanayin ang mga technician na magsagawa at magdokumento ng proof test pati na rin maunawaan ang kahalagahan ng pagsubok. Sumulat ng mga tagubilin na parang ikaw ang instrument technician na kailangang gumawa ng trabaho, at ang mga buhay ay nakasalalay sa pagkuha ng tamang pagsubok, dahil ginagawa nila ito.
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
Ang isang SIF ay karaniwang nahahati sa tatlong pangunahing bahagi, mga sensor, mga logic solver, at mga pangwakas na elemento. Karaniwan ding mayroon ding mga pantulong na aparato na maaaring maiugnay sa loob ng bawat isa sa tatlong bahaging ito (hal. mga IS barrier, trip amp, interposing relay, solenoid, atbp.) na dapat ding subukan.
Mga pagsubok sa patunay ng sensor: Dapat tiyakin ng pagsubok sa patunay ng sensor na kayang maramdaman ng sensor ang variable ng proseso sa buong saklaw nito at maipadala ang wastong signal sa SIS logic solver para sa pagsusuri. Bagama't hindi kasama rito, ang ilan sa mga bagay na dapat isaalang-alang sa paggawa ng bahagi ng sensor ng pamamaraan ng pagsubok sa patunay ay ibinigay sa Talahanayan 1.
Pagsubok sa patunay ng logic solver: Kapag isinasagawa ang pagsubok sa patunay ng buong function, sinusubok ang bahagi ng logic solver sa pagsasakatuparan ng aksyon sa kaligtasan ng SIF at mga kaugnay na aksyon (hal. mga alarma, pag-reset, mga bypass, mga diagnostic ng gumagamit, mga redundansiya, HMI, atbp.). Dapat maisagawa ng mga partial o piecemeal function proof test ang lahat ng mga pagsubok na ito bilang bahagi ng mga indibidwal na magkakapatong na pagsubok ng patunay. Dapat magkaroon ang tagagawa ng logic solver ng inirerekomendang pamamaraan ng pagsubok ng patunay sa manwal ng kaligtasan ng device. Kung hindi at bilang minimum, dapat i-cycle ang lakas ng logic solver, at dapat suriin ang mga diagnostic register, status light, boltahe ng power supply, mga link ng komunikasyon at redundancy ng logic solver. Dapat gawin ang mga pagsusuring ito bago ang pagsubok sa patunay ng buong function.
Huwag isipin na ang software ay mananatiling maayos magpakailanman at ang lohika ay hindi kailangang subukan pagkatapos ng unang pagsubok sa patunay dahil ang mga hindi dokumentado, hindi awtorisado, at hindi nasubukang mga pagbabago sa software at hardware at mga update sa software ay maaaring makalusot sa mga sistema sa paglipas ng panahon at dapat isaalang-alang sa iyong pangkalahatang pilosopiya sa pagsubok sa patunay. Ang pamamahala ng mga tala ng pagbabago, pagpapanatili, at mga rebisyon ay dapat suriin upang matiyak na ang mga ito ay napapanahon at maayos na pinapanatili, at kung may kakayahan, ang programa ng aplikasyon ay dapat ihambing sa pinakabagong backup.
Dapat ding maging maingat sa pagsubok sa lahat ng pantulong at diagnostic na tungkulin ng user logic solver (hal. mga watchdog, communication link, cybersecurity appliances, atbp.).
Pagsubok sa patunay ng huling elemento: Karamihan sa mga huling elemento ay mga balbula, gayunpaman, ang mga umiikot na motor starter ng kagamitan, mga variable-speed drive at iba pang mga de-koryenteng bahagi tulad ng mga contactor at circuit breaker ay ginagamit din bilang mga huling elemento at ang kanilang mga failure mode ay dapat suriin at subukan ang patunay.
Ang mga pangunahing paraan ng pagkabigo para sa mga balbula ay ang pagiging natigil, masyadong mabagal o masyadong mabilis na oras ng pagtugon, at pagtagas, na lahat ay apektado ng interface ng proseso ng pagpapatakbo ng balbula sa oras ng pag-trip. Bagama't ang pagsubok sa balbula sa mga kondisyon ng pagpapatakbo ang pinakakanais-nais na kaso, ang mga Operasyon sa pangkalahatan ay tutol sa pag-trip sa SIF habang gumagana ang planta. Karamihan sa mga balbula ng SIS ay karaniwang sinusubukan habang ang planta ay nasa zero differential pressure, na siyang hindi gaanong mahirap sa mga kondisyon ng pagpapatakbo. Dapat malaman ng gumagamit ang pinakamasamang kaso ng operational differential pressure at ang mga epekto ng pagkasira ng balbula at proseso, na dapat isaalang-alang sa disenyo at sukat ng balbula at actuator.
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).
Maaari ring makaapekto ang mga temperatura sa paligid sa mga friction load ng balbula, kaya ang mga balbulang sinusubok sa mainit na panahon ay karaniwang magiging pinakakaunting friction load kumpara sa operasyon sa malamig na panahon. Bilang resulta, ang proof testing ng mga balbula sa pare-parehong temperatura ay dapat isaalang-alang upang magbigay ng pare-parehong datos para sa inferential testing para sa pagtukoy ng pagbaba ng performance ng balbula.
Ang mga balbula na may smart positioner o digital valve controller sa pangkalahatan ay may kakayahang lumikha ng valve signature na maaaring gamitin upang subaybayan ang pagkasira ng pagganap ng balbula. Maaaring humiling ng baseline valve signature bilang bahagi ng iyong purchase order o maaari kang gumawa ng isa sa panahon ng unang proof test upang magsilbing baseline. Dapat gawin ang valve signature para sa parehong pagbubukas at pagsasara ng balbula. Dapat ding gamitin ang advanced valve diagnostic kung mayroon. Makakatulong ito na malaman mo kung lumalala ang pagganap ng iyong balbula sa pamamagitan ng paghahambing ng mga kasunod na proof test valve signature at diagnostic sa iyong baseline. Ang ganitong uri ng pagsubok ay makakatulong na mabawi ang hindi pagsubok sa balbula sa pinakamasamang mga operating pressure.
Ang lagda ng balbula habang isinasagawa ang isang proof test ay maaari ring makapagtala ng oras ng pagtugon gamit ang mga time stamp, na nag-aalis ng pangangailangan para sa isang stopwatch. Ang pagtaas ng oras ng pagtugon ay isang senyales ng pagkasira ng balbula at pagtaas ng friction load upang igalaw ang balbula. Bagama't walang mga pamantayan tungkol sa mga pagbabago sa oras ng pagtugon ng balbula, ang isang negatibong pattern ng mga pagbabago mula sa proof test patungo sa proof test ay nagpapahiwatig ng potensyal na pagkawala ng safety margin at performance ng balbula. Ang modernong SIS valve proof testing ay dapat magsama ng lagda ng balbula bilang isang bagay ng mahusay na kasanayan sa inhinyeriya.
Dapat sukatin ang presyon ng suplay ng hangin sa instrumento ng balbula sa panahon ng isang proof test. Bagama't ang valve spring para sa isang spring-return valve ang nagsasara ng balbula, ang puwersa o torque na kasangkot ay natutukoy sa kung gaano kalaki ang na-compress ng valve supply pressure sa valve spring (ayon sa Batas ni Hooke, F = kX). Kung mababa ang iyong supply pressure, hindi gaanong mako-compress ang spring, kaya mas kaunting puwersa ang magagamit upang igalaw ang balbula kung kinakailangan. Bagama't hindi kasama rito, ang ilan sa mga bagay na dapat isaalang-alang sa paggawa ng bahagi ng balbula sa pamamaraan ng proof test ay ibinigay sa Table 2.
Oras ng pag-post: Nob-13-2019