As probas de seguridade son unha parte integral do mantemento da integridade da seguridade dos nosos sistemas instrumentados de seguridade (SIS) e dos sistemas relacionados coa seguridade (por exemplo, alarmas críticas, sistemas contra incendios e gas, sistemas de interbloqueo instrumentados, etc.). Unha proba de seguridade é unha proba periódica para detectar fallos perigosos, probar a funcionalidade relacionada coa seguridade (por exemplo, reinicio, derivacións, alarmas, diagnósticos, apagado manual, etc.) e garantir que o sistema cumpre cos estándares da empresa e externos. Os resultados das probas de seguridade tamén son unha medida da eficacia do programa de integridade mecánica do SIS e da fiabilidade do sistema no campo.
Os procedementos de probas de proba abarcan os pasos de proba, dende a obtención de permisos, a realización de notificacións e a posta fóra de servizo do sistema para as súas probas ata garantir a realización de probas exhaustivas, a documentación da proba de proba e os seus resultados, a reposición do sistema en servizo e a avaliación dos resultados das probas actuais e dos resultados das probas anteriores.
A norma ANSI/ISA/IEC 61511-1, cláusula 16, abrangue as probas de SIS. O informe técnico da ISA TR84.00.03, «Integridade mecánica dos sistemas instrumentados de seguridade (SIS)», abrangue as probas de proba e está actualmente en revisión, e espérase que se publique unha nova versión en breve. O informe técnico da ISA TR96.05.02, «Probas de proba in situ de válvulas automatizadas», está actualmente en desenvolvemento.
O informe CRR 428/2002 da HSE do Reino Unido, «Principios para as probas de seguridade de sistemas instrumentados de seguridade na industria química», ofrece información sobre as probas de seguridade e o que están a facer as empresas no Reino Unido.
Un procedemento de proba de proba baséase nunha análise dos modos de fallo perigosos coñecidos para cada un dos compoñentes na ruta de disparo da función instrumentada de seguridade (SIF), a funcionalidade da SIF como sistema e como (e se) probar o modo de fallo perigoso. O desenvolvemento do procedemento debe comezar na fase de deseño da SIF co deseño do sistema, a selección de compoñentes e a determinación de cando e como probar. Os instrumentos SIS teñen diferentes graos de dificultade nas probas de proba que deben terse en conta no deseño, funcionamento e mantemento da SIF. Por exemplo, os medidores de orificio e os transmisores de presión son máis fáciles de probar que os medidores de caudal másico de Coriolis, os medidores de magnetometría ou os sensores de nivel de radar a través do aire. A aplicación e o deseño da válvula tamén poden afectar á exhaustividade da proba de proba da válvula para garantir que os fallos perigosos e incipientes debido á degradación, obstrución ou fallos dependentes do tempo non leven a un fallo crítico dentro do intervalo de proba seleccionado.
Aínda que os procedementos das probas de proba adoitan desenvolverse durante a fase de enxeñaría SIF, tamén deben ser revisados pola Autoridade Técnica SIS da planta, Operacións e os técnicos de instrumentos que realizarán as probas. Tamén se debe realizar unha análise de seguridade no traballo (JSA). É importante obter a aprobación da planta sobre que probas se realizarán e cando, e a súa viabilidade física e de seguridade. Por exemplo, non serve de nada especificar probas de carreira parcial cando o grupo de Operacións non está de acordo en facelas. Tamén se recomenda que os procedementos das probas de proba sexan revisados por un experto independente na materia (SME). As probas típicas requiridas para unha proba de función completa ilústranse na Figura 1.
Requisitos da proba de funcionamento completa Figura 1: Unha especificación da proba de funcionamento completa para unha función instrumentada de seguridade (SIF) e o seu sistema instrumentado de seguridade (SIS) debe detallar ou facer referencia aos pasos en secuencia, desde a preparación das probas e os procedementos de proba ata as notificacións e a documentación.
Figura 1: Unha especificación completa da proba de funcionamento para unha función instrumentada de seguridade (SIF) e o seu sistema instrumentado de seguridade (SIS) debe detallar ou facer referencia aos pasos en secuencia, desde a preparación das probas e os procedementos de proba ata as notificacións e a documentación.
As probas de verificación son unha acción de mantemento planificada que debe ser realizada por persoal competente con formación en probas SIS, o procedemento de verificación e os bucles SIS que probarán. Debe haber unha revisión do procedemento antes de realizar a proba de verificación inicial e, posteriormente, enviar comentarios á Autoridade Técnica do SIS do sitio para melloras ou correccións.
Hai dous modos de fallo principais (seguro ou perigoso), que se subdividen en catro modos: perigoso non detectado, perigoso detectado (mediante diagnósticos), seguro non detectado e seguro detectado. Os termos fallo perigoso e perigoso non detectado úsanse indistintamente neste artigo.
Nas probas de proba SIF, interésanos principalmente os modos de fallo perigosos non detectados, pero se hai diagnósticos do usuario que detectan fallos perigosos, estes diagnósticos deberían ser sometidos a probas de proba. Teña en conta que, a diferenza dos diagnósticos do usuario, os diagnósticos internos do dispositivo normalmente non poden ser validados como funcionais polo usuario, e isto pode influír na filosofía da proba de proba. Cando se lle dá crédito aos diagnósticos nos cálculos SIL, as alarmas de diagnóstico (por exemplo, as alarmas fóra de rango) deberían probarse como parte da proba de proba.
Os modos de fallo pódense dividir á súa vez en aqueles que se comproban durante unha proba de verificación, aqueles que non se comproban e fallos incipientes ou fallos dependentes do tempo. Algúns modos de fallo perigosos poden non ser probados directamente por varias razóns (por exemplo, dificultade, decisión de enxeñaría ou operativa, ignorancia, incompetencia, omisión ou erros sistemáticos de comisión, baixa probabilidade de ocorrencia, etc.). Se existen modos de fallo coñecidos que non se comprobarán, débese compensar no deseño do dispositivo, no procedemento de proba, na substitución ou reconstrución periódica do dispositivo e/ou débense realizar probas inferenciais para minimizar o efecto na integridade do SIF de non realizar as probas.
Un fallo incipiente é un estado ou condición degradante tal que se pode esperar razoablemente que se produza un fallo crítico e perigoso se non se toman medidas correctivas a tempo. Normalmente detéctanse mediante a comparación do rendemento con probas de proba de referencia recentes ou iniciais (por exemplo, sinaturas de válvulas ou tempos de resposta de válvulas) ou mediante inspección (por exemplo, un porto de proceso obstruído). Os fallos incipientes adoitan depender do tempo: canto máis tempo leve en servizo o dispositivo ou conxunto, máis se degrada; é máis probable que haxa condicións que faciliten un fallo aleatorio, obstrución do porto de proceso ou acumulación de sensores co paso do tempo, remate da vida útil, etc. Polo tanto, canto maior sexa o intervalo de proba de proba, máis probable será un fallo incipiente ou dependente do tempo. Calquera protección contra fallos incipientes tamén debe ser sometida a probas de proba (purga de portos, trazado térmico, etc.).
Débense escribir procedementos para probar fallos perigosos (non detectados). As técnicas de análise do modo e efecto do fallo (FMEA) ou a análise do modo, efecto e diagnóstico do fallo (FMEDA) poden axudar a identificar fallos perigosos non detectados e onde se debe mellorar a cobertura das probas de proba.
Moitos procedementos de proba de proba están escritos e baseados na experiencia e en modelos de procedementos existentes. Os novos procedementos e os SIF máis complicados requiren unha abordaxe máis enxeñeira que utilice FMEA/FMEDA para analizar fallos perigosos, determinar como o procedemento de proba probará ou non eses fallos e a cobertura das probas. Na Figura 2 móstrase un diagrama de bloques de análise de modo de fallo a nivel macro para un sensor. Normalmente, a FMEA só precisa facerse unha vez para un tipo particular de dispositivo e reutilizarse para dispositivos similares tendo en conta as súas capacidades de servizo de proceso, instalación e probas no sitio.
Análise de fallos a nivel macro Figura 2: Este diagrama de bloques de análise de modo de fallo a nivel macro para un sensor e un transmisor de presión (PT) mostra as principais funcións que normalmente se desglosarán en varias análises de microfallos para definir completamente os posibles fallos que se abordarán nas probas de función.
Figura 2: Este diagrama de bloques de análise de modo de fallo a nivel macro para un sensor e un transmisor de presión (PT) mostra as principais funcións que normalmente se desglosarán en múltiples análises de microfallos para definir completamente os posibles fallos que se abordarán nas probas de funcionamento.
A porcentaxe de fallos coñecidos, perigosos e non detectados que se someten a probas denomínase cobertura de probas de proba (PTC). A PTC úsase habitualmente nos cálculos do SIL para "compensar" o fallo á hora de probar o SIF de forma máis completa. A xente ten a crenza errónea de que, debido a que tiveron en conta a falta de cobertura de probas no seu cálculo do SIL, deseñaron un SIF fiable. O simple feito é que, se a cobertura de probas é do 75 % e se tiveron en conta ese número no cálculo do SIL e probaron cousas que xa están a probar con máis frecuencia, o 25 % dos fallos perigosos aínda poden producirse estatisticamente. Eu, desde logo, non quero estar nese 25 %.
Os informes de aprobación da FMEDA e os manuais de seguridade para dispositivos adoitan proporcionar un procedemento mínimo de probas de seguridade e unha cobertura das mesmas. Estes só ofrecen orientación, non todos os pasos de proba necesarios para un procedemento completo de probas de seguridade. Outros tipos de análises de fallos, como a análise de árbores de fallos e o mantemento centrado na fiabilidade, tamén se usan para analizar fallos perigosos.
As probas de proba poden dividirse en probas funcionais completas (de extremo a extremo) ou probas funcionais parciais (Figura 3). As probas funcionais parciais realízanse habitualmente cando os compoñentes do SIF teñen diferentes intervalos de proba nos cálculos do SIL que non se aliñan coas paradas ou os cambios de funcionamento planificados. É importante que os procedementos das probas funcionais parciais se solapen de tal xeito que xuntos proben toda a funcionalidade de seguridade do SIF. Coas probas funcionais parciais, aínda se recomenda que o SIF teña unha proba de proba inicial de extremo a extremo e outras posteriores durante os cambios de funcionamento.
As probas parciais deberían sumar Figura 3: As probas parciais combinadas (abaixo) deberían abarcar todas as funcionalidades dunha proba funcional completa (arriba).
Figura 3: As probas parciais combinadas (abaixo) deberían abarcar todas as funcionalidades dunha proba funcional completa (arriba).
Unha proba de comprobación parcial só comproba unha porcentaxe dos modos de fallo dun dispositivo. Un exemplo común son as probas de válvulas de carreira parcial, onde a válvula se move unha pequena cantidade (10-20 %) para verificar que non está atascada. Isto ten unha cobertura de proba de comprobación menor que a proba de comprobación no intervalo de proba principal.
Os procedementos de proba poden variar en complexidade segundo a complexidade do SIF e a filosofía de procedemento de proba da empresa. Algunhas empresas escriben procedementos de proba detallados paso a paso, mentres que outras teñen procedementos bastante breves. Ás veces utilízanse referencias a outros procedementos, como unha calibración estándar, para reducir o tamaño do procedemento de proba e para axudar a garantir a coherencia nas probas. Un bo procedemento de proba debe proporcionar detalles suficientes para garantir que todas as probas se realicen e documenten correctamente, pero non tantos detalles como para que os técnicos queiran omitir pasos. Facer que o técnico, que é responsable de realizar o paso de proba, poña as iniciais no paso de proba completado pode axudar a garantir que a proba se realice correctamente. A sinatura da proba de proba completada polo supervisor de instrumentos e os representantes de operacións tamén subliñará a importancia e asegurará unha proba de proba completada correctamente.
Sempre se debe solicitar a opinión dos técnicos para axudar a mellorar o procedemento. O éxito dun procedemento de proba reside en gran parte nas mans dos técnicos, polo que se recomenda encarecidamente un esforzo colaborativo.
A maioría das probas de verificación realízanse normalmente fóra de liña durante unha parada ou unha parada. Nalgúns casos, pode ser necesario realizar as probas de verificación en liña mentres se executa para cumprir os cálculos do SIL ou outros requisitos. As probas en liña requiren planificación e coordinación con Operacións para permitir que a proba de verificación se realice de forma segura, sen unha interrupción do proceso e sen causar unha desconexión espuria. Só se necesita unha desconexión espuria para usar todos os seus attaboys. Durante este tipo de proba, cando o SIF non está totalmente dispoñible para realizar a súa tarefa de seguridade, o 61511-1, Cláusula 11.8.5, establece que "As medidas compensatorias que garantan un funcionamento seguro continuo deberán proporcionarse de acordo con 11.3 cando o SIS estea en derivación (reparación ou proba)". Un procedemento de xestión de situacións anormais debe ir xunto co procedemento de proba de verificación para axudar a garantir que isto se faga correctamente.
Un SIF divídese normalmente en tres partes principais: sensores, solucionadores lóxicos e elementos finais. Tamén adoitan haber dispositivos auxiliares que se poden asociar dentro de cada unha destas tres partes (por exemplo, barreiras IS, amplificadores de disparo, relés interpostos, solenoides, etc.) que tamén deben probarse. Os aspectos críticos da proba de cada unha destas tecnoloxías pódense atopar na barra lateral "Probas de sensores, solucionadores lóxicos e elementos finais" (a continuación).
Algunhas cousas son máis fáciles de probar que outras. Moitas tecnoloxías modernas e algunhas antigas de fluxo e nivel pertencen á categoría máis difícil. Entre elas inclúense os caudalímetros Coriolis, os medidores de vórtice, os medidores de magnésio, os radares a través do aire, os interruptores de nivel ultrasónicos e os interruptores de proceso in situ, por citar algúns. Afortunadamente, moitos destes dispositivos agora contan con diagnósticos mellorados que permiten realizar probas máis eficaces.
A dificultade de probar un dispositivo deste tipo no campo debe terse en conta no deseño dun SIF. É doado para a enxeñaría seleccionar dispositivos SIF sen considerar seriamente o que se requiriría para probalo, xa que non serán as persoas que os probarán. Isto tamén se aplica ás probas de carreira parcial, que son unha forma común de mellorar a probabilidade media de fallo baixo demanda (PFDavg) dun SIF, pero máis tarde o equipo de operacións da planta non quere facelo e moitas veces pode que non o faga. Supervise sempre a planta da enxeñaría dos SIF en canto ás probas.
A proba de seguridade debe incluír unha inspección da instalación e reparación do SIF segundo sexa necesario para cumprir coa norma 61511-1, cláusula 16.3.2. Debe haber unha inspección final para garantir que todo estea ben axustado e unha dobre comprobación de que o SIF se volveu colocar correctamente en servizo.
Escribir e implementar un bo procedemento de proba é un paso importante para garantir a integridade do SIF durante a súa vida útil. O procedemento de proba debe proporcionar detalles suficientes para garantir que as probas requiridas se realicen e documenten de forma consistente e segura. Os fallos perigosos que non se comproben mediante probas de proba deben compensarse para garantir que a integridade de seguridade do SIF se manteña adecuadamente durante a súa vida útil.
Redactar un bo procedemento de proba de seguridade require unha abordaxe lóxica da análise de enxeñaría dos posibles fallos perigosos, a selección dos medios e a redacción dos pasos da proba de seguridade que estean dentro das capacidades de proba da planta. Ao longo do proceso, obtén a aceptación da planta en todos os niveis para as probas e forma os técnicos para realizar e documentar a proba de seguridade, así como para comprender a importancia da proba. Redacta instrucións coma se foses o técnico de instrumentos que terá que facer o traballo, e que as vidas dependen de facer as probas correctamente, porque o 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 adoita dividirse en tres partes principais: sensores, solucionadores lóxicos e elementos finais. Tamén adoitan haber dispositivos auxiliares que se poden asociar dentro de cada unha destas tres partes (por exemplo, barreiras IS, amplificadores de disparo, relés interpostos, solenoides, etc.) que tamén deben probarse.
Probas de proba do sensor: A proba de proba do sensor debe garantir que este poida detectar a variable de proceso en todo o seu rango e transmitir o sinal axeitado ao solucionador lóxico SIS para a súa avaliación. Aínda que non é exhaustiva, algunhas das cousas a ter en conta ao crear a parte do sensor do procedemento de proba de proba indícanse na Táboa 1.
Proba de proba do solucionador lóxico: Cando se realizan probas de proba de función completa, próbase a participación do solucionador lóxico na realización da acción de seguridade do SIF e as accións relacionadas (por exemplo, alarmas, reinicio, derivacións, diagnósticos de usuario, redundancias, HMI, etc.). As probas de proba de función parciais ou fragmentadas deben realizar todas estas probas como parte das probas de proba individuais superpostas. O fabricante do solucionador lóxico debe ter un procedemento de proba de proba recomendado no manual de seguridade do dispositivo. Se non é así e como mínimo, débese reactivar a alimentación do solucionador lóxico e deben comprobarse os rexistros de diagnóstico do solucionador lóxico, as luces de estado, as tensións de alimentación, as ligazóns de comunicación e a redundancia. Estas comprobacións deben realizarse antes da proba de proba de función completa.
Non supoñas que o software é válido para sempre e que a lóxica non precisa ser probada despois da proba inicial, xa que os cambios e as actualizacións de software e hardware non documentados, non autorizados e non probados poden infiltrarse nos sistemas co paso do tempo e deben terse en conta na túa filosofía xeral de proba. A xestión dos rexistros de cambios, mantemento e revisións debe revisarse para garantir que estean actualizados e se manteñan correctamente e, se é posible, o programa de aplicación debe compararse coa última copia de seguridade.
Tamén se debe ter coidado en probar todas as funcións auxiliares e de diagnóstico do solucionador de lóxica de usuario (por exemplo, vixilantes, enlaces de comunicación, dispositivos de ciberseguridade, etc.).
Proba de proba do elemento final: a maioría dos elementos finais son válvulas; porén, os arrancadores de motores de equipos rotativos, os accionamentos de velocidade variable e outros compoñentes eléctricos como os contactores e os interruptores automáticos tamén se usan como elementos finais e os seus modos de fallo deben ser analizados e probados.
Os principais modos de fallo das válvulas son o atasco, un tempo de resposta demasiado lento ou demasiado rápido e as fugas, todos eles afectados pola interface do proceso operativo da válvula no momento do disparo. Aínda que probar a válvula en condicións de funcionamento é o caso máis desexable, o equipo de operacións xeralmente oponse a disparar o SIF mentres a planta está en funcionamento. A maioría das válvulas SIS adoitan probarse mentres a planta está abaixo a presión diferencial cero, que é a condición de funcionamento menos esixente. O usuario debe ser consciente da peor presión diferencial operativa e dos efectos de degradación da válvula e do proceso, que deben terse en conta no deseño e dimensionamento da válvula e do 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).
As temperaturas ambientes tamén poden afectar as cargas de fricción das válvulas, polo que as probas de válvulas en tempo cálido xeralmente serán as menos esixentes en comparación co funcionamento en tempo frío. Como resultado, débese considerar a realización de probas de válvulas a unha temperatura constante para proporcionar datos consistentes para as probas inferenciais para a determinación da degradación do rendemento da válvula.
As válvulas con posicionadores intelixentes ou un controlador de válvulas dixital xeralmente teñen a capacidade de crear unha sinatura de válvula que se pode usar para controlar a degradación no rendemento da válvula. Pódese solicitar unha sinatura de válvula de referencia como parte da orde de compra ou pódese crear unha durante a proba de proba inicial para que sirva como referencia. A sinatura da válvula debe facerse tanto para a apertura como para o peche da válvula. Tamén se debe usar un diagnóstico avanzado de válvulas se está dispoñible. Isto pode axudar a saber se o rendemento da válvula se está deteriorando comparando as sinaturas e os diagnósticos posteriores das probas de proba coa súa referencia. Este tipo de proba pode axudar a compensar por non probar a válvula ás peores presións de funcionamento.
A sinatura da válvula durante unha proba de proba tamén pode rexistrar o tempo de resposta con marcas de tempo, eliminando a necesidade dun cronómetro. Un maior tempo de resposta é un sinal de deterioración da válvula e dun aumento da carga de fricción para movela. Aínda que non existen estándares sobre os cambios no tempo de resposta da válvula, un patrón negativo de cambios dunha proba de proba a outra é indicativo da posible perda da marxe de seguridade e do rendemento da válvula. As probas de proba de válvulas SIS modernas deberían incluír unha sinatura da válvula como unha cuestión de boas prácticas de enxeñaría.
A presión de subministración de aire do instrumento da válvula debe medirse durante unha proba de proba. Aínda que o resorte da válvula para unha válvula de retorno de resorte é o que pecha a válvula, a forza ou o par implicado vén determinado por canto se comprime o resorte da válvula pola presión de subministración da válvula (segundo a lei de Hooke, F = kX). Se a presión de subministración é baixa, o resorte non se comprimirá tanto, polo que haberá menos forza dispoñible para mover a válvula cando sexa necesario. Aínda que non son inclusivas, algunhas das cousas a ter en conta ao crear a parte da válvula do procedemento de proba de proba indícanse na Táboa 2.
Data de publicación: 13 de novembro de 2019