Las pruebas de prueba son una parte integral del mantenimiento de la integridad de la seguridad de nuestros sistemas instrumentados de seguridad (SIS) y sistemas relacionados con la seguridad (por ejemplo, alarmas críticas, sistemas de incendio y gas, sistemas de enclavamiento instrumentados, etc.). Una prueba de prueba es una prueba periódica para detectar fallas peligrosas, probar la funcionalidad relacionada con la seguridad (por ejemplo, reinicio, derivaciones, alarmas, diagnóstico, apagado manual, etc.) y garantizar que el sistema cumpla con los estándares externos y de la empresa. Los resultados de las pruebas de prueba también son una medida de la efectividad del programa de integridad mecánica del SIS y la confiabilidad en campo del sistema.
Los procedimientos de prueba de prueba cubren los pasos de la prueba, desde la adquisición de permisos, la realización de notificaciones y la puesta fuera de servicio del sistema para realizar pruebas hasta garantizar pruebas integrales, documentar la prueba de prueba y sus resultados, volver a poner el sistema en servicio y evaluar los resultados de las pruebas actuales y las pruebas anteriores. resultados de la prueba.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Cláusula 16, cubre las pruebas de prueba de SIS. El informe técnico de ISA TR84.00.03 – “Integridad mecánica de sistemas instrumentados de seguridad (SIS)”, cubre las pruebas de prueba y actualmente se encuentra bajo revisión y se espera una nueva versión pronto. El informe técnico de ISA TR96.05.02 – “Pruebas de prueba in situ de válvulas automatizadas” se encuentra actualmente en desarrollo.
El informe HSE del Reino Unido CRR 428/2002 – “Principios para las pruebas de prueba de sistemas instrumentados de seguridad en la industria química” proporciona información sobre las pruebas de prueba y lo que están haciendo las empresas en el Reino Unido.
Un procedimiento de prueba de prueba se basa en un análisis de los modos de falla peligrosos conocidos para cada uno de los componentes en la ruta de disparo de la función instrumentada de seguridad (SIF), la funcionalidad SIF como sistema y cómo (y si) probar la falla peligrosa. modo. El desarrollo del procedimiento debe comenzar en la fase de diseño del SIF con el diseño del sistema, la selección de componentes y la determinación de cuándo y cómo realizar la prueba. Los instrumentos SIS tienen diversos grados de dificultad en las pruebas de prueba que deben considerarse en el diseño, operación y mantenimiento del SIF. Por ejemplo, los medidores de orificio y los transmisores de presión son más fáciles de probar que los medidores de flujo másico Coriolis, los medidores magnéticos o los sensores de nivel de radar a través del aire. La aplicación y el diseño de la válvula también pueden afectar la exhaustividad de la prueba de prueba de la válvula para garantizar que las fallas peligrosas e incipientes debido a degradación, obstrucción o fallas dependientes del tiempo no conduzcan a una falla crítica dentro del intervalo de prueba seleccionado.
Si bien los procedimientos de prueba de prueba generalmente se desarrollan durante la fase de ingeniería del SIF, también deben ser revisados por la Autoridad Técnica del SIS del sitio, Operaciones y los técnicos de instrumentos que realizarán las pruebas. También se debe realizar un análisis de seguridad laboral (JSA). Es importante lograr la aceptación de la planta sobre qué pruebas se realizarán y cuándo, y sobre su viabilidad física y de seguridad. Por ejemplo, no sirve de nada especificar pruebas de carrera parcial cuando el grupo de Operaciones no está de acuerdo en realizarlas. También se recomienda que los procedimientos de prueba sean revisados por un experto independiente en la materia (PYME). Las pruebas típicas requeridas para una prueba de funcionamiento completo se ilustran en la Figura 1.
Requisitos de prueba de prueba de funcionamiento completo Figura 1: Una especificación de prueba de prueba de funcionamiento completo para una función instrumentada de seguridad (SIF) y su sistema instrumentado de seguridad (SIS) debe detallar o hacer referencia a los pasos en secuencia desde los preparativos y procedimientos de prueba hasta las notificaciones y documentación. .
Figura 1: Una especificación de prueba de prueba de funcionamiento completa para una función instrumentada de seguridad (SIF) y su sistema instrumentado de seguridad (SIS) debe detallar o hacer referencia a los pasos en secuencia desde los preparativos y procedimientos de prueba hasta las notificaciones y documentación.
La prueba de prueba es una acción de mantenimiento planificada que debe realizar personal competente capacitado en pruebas de SIS, el procedimiento de prueba y los bucles de SIS que probarán. Debe haber un recorrido por el procedimiento antes de realizar la prueba de prueba inicial y luego enviar comentarios a la Autoridad Técnica del SIS del sitio para mejoras o correcciones.
Hay dos modos de falla principales (seguro o peligroso), que se subdividen en cuatro modos: peligroso no detectado, peligroso detectado (mediante diagnóstico), seguro no detectado y seguro detectado. En este artículo se utilizan indistintamente los términos de falla peligrosa y peligrosa no detectada.
En las pruebas de prueba SIF, nos interesan principalmente los modos de falla peligrosos no detectados, pero si hay diagnósticos de usuario que detectan fallas peligrosas, estos diagnósticos deben probarse. Tenga en cuenta que, a diferencia de los diagnósticos del usuario, los diagnósticos internos del dispositivo normalmente no pueden ser validados como funcionales por el usuario, y esto puede influir en la filosofía de la prueba de prueba. Cuando se toma crédito por los diagnósticos en los cálculos SIL, las alarmas de diagnóstico (por ejemplo, alarmas fuera de rango) deben probarse como parte de la prueba de prueba.
Los modos de falla se pueden dividir a su vez en aquellos probados durante una prueba de prueba, aquellos no probados y fallas incipientes o fallas dependientes del tiempo. Algunos modos de falla peligrosos pueden no probarse directamente por diversas razones (por ejemplo, dificultad, decisión operativa o de ingeniería, ignorancia, incompetencia, omisión o comisión de errores sistemáticos, baja probabilidad de ocurrencia, etc.). Si hay modos de falla conocidos que no se probarán, se debe realizar una compensación en el diseño del dispositivo, el procedimiento de prueba, el reemplazo o reconstrucción periódica del dispositivo y/o se deben realizar pruebas inferenciales para minimizar el efecto sobre la integridad SIF de no realizar pruebas.
Una falla incipiente es un estado o condición degradante tal que se puede esperar razonablemente que ocurra una falla crítica y peligrosa si no se toman acciones correctivas de manera oportuna. Por lo general, se detectan mediante comparación del rendimiento con pruebas de referencia recientes o iniciales (por ejemplo, firmas de válvulas o tiempos de respuesta de válvulas) o mediante inspección (por ejemplo, un puerto de proceso obstruido). Las fallas incipientes suelen depender del tiempo: cuanto más tiempo esté en servicio el dispositivo o conjunto, más se degrada; Las condiciones que facilitan una falla aleatoria se vuelven más probables, la obstrucción del puerto de proceso o la acumulación del sensor con el tiempo, la vida útil se ha agotado, etc. Por lo tanto, cuanto más largo sea el intervalo de prueba, más probable será una falla incipiente o dependiente del tiempo. Cualquier protección contra fallas incipientes también debe someterse a prueba (purga de puertos, rastreo de calor, etc.).
Los procedimientos deben escribirse para comprobar la existencia de fallas peligrosas (no detectadas). Las técnicas de análisis de modo y efecto de falla (FMEA) o análisis de modo, efecto y diagnóstico de falla (FMEDA) pueden ayudar a identificar fallas peligrosas no detectadas y dónde se debe mejorar la cobertura de las pruebas de prueba.
Muchos procedimientos de prueba de verificación se basan en experiencia escrita y plantillas de procedimientos existentes. Los nuevos procedimientos y los SIF más complicados exigen un enfoque más diseñado que utilice AMEF/FMEDA para analizar fallas peligrosas, determinar cómo el procedimiento de prueba probará o no esas fallas y la cobertura de las pruebas. En la Figura 2 se muestra un diagrama de bloques de análisis del modo de falla a nivel macro para un sensor. Por lo general, el FMEA solo debe realizarse una vez para un tipo particular de dispositivo y reutilizarse para dispositivos similares teniendo en cuenta su servicio de proceso, instalación y capacidades de prueba en el sitio. .
Análisis de fallas a nivel macro Figura 2: Este diagrama de bloques de análisis del modo de falla a nivel macro para un sensor y transmisor de presión (PT) muestra las funciones principales que normalmente se dividirán en múltiples análisis de micro fallas para definir completamente las fallas potenciales que se deben abordar. en las pruebas de funcionamiento.
Figura 2: Este diagrama de bloques de análisis del modo de falla a nivel macro para un sensor y transmisor de presión (PT) muestra las funciones principales que normalmente se dividirán en múltiples análisis de micro fallas para definir completamente las fallas potenciales que se abordarán en las pruebas de función.
El porcentaje de fallas conocidas, peligrosas y no detectadas que se prueban se denomina cobertura de prueba de prueba (PTC). PTC se utiliza comúnmente en los cálculos SIL para "compensar" la imposibilidad de probar más completamente el SIF. Las personas tienen la creencia errónea de que debido a que consideraron la falta de cobertura de prueba en su cálculo del SIL, diseñaron un SIF confiable. El simple hecho es que, si la cobertura de su prueba es del 75 %, y si incluye ese número en su cálculo SIL y prueba cosas que ya está probando con más frecuencia, estadísticamente aún pueden ocurrir el 25 % de las fallas peligrosas. Seguro que no quiero estar en ese 25%.
Los informes de aprobación de FMEDA y los manuales de seguridad para dispositivos generalmente proporcionan un procedimiento de prueba de prueba mínimo y una cobertura de prueba de prueba. Estos proporcionan sólo una guía, no todos los pasos de prueba necesarios para un procedimiento de prueba de prueba integral. Otros tipos de análisis de fallas, como el análisis de árbol de fallas y el mantenimiento centrado en la confiabilidad, también se utilizan para analizar fallas peligrosas.
Las pruebas de prueba se pueden dividir en pruebas funcionales completas (de un extremo a otro) o funcionales parciales (Figura 3). Las pruebas funcionales parciales se realizan comúnmente cuando los componentes del SIF tienen diferentes intervalos de prueba en los cálculos del SIL que no se alinean con las paradas o paradas planificadas. Es importante que los procedimientos de prueba de prueba funcional parcial se superpongan de modo que juntos prueben toda la funcionalidad de seguridad del SIF. Con las pruebas funcionales parciales, todavía se recomienda que el SIF tenga una prueba de prueba inicial de extremo a extremo y pruebas posteriores durante los plazos de entrega.
Las pruebas de prueba parciales deben sumar Figura 3: Las pruebas de prueba parciales combinadas (abajo) deben cubrir todas las funcionalidades de una prueba de prueba funcional completa (arriba).
Figura 3: Las pruebas de prueba parciales combinadas (abajo) deben cubrir todas las funcionalidades de una prueba de prueba funcional completa (arriba).
Una prueba de prueba parcial solo prueba un porcentaje de los modos de falla de un dispositivo. Un ejemplo común es la prueba de válvula de carrera parcial, donde la válvula se mueve un poco (10-20%) para verificar que no esté atascada. Esta tiene una cobertura de prueba de prueba menor que la prueba de prueba en el intervalo de prueba principal.
Los procedimientos de prueba de prueba pueden variar en complejidad según la complejidad del SIF y la filosofía del procedimiento de prueba de la empresa. Algunas empresas redactan procedimientos de prueba detallados paso a paso, mientras que otras tienen procedimientos bastante breves. A veces se utilizan referencias a otros procedimientos, como una calibración estándar, para reducir el tamaño del procedimiento de prueba de prueba y ayudar a garantizar la coherencia en las pruebas. Un buen procedimiento de prueba de prueba debe proporcionar suficientes detalles para garantizar que todas las pruebas se realicen y documenten adecuadamente, pero no tantos detalles como para que los técnicos quieran omitir pasos. Hacer que el técnico, responsable de realizar el paso de la prueba, ponga sus iniciales en el paso de la prueba completado puede ayudar a garantizar que la prueba se realizará correctamente. La aprobación de la prueba de prueba completa por parte del supervisor de instrumentos y los representantes de operaciones también enfatizará la importancia y garantizará una prueba de prueba completada correctamente.
Siempre se debe invitar a los técnicos a recibir comentarios para ayudar a mejorar el procedimiento. El éxito de un procedimiento de prueba depende en gran medida de las manos del técnico, por lo que se recomienda encarecidamente un esfuerzo colaborativo.
La mayoría de las pruebas de prueba generalmente se realizan fuera de línea durante un cierre o una parada. En algunos casos, es posible que sea necesario realizar pruebas de prueba en línea mientras se ejecuta para satisfacer los cálculos SIL u otros requisitos. Las pruebas en línea requieren planificación y coordinación con Operaciones para permitir que la prueba de prueba se realice de forma segura, sin alterar el proceso y sin provocar un viaje espurio. Sólo hace falta un viaje falso para agotar todos tus ataques. Durante este tipo de prueba, cuando el SIF no está completamente disponible para realizar su tarea de seguridad, 61511-1, Cláusula 11.8.5, establece que "Se deben proporcionar medidas compensatorias que garanticen una operación segura continua de acuerdo con 11.3 cuando el SIS esté en funcionamiento". derivación (reparación o prueba)”. Un procedimiento de gestión de situaciones anormales debe ir acompañado del procedimiento de prueba de prueba para ayudar a garantizar que se realice correctamente.
Un SIF normalmente se divide en tres partes principales: sensores, solucionadores lógicos y elementos finales. También suelen existir dispositivos auxiliares que pueden asociarse dentro de cada una de estas tres partes (por ejemplo, barreras IS, amplificadores de disparo, relés de interposición, solenoides, etc.) que también deben probarse. Los aspectos críticos de las pruebas de cada una de estas tecnologías se pueden encontrar en la barra lateral, "Pruebas de sensores, solucionadores lógicos y elementos finales" (abajo).
Algunas cosas son más fáciles de probar que otras. Muchas tecnologías de flujo y nivel modernas y algunas más antiguas se encuentran en la categoría más difícil. Estos incluyen caudalímetros Coriolis, medidores de vórtice, medidores magnéticos, radares a través del aire, nivel ultrasónico e interruptores de proceso in situ, por nombrar algunos. Afortunadamente, muchos de ellos ahora cuentan con diagnósticos mejorados que permiten realizar pruebas mejoradas.
La dificultad de probar un dispositivo de este tipo en el campo debe considerarse en el diseño del SIF. Es fácil para los ingenieros seleccionar dispositivos SIF sin considerar seriamente lo que se requeriría para probar el dispositivo, ya que no serán ellas las personas que los probarán. Esto también se aplica a las pruebas de carrera parcial, que es una forma común de mejorar la probabilidad promedio de falla según demanda (PFDavg) de SIF, pero más adelante Operaciones de la planta no quiere hacerlo, y muchas veces es posible que no lo haga. Proporcionar siempre supervisión de planta de la ingeniería de los SIF en lo que respecta a las pruebas de prueba.
La prueba de prueba debe incluir una inspección de la instalación y reparación del SIF según sea necesario para cumplir con la Cláusula 16.3.2 de 61511-1. Debe realizarse una inspección final para garantizar que todo esté en orden y una doble verificación de que el SIF se haya vuelto a poner correctamente en servicio de proceso.
Redactar e implementar un buen procedimiento de prueba es un paso importante para garantizar la integridad del SIF durante su vida útil. El procedimiento de prueba debe proporcionar detalles suficientes para garantizar que las pruebas requeridas se realicen y documenten de manera consistente y segura. Los fallos peligrosos que no se hayan comprobado mediante pruebas de calidad deberían compensarse para garantizar que la integridad de la seguridad del SIF se mantenga adecuadamente durante su vida útil.
Escribir un buen procedimiento de prueba requiere un enfoque lógico para el análisis de ingeniería de las posibles fallas peligrosas, seleccionar los medios y escribir los pasos de prueba que estén dentro de las capacidades de prueba de la planta. En el camino, consiga la aceptación de la planta en todos los niveles para las pruebas y capacite a los técnicos para realizar y documentar la prueba de prueba, así como para comprender la importancia de la prueba. Escriba instrucciones como si fuera el técnico del instrumento que tendrá que hacer el trabajo y del que dependen vidas de realizar las pruebas correctamente, porque es así.
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 normalmente se divide en tres partes principales: sensores, solucionadores lógicos y elementos finales. También suele haber dispositivos auxiliares que pueden asociarse dentro de cada una de estas tres partes (por ejemplo, barreras IS, amplificadores de disparo, relés de interposición, solenoides, etc.) que también deben probarse.
Pruebas de prueba del sensor: La prueba de prueba del sensor debe garantizar que el sensor pueda detectar la variable del proceso en todo su rango y transmitir la señal adecuada al solucionador lógico SIS para su evaluación. Si bien no son exhaustivas, algunas de las cosas a considerar al crear la parte del sensor del procedimiento de prueba de prueba se detallan en la Tabla 1.
Prueba de prueba del solucionador lógico: cuando se realiza una prueba de prueba de función completa, se prueba la parte del solucionador lógico en el cumplimiento de la acción de seguridad del SIF y las acciones relacionadas (por ejemplo, alarmas, restablecimiento, derivaciones, diagnósticos de usuario, redundancias, HMI, etc.). Las pruebas de prueba de función parciales o fragmentadas deben realizar todas estas pruebas como parte de las pruebas de prueba individuales superpuestas. El fabricante del solucionador lógico debe tener un procedimiento de prueba recomendado en el manual de seguridad del dispositivo. De lo contrario, y como mínimo, se debe reiniciar la alimentación del solucionador lógico y se deben verificar los registros de diagnóstico, las luces de estado, los voltajes de la fuente de alimentación, los enlaces de comunicación y la redundancia del solucionador lógico. Estas comprobaciones deben realizarse antes de la prueba de funcionamiento completo.
No asuma que el software es bueno para siempre y que no es necesario probar la lógica después de la prueba inicial, ya que los cambios de software y hardware y las actualizaciones de software no documentados, no autorizados y no probados pueden introducirse en los sistemas con el tiempo y deben tenerse en cuenta en su estrategia general. Filosofía de la prueba de prueba. La gestión de los registros de cambios, mantenimiento y revisión debe revisarse para garantizar que estén actualizados y mantenidos adecuadamente y, si es posible, el programa de aplicación debe compararse con la copia de seguridad más reciente.
También se debe tener cuidado de probar todas las funciones auxiliares y de diagnóstico del solucionador lógico de usuario (por ejemplo, perros guardianes, enlaces de comunicación, dispositivos de ciberseguridad, etc.).
Prueba de prueba de elementos finales: la mayoría de los elementos finales son válvulas; sin embargo, los arrancadores de motores de equipos giratorios, variadores de velocidad y otros componentes eléctricos como contactores y disyuntores también se utilizan como elementos finales y sus modos de falla deben analizarse y probarse.
Los principales modos de falla de las válvulas son el atascamiento, el tiempo de respuesta demasiado lento o demasiado rápido y las fugas, todos los cuales se ven afectados por la interfaz del proceso operativo de la válvula en el momento del disparo. Si bien probar la válvula en condiciones operativas es el caso más deseable, Operaciones generalmente se opondría a activar el SIF mientras la planta está en funcionamiento. La mayoría de las válvulas SIS generalmente se prueban mientras la planta está en presión diferencial cero, que es las condiciones de operación menos exigentes. El usuario debe ser consciente de la presión diferencial operativa en el peor de los casos y de los efectos de degradación de la válvula y del proceso, que deben tenerse en cuenta en el diseño y tamaño de la válvula y el 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).
Las temperaturas ambiente también pueden afectar las cargas de fricción de las válvulas, por lo que probar las válvulas en climas cálidos generalmente será la carga de fricción menos exigente en comparación con la operación en climas fríos. Como resultado, se debe considerar la realización de pruebas de prueba de válvulas a una temperatura constante para proporcionar datos consistentes para pruebas inferenciales para determinar la degradación del rendimiento de la válvula.
Las válvulas con posicionadores inteligentes o un controlador de válvula digital generalmente tienen la capacidad de crear una firma de válvula que puede usarse para monitorear la degradación en el rendimiento de la válvula. Se puede solicitar una firma de válvula de referencia como parte de su orden de compra o puede crear una durante la prueba de prueba inicial para que sirva como referencia. La firma de la válvula debe realizarse tanto para la apertura como para el cierre de la válvula. También se debe utilizar el diagnóstico avanzado de válvulas, si está disponible. Esto puede ayudarle a saber si el rendimiento de su válvula se está deteriorando al comparar las firmas y diagnósticos de las pruebas de prueba posteriores con su línea de base. Este tipo de prueba puede ayudar a compensar el hecho de no probar la válvula en las presiones de funcionamiento en el peor de los casos.
La firma de la válvula durante una prueba de prueba también puede registrar el tiempo de respuesta con marcas de tiempo, eliminando la necesidad de un cronómetro. Un mayor tiempo de respuesta es un signo de deterioro de la válvula y de mayor carga de fricción para mover la válvula. Si bien no existen estándares con respecto a los cambios en el tiempo de respuesta de la válvula, un patrón negativo de cambios de una prueba de prueba a otra es indicativo de la posible pérdida del margen de seguridad y el rendimiento de la válvula. Las pruebas de prueba de válvulas SIS modernas deberían incluir una firma de válvula como una cuestión de buenas prácticas de ingeniería.
La presión del suministro de aire del instrumento de la válvula debe medirse durante una prueba de prueba. Si bien el resorte de una válvula de retorno por resorte es lo que cierra la válvula, la fuerza o el torque involucrado está determinado por cuánto se comprime el resorte de la válvula por la presión de suministro de la válvula (según la ley de Hooke, F = kX). Si la presión de suministro es baja, el resorte no se comprimirá tanto, por lo que habrá menos fuerza disponible para mover la válvula cuando sea necesario. Si bien no son exhaustivas, algunas de las cosas a considerar al crear la parte de la válvula del procedimiento de prueba de prueba se dan en la Tabla 2.
Hora de publicación: 13-nov-2019
