実証試験は、当社の安全計装システム (SIS) および安全関連システム (重大警報、火災およびガス システム、計装インターロック システムなど) の安全性を維持するために不可欠な部分です。 プルーフテストは、危険な故障を検出し、安全関連機能 (リセット、バイパス、アラーム、診断、手動シャットダウンなど) をテストし、システムが社内および外部の基準を満たしていることを確認するための定期的なテストです。 実証試験の結果は、SIS 機械的完全性プログラムの有効性とシステムの現場での信頼性の尺度にもなります。
証明テスト手順には、許可の取得、通知の作成、テストのためのシステムの停止から、包括的なテストの確保、証明テストとその結果の文書化、システムの再稼働、現在のテスト結果と以前の証明の評価までのテスト手順が含まれます。試験結果。
ANSI/ISA/IEC 61511-1、第 16 条では、SIS 証明テストについて説明しています。 ISA 技術レポート TR84.00.03 – 「安全計装システム (SIS) の機械的完全性」は実証試験をカバーしており、現在改訂中であり、新しいバージョンが間もなく公開される予定です。 ISA 技術レポート TR96.05.02 – 「自動バルブの現場での証明試験」は現在開発中です。
英国 HSE レポート CRR 428/2002 – 「化学産業における安全計装システムの実証試験の原則」には、実証試験と英国での企業の取り組みに関する情報が記載されています。
実証テスト手順は、安全計装機能 (SIF) トリップ パス内の各コンポーネントの既知の危険な故障モード、システムとしての SIF 機能、および危険な故障をテストする方法 (およびテストするかどうか) の分析に基づいています。モード。 手順の開発は、システム設計、コンポーネントの選択、実証テストの時期と方法の決定を伴う SIF 設計段階で開始する必要があります。 SIS 機器には、さまざまな程度の証明テストの難易度があり、SIF の設計、操作、およびメンテナンスにおいて考慮する必要があります。 たとえば、オリフィス メーターや圧力トランスミッターは、コリオリ質量流量計、磁力計、または空中レーダー レベル センサーよりもテストが簡単です。 アプリケーションとバルブの設計は、劣化、詰まり、または時間依存の故障による危険な初期故障が、選択したテスト間隔内で重大な故障につながらないことを保証するためのバルブプルーフテストの包括性に影響を与える可能性があります。
実証試験手順は通常、SIF エンジニアリング段階で開発されますが、現場の SIS 技術当局、運用部門、および試験を行う機器技術者によっても検討される必要があります。 労働安全分析 (JSA) も行う必要があります。 どのようなテストをいつ行うか、また物理的および安全性の実現可能性について工場の同意を得ることが重要です。 たとえば、運用グループが同意しない場合に部分脳卒中検査を指定しても意味がありません。 また、独立した対象分野の専門家 (SME) によって証明テスト手順をレビューすることも推奨されます。 全機能プルーフテストに必要な典型的なテストを図 1 に示します。
全機能プルーフテストの要件 図 1: 安全計装機能 (SIF) およびその安全計装システム (SIS) の全機能プルーフテスト仕様書には、テストの準備、テスト手順から通知と文書化に至るまでの一連の手順が詳しく記載されるか、参照される必要があります。 。
図 1: 安全計装機能 (SIF) およびその安全計装システム (SIS) の全機能証明テスト仕様書では、テストの準備、テスト手順から通知および文書化に至るまでの一連の手順を詳細に説明または参照する必要があります。
プルーフ テストは、SIS テスト、プルーフ手順、テスト対象の SIS ループの訓練を受けた有能な担当者が実行する計画的なメンテナンス作業です。 最初の実証テストを実行する前に手順のウォークスルーが必要であり、その後、改善または修正のためにサイトの SIS 技術当局にフィードバックする必要があります。
2 つの主要な故障モード (安全または危険) があり、これらはさらに 4 つのモード (危険未検出、危険検出 (診断による)、安全未検出、安全検出) に分類されます。 この記事では、「危険」と「危険な未検出故障」という用語が同じ意味で使用されています。
SIF プルーフ テストでは、主に危険な未検出の故障モードに関心がありますが、危険な故障を検出するユーザー診断がある場合は、これらの診断をプルーフ テストする必要があります。 ユーザー診断とは異なり、デバイスの内部診断は通常、ユーザーが機能するかどうかを検証できず、これが実証テストの考え方に影響を与える可能性があることに注意してください。 SIL 計算で診断のクレジットが考慮される場合、診断アラーム (範囲外アラームなど) をプルーフ テストの一部としてテストする必要があります。
故障モードは、プルーフ テスト中にテストされるもの、テストされないもの、初期故障または時間依存故障にさらに分類できます。 一部の危険な故障モードは、さまざまな理由により直接テストできない場合があります (例: 困難、技術的または運用上の決定、無知、無能、省略または委託の系統的エラー、発生確率の低さなど)。 テスト対象外の既知の故障モードがある場合は、デバイスの設計、テスト手順、定期的なデバイスの交換または再構築において補償を行う必要があり、テストを行わないことによる SIF の完全性への影響を最小限に抑えるために推論テストを行う必要があります。
初期障害とは、是正措置が適時に講じられなかった場合に、重大で危険な障害が発生することが合理的に予想される、劣化状態または状態のことです。 これらは通常、最近または初期のベンチマークプルーフテストとの性能比較 (バルブのサインやバルブの応答時間など)、または検査 (プロセスポートの詰まりなど) によって検出されます。 初期故障は通常、時間に依存します。デバイスまたはアセンブリの使用期間が長くなるほど、劣化が進みます。 プロセスポートの詰まりやセンサーの時間の経過による蓄積、耐用年数の切れなど、偶発的な故障が発生しやすい状況が考えられます。したがって、プルーフテスト間隔が長ければ長いほど、初期故障または時間依存故障が発生する可能性が高くなります。 初期障害に対するあらゆる保護も、実証テスト (ポートのパージ、ヒート トレースなど) を行う必要があります。
危険な (未検出の) 障害に対する実証テストの手順を作成する必要があります。 故障モードおよび影響分析 (FMEA) または故障モード、影響および診断分析 (FMEDA) 手法は、検出されていない危険な故障や、実証テストの範囲を改善する必要がある箇所を特定するのに役立ちます。
多くの実証テスト手順は、既存の手順の経験とテンプレートに基づいて書かれています。 新しい手順とより複雑な SIF では、FMEA/FMEDA を使用して危険な障害を分析し、テスト手順でそれらの障害をどのようにテストするかどうか、およびテストの範囲を決定する、より工学的なアプローチが必要です。 センサーのマクロレベルの故障モード分析ブロック図を図 2 に示します。FMEA は通常、特定のタイプのデバイスに対して 1 回だけ実行する必要があり、プロセス サービス、設置、サイト テストの機能を考慮して同様のデバイスに再利用できます。 。
マクロレベルの故障解析 図 2: センサーと圧力トランスミッタ (PT) のこのマクロレベルの故障モード解析ブロック図は、通常、対処すべき潜在的な故障を完全に定義するために複数のミクロな故障解析に分割される主要な機能を示しています。機能テストで。
図 2: センサーと圧力トランスミッター (PT) のこのマクロレベルの故障モード解析ブロック図は、機能テストで対処すべき潜在的な故障を完全に定義するために、通常は複数のミクロな故障解析に分割される主要な機能を示しています。
既知の危険な未検出の故障のうち、プルーフ テストが行われた割合は、プルーフ テスト カバレッジ (PTC) と呼ばれます。 PTC は、SIF をより完全にテストするための失敗を「補償」するために、SIL 計算で一般的に使用されます。 SIL 計算でテスト カバレッジの欠如を考慮したため、信頼できる SIF が設計されたと誤解する人がいます。 単純な事実として、テスト カバレッジが 75% で、その数値を SIL の計算に織り込み、すでにテストしているものをより頻繁にテストしたとしても、危険なエラーの 25% は統計的に依然として発生する可能性があります。 私はその25％には入りたくないです。
FMEDA の承認レポートとデバイスの安全マニュアルには、通常、最小限の証明テスト手順と証明テスト範囲が記載されています。 これらは単なるガイダンスを提供するものであり、包括的な実証テスト手順に必要なすべてのテスト手順を提供するものではありません。 フォールト ツリー分析や信頼性中心の保守など、他のタイプの故障分析も危険な故障の分析に使用されます。
実証テストは、完全機能 (エンドツーエンド) テストと部分機能テストに分類できます (図 3)。 部分的な機能テストは、SIF のコンポーネントの SIL 計算におけるテスト間隔が計画されたシャットダウンやターンアラウンドと一致しない場合に通常行われます。 SIF のすべての安全機能を一緒にテストできるように、部分的な機能証明テスト手順を重複させることが重要です。 部分的な機能テストを行う場合でも、SIF は最初にエンドツーエンドの証明テストを実施し、その後はターンアラウンド中に実施することをお勧めします。
部分的な証明テストは合計する必要があります。 図 3: 結合された部分的な証明テスト (下) は、完全な機能の証明テスト (上) のすべての機能をカバーする必要があります。
図 3: 結合された部分的なプルーフ テスト (下) は、完全な機能のプルーフ テスト (上) のすべての機能をカバーする必要があります。
部分的な証明テストでは、デバイスの故障モードの一部のみがテストされます。 一般的な例は、バルブを少量 (10 ～ 20%) 動かして固着していないことを確認する部分ストローク バルブ テストです。 これは、一次テスト間隔でのプルーフ テストよりもプルーフ テスト カバレッジが低くなります。
プルーフ テスト手順の複雑さは、SIF の複雑さと企業のテスト手順の哲学に応じて異なります。 詳細なステップバイステップのテスト手順を作成している企業もあれば、かなり簡潔な手順を記載している企業もあります。 標準校正などの他の手順への参照は、プルーフ テスト手順のサイズを削減し、テストの一貫性を確保するために使用されることがあります。 優れた実証テスト手順では、すべてのテストが適切に実施され文書化されていることを確認するのに十分な詳細が提供される必要がありますが、技術者が手順をスキップしたくなるような詳細は提供しません。 テスト ステップの実行を担当する技術者に、完了したテスト ステップの初期化を依頼すると、テストが正しく行われることを確認するのに役立ちます。 機器の監督者と運用担当者による完了した実証試験の承認も重要性を強調し、実証試験が適切に完了したことを保証します。
手順を改善するために、技術者のフィードバックを常に求めてください。 実証テスト手順の成功は技術者の手に大きくかかっており、協力して取り組むことを強くお勧めします。
ほとんどの実証テストは通常、シャットダウンまたはターンアラウンド中にオフラインで行われます。 場合によっては、SIL 計算やその他の要件を満たすために、実行中にプルーフ テストをオンラインで行うことが必要になる場合があります。 オンライン テストでは、プルーフ テストをプロセスの混乱や誤ったトリップを引き起こすことなく安全に実行できるように、計画と運用部門との調整が必要です。 たった 1 回の偽りの旅行で、すべてのアタボーイを使い切ることができます。 このタイプのテスト中、SIF が安全タスクを実行するために完全に利用できない場合、61511-1、第 11.8.5 項には、「SIS が正常に動作していない場合、安全な動作の継続を保証する補償措置が 11.3 に従って提供されなければならない」と記載されています。バイパス（修理またはテスト）。」 異常状況管理手順は、これが適切に行われていることを確認するために、実証テスト手順と併用する必要があります。
SIF は通常、センサー、ロジック ソルバー、最終要素の 3 つの主要な部分に分割されます。 通常、これら 3 つの部品のそれぞれに関連する補助デバイス (IS バリア、トリップ アンプ、介在リレー、ソレノイドなど) もテストする必要があります。 これらの各テクノロジーの実証テストの重要な側面は、サイドバー「センサー、ロジック ソルバー、および最終要素のテスト」(下記) に記載されています。
他のものよりも証明テストが簡単なものもあります。 最新のフロー テクノロジと古いフロー テクノロジとレベル テクノロジの多くは、より難しい部類に属します。 これらには、コリオリ流量計、渦流量計、磁力計、空中レーダー、超音波レベル、現場プロセス スイッチなどがあります。 幸いなことに、これらの多くには診断機能が強化されており、テストを改善できます。
SIF 設計では、このようなデバイスを現場で実証テストすることの難しさを考慮する必要があります。 エンジニアリング担当者は、デバイスをテストする人ではないため、デバイスの実証テストに何が必要かを真剣に考慮せずに SIF デバイスを選択することが容易です。 これは、部分ストローク テストにも当てはまります。これは、SIF オンデマンド平均故障確率 (PFDavg) を改善する一般的な方法ですが、後でプラントの運用部門がそれを実行したくなくなり、多くの場合実行しない可能性があります。 実証試験に関しては、SIF のエンジニアリングを常に工場で監督してください。
実証試験には、61511-1、第 16.3.2 項を満たすために必要に応じて SIF の設置と修理の検査が含まれる必要があります。 すべてがきちんと固定されていることを確認するための最終検査と、SIF がプロセス サービスに適切に戻されていることを再確認する必要があります。
適切なテスト手順を作成して実装することは、SIF の存続期間全体にわたって SIF の整合性を確保するための重要なステップです。 テスト手順には、必要なテストが一貫して安全に実行され、文書化されていることを確認するために十分な詳細が提供される必要があります。 実証試験で試験されていない危険な故障は、SIF の安全性がその耐用年数にわたって適切に維持されることを保証するために補償される必要があります。
優れた証明テスト手順を作成するには、潜在的な危険な故障の工学的分析、手段の選択、およびプラントのテスト能力の範囲内で証明テスト手順の作成に対する論理的なアプローチが必要です。 その過程で、テストに対するあらゆるレベルで工場の賛同を得て、実証テストを実施して文書化し、テストの重要性を理解できるように技術者を訓練します。 あなたがその作業を行わなければならない機器技術者であるかのように指示を書きます。テストが正しく行われるかどうかが命を左右します。
センサー、ロジック ソルバー、最終要素のテスト SIF は通常、センサー、ロジック ソルバー、最終要素の 3 つの主要部分に分かれています。 また、通常、これら 3 つの部品のそれぞれに関連する補助デバイス (IS バリア、トリップ アンプ、介在リレー、ソレノイドなど) もテストする必要があります。センサーの耐力テスト: センサーの耐力テストでは、センサーはプロセス変数をその全範囲にわたって感知し、評価のために適切な信号を SIS ロジック ソルバーに送信できます。 包括的ではありませんが、プルーフ テスト手順のセンサー部分を作成する際に考慮すべき事項の一部を表 1 に示します。 表 1: センサー プルーフ テストの考慮事項 プロセス ポートのクリーニング/プロセス インターフェイスのチェック、顕著な蓄積が認められる 内部診断チェック、延長実行診断（利用可能な場合） センサーへのシミュレートされたプロセス入力によるセンサー校正（5 ポイント）、DCS まで検証、ドリフト チェック トリップ ポイント チェック 高/高-高/低/低-低アラーム 冗長性、投票劣化 範囲外、偏差、診断アラーム バイパスとアラーム、再点火 ユーザー診断 トランスミッターのフェールセーフ構成の検証 関連システム (パージ、ヒート トレースなど) および補助コンポーネントのテスト 物理的検査 発見された状態および残されたままの文書の完成 ロジック ソルバーの証明テスト: 全機能証明の場合テストが完了すると、SIF の安全アクションおよび関連アクション (アラーム、リセット、バイパス、ユーザー診断、冗長性、HMI など) を達成するためのロジック ソルバーの部分がテストされます。 部分的または部分的な機能証明テストでは、これらすべてのテストを、個別の重複する証明テストの一部として実行する必要があります。 ロジック ソルバーの製造元は、デバイスの安全性マニュアルに推奨されるプルーフ テスト手順を記載している必要があります。 そうでない場合は、少なくともロジック ソルバーの電源を入れ直し、ロジック ソルバーの診断レジスタ、ステータス ライト、電源電圧、通信リンク、および冗長性をチェックする必要があります。 これらのチェックは、全機能プルーフ テストの前に行う必要があります。文書化されていない、承認されていない、テストされていないソフトウェアとハードウェアの変更とソフトウェアのため、ソフトウェアが永久に良好であり、最初のプルーフ テスト後にロジックをテストする必要がないという仮定を立てないでください。更新は時間の経過とともにシステムに侵入する可能性があるため、全体的な実証テストの哲学に織り込む必要があります。 変更、メンテナンス、およびリビジョンのログの管理をレビューして、それらが最新で適切に維持されていることを確認する必要があります。可能であれば、アプリケーション プログラムを最新のバックアップと比較する必要があります。すべてのユーザー ロジックをテストすることにも注意する必要があります。ソルバーの補助および診断機能 (例: ウォッチドッグ、通信リンク、サイバーセキュリティ アプライアンスなど)。最終要素の証明テスト: ほとんどの最終要素はバルブですが、回転機器のモーター スターター、可変速ドライブ、およびコンタクターや回路などのその他の電気コンポーネントも含まれます。ブレーカーは最終要素としても使用され、その故障モードを分析し、証明テストを行う必要があります。バルブの主な故障モードは、固着、応答時間が遅すぎる、または速すぎる、漏れです。これらはすべて、バルブの動作プロセスインターフェースの影響を受けます。旅行の時に。 動作条件でバルブをテストすることが最も望ましいケースですが、運用部門は一般に、プラントの動作中に SIF をトリップさせることに反対します。 ほとんどの SIS バルブは通常、プラントが差圧ゼロで停止しているときにテストされますが、これは動作条件の要求が最も低い状態です。 ユーザーは、最悪の場合の動作差圧と、バルブとプロセスの劣化の影響を認識しておく必要があります。これらの影響は、バルブとアクチュエータの設計とサイジングに織り込む必要があります。通常、プロセス動作条件でテストしないことを補うために、追加の安全圧力/推力/トルクマージンがバルブアクチュエータに追加され、ベースラインテストを利用して推論性能テストが行われます。 これらの推論テストの例としては、バルブの応答時間を測定する場合、スマート ポジショナーまたはデジタル バルブ コントローラーを使用してバルブの圧力/位置曲線またはシグネチャを記録する場合、または事前診断をプルーフ テスト中に実行して以前のテスト結果と比較する場合や、ベースラインを使用してバルブの性能低下を検出し、初期故障の可能性を示します。 また、タイトシャットオフ (TSO) が要件の場合は、バルブをストロークするだけでは漏れがテストされないため、定期的にバルブの漏れテストを実行する必要があります。 ISA TR96.05.02 は、テストの実施方法に基づいて、SIS バルブの 4 つの異なるレベルのテストとその典型的なプルーフテスト範囲に関するガイダンスを提供することを目的としています。 人々 (特にユーザー) は、この技術レポートの作成に参加することをお勧めします (crobinson@isa.org までお問い合わせください)。周囲温度もバルブの摩擦負荷に影響を与える可能性があるため、暖かい天候でのバルブのテストは、通常、摩擦負荷の要求が最も低くなります。寒冷地での運用との比較。 結果として、バルブの性能劣化を判断するための推論試験に一貫したデータを提供するには、一貫した温度でのバルブのプルーフ試験を考慮する必要があります。スマート ポジショナまたはデジタル バルブ コントローラを備えたバルブは、一般に、バルブ シグネチャを作成する機能を備えています。バルブの性能低下を監視するために使用されます。 ベースライン バルブ署名は注文書の一部としてリクエストすることも、最初のプルーフ テスト中にベースラインとして機能する署名を作成することもできます。 バルブ署名は、バルブの開閉の両方に対して実行する必要があります。 利用可能な場合は、高度なバルブ診断も使用する必要があります。 これは、後続のプルーフテストバルブのサインと診断をベースラインと比較することで、バルブの性能が低下しているかどうかを知るのに役立ちます。 このタイプのテストは、最悪の場合の動作圧力でバルブをテストしなかったことを補うのに役立ちます。また、プルーフテスト中のバルブの署名により、タイムスタンプ付きの応答時間を記録できる場合があり、これによりストップウォッチが不要になります。 応答時間の増加は、バルブの劣化とバルブを動かすための摩擦負荷の増加の兆候です。 バルブの応答時間の変化に関する規格はありませんが、プルーフ テストごとにマイナスの変化パターンが見られる場合は、バルブの安全マージンと性能が失われる可能性があることを示しています。 最新の SIS バルブのプルーフテストには、優れたエンジニアリング慣行としてバルブの署名を含める必要があります。プルーフテスト中に、バルブ計器の空気供給圧力を測定する必要があります。 スプリングリターンバルブのバルブスプリングはバルブを閉じるものですが、関係する力またはトルクは、バルブスプリングがバルブ供給圧力によってどれだけ圧縮されるかによって決まります（フックの法則、F = kX による）。 供給圧力が低い場合、スプリングはそれほど圧縮されないため、必要なときにバルブを動かすために利用できる力が少なくなります。 包括的なものではありませんが、プルーフ テスト手順のバルブ部分を作成する際に考慮すべき事項の一部を表 2 に示します。 表 2: 最終要素のバルブ アセンブリに関する考慮事項 プロセス動作圧力でのバルブの安全動作のテスト (最適ですが、通常は行われません)。バルブの応答時間を測定します。 冗長性の検証 差圧ゼロでのバルブの安全動作をテストし、バルブの応答時間を測定します。 冗長性を検証する プルーフテストの一部としてバルブのシグネチャと診断を実行し、ベースラインおよび以前のテストと比較します。 バルブの動作を視覚的に観察します（異常な振動や騒音などのない適切な動作）。 DCS 上のバルブフィールドと位置表示を確認します。バルブの信頼性を確保するために、プルーフテスト中にバルブを少なくとも 5 回完全にストロークさせます。 (これは、重大な劣化の影響や初期の障害を修正することを目的としたものではありません)。 バルブのメンテナンス記録をレビューして、変更が必要なバルブの SRS 仕様を満たしていることを確認します。 通電トリップ システムの診断テスト タイト シャット オフ (TSO) が必要な場合の漏れテスト コマンドがアラーム機能に一致しないことを確認します。 バルブ アセンブリと内部構造を検査します。 取り外し、テスト、再構築します。必要に応じて、発見時および放置時の文書を完成させる ソレノイド 必要な応答時間を提供するために通気を評価する デジタルバルブコントローラーまたはスマートポジショナーによるソレノイドの性能を評価する 冗長ソレノイドの性能を検証する (例: 1oo2、2oo3) リレーの介在 正しい動作、冗長性を検証する デバイスの検査
SIF は通常、センサー、ロジック ソルバー、最終要素の 3 つの主要な部分に分割されます。 通常、これら 3 つの部品のそれぞれに関連する補助デバイス (IS バリア、トリップ アンプ、介在リレー、ソレノイドなど) もテストする必要があります。
センサープルーフテスト: センサープルーフテストでは、センサーが全範囲にわたってプロセス変数を感知し、評価のために適切な信号を SIS ロジックソルバーに送信できることを確認する必要があります。 包括的ではありませんが、実証テスト手順のセンサー部分を作成する際に考慮すべき事項の一部を表 1 に示します。
ロジック ソルバーの証明テスト: 全機能の証明テストが完了すると、SIF の安全アクションおよび関連アクション (アラーム、リセット、バイパス、ユーザー診断、冗長性、HMI など) を実行するロジック ソルバーの部分がテストされます。 部分的または部分的な機能証明テストでは、これらすべてのテストを、個別の重複する証明テストの一部として実行する必要があります。 ロジック ソルバーの製造元は、デバイスの安全性マニュアルに推奨されるプルーフ テスト手順を記載している必要があります。 そうでない場合は、少なくともロジック ソルバーの電源を入れ直し、ロジック ソルバーの診断レジスタ、ステータス ライト、電源電圧、通信リンク、および冗長性をチェックする必要があります。 これらのチェックは、全機能の実証テストの前に行う必要があります。
ソフトウェアは永久に良好であり、最初の実証テスト後にロジックをテストする必要はないと仮定しないでください。文書化されていない、無許可でテストされていないソフトウェアとハードウェアの変更やソフトウェアの更新は、時間の経過とともにシステムに侵入する可能性があり、全体的な影響を考慮する必要があるためです。実証試験の哲学。 変更、メンテナンス、およびリビジョンのログの管理を見直して、それらが最新で適切に維持されていることを確認する必要があります。また、可能であれば、アプリケーション プログラムを最新のバックアップと比較する必要があります。
すべてのユーザー ロジック ソルバーの補助機能と診断機能 (ウォッチドッグ、通信リンク、サイバーセキュリティ アプライアンスなど) をテストする場合にも注意が必要です。
最終要素の証明テスト: ほとんどの最終要素はバルブですが、回転機器のモータースターター、可変速ドライブ、コンタクターやサーキットブレーカーなどのその他の電気部品も最終要素として使用され、それらの故障モードを分析して証明テストを行う必要があります。
バルブの主な故障モードは、固着、応答時間が遅すぎる、または速すぎる、漏れです。これらはすべて、トリップ時のバルブの動作プロセスインターフェースの影響を受けます。 動作条件でバルブをテストすることが最も望ましいケースですが、運用部門は一般に、プラントの動作中に SIF をトリップさせることに反対します。 ほとんどの SIS バルブは通常、プラントが差圧ゼロで停止しているときにテストされますが、これは動作条件の要求が最も低い状態です。 ユーザーは、最悪の場合の動作差圧と、バルブとプロセスの劣化の影響を認識し、バルブとアクチュエータの設計とサイズ設定に考慮する必要があります。
一般に、プロセス動作条件でテストしないことを補うために、追加の安全圧力/推力/トルクマージンがバルブアクチュエータに追加され、ベースラインテストを利用して推論性能テストが行われます。 これらの推論テストの例としては、バルブの応答時間を測定する場合、スマート ポジショナーまたはデジタル バルブ コントローラーを使用してバルブの圧力/位置曲線またはシグネチャを記録する場合、または事前の診断をプルーフ テスト中に実行して以前のテスト結果と比較する場合や、ベースラインを使用してバルブの性能低下を検出し、初期故障の可能性を示します。 また、タイトシャットオフ (TSO) が要件の場合は、バルブをストロークするだけでは漏れがテストされないため、定期的にバルブの漏れテストを実行する必要があります。 ISA TR96.05.02 は、テストの実施方法に基づいて、SIS バルブの 4 つの異なるレベルのテストとその典型的なプルーフテスト範囲に関するガイダンスを提供することを目的としています。 人々 (特にユーザー) は、この技術レポートの作成に参加することが奨励されています (crobinson@isa.org までお問い合わせください)。
周囲温度もバルブの摩擦負荷に影響を与える可能性があるため、一般に暖かい天候でのバルブのテストは、寒い天候での動作と比較した場合、要求される摩擦負荷が最も低くなります。 その結果、バルブの性能低下を判断するための推論試験に一貫したデータを提供するには、一定の温度でのバルブのプルーフ試験を考慮する必要があります。
スマート ポジショナーまたはデジタル バルブ コントローラーを備えたバルブには、通常、バルブの性能の低下を監視するために使用できるバルブ シグネチャを作成する機能があります。 ベースライン バルブ署名は注文書の一部としてリクエストすることも、最初のプルーフ テスト中にベースラインとして機能する署名を作成することもできます。 バルブ署名は、バルブの開閉の両方に対して実行する必要があります。 利用可能な場合は、高度なバルブ診断も使用する必要があります。 これは、後続のプルーフテストバルブのサインと診断をベースラインと比較することで、バルブの性能が低下しているかどうかを知るのに役立ちます。 このタイプのテストは、最悪の場合の動作圧力でバルブをテストしないことを補うのに役立ちます。
プルーフテスト中のバルブシグネチャは、タイムスタンプ付きで応答時間を記録することもできるため、ストップウォッチが不要になります。 応答時間の増加は、バルブの劣化とバルブを動かすための摩擦負荷の増加の兆候です。 バルブの応答時間の変化に関する規格はありませんが、プルーフ テストごとにマイナスの変化パターンが見られる場合は、バルブの安全マージンと性能が失われる可能性があることを示しています。 最新の SIS バルブの証明テストには、適切なエンジニアリングの実践としてバルブの署名を含める必要があります。
バルブ計器のエア供給圧力はプルーフテスト中に測定する必要があります。 スプリングリターンバルブのバルブスプリングはバルブを閉じるものですが、関係する力またはトルクは、バルブスプリングがバルブ供給圧力によってどれだけ圧縮されるかによって決まります（フックの法則、F = kX による）。 供給圧力が低い場合、スプリングはそれほど圧縮されないため、必要なときにバルブを動かすために利用できる力が少なくなります。 包括的ではありませんが、プルーフ テスト手順のバルブ部分を作成する際に考慮すべき事項の一部を表 2 に示します。
投稿日時: 2019 年 11 月 13 日
