Os testes de prova são parte integrante da manutenção da integridade de segurança dos nossos sistemas instrumentados de segurança (SIS) e sistemas relacionados à segurança (por exemplo, alarmes críticos, sistemas de incêndio e gás, sistemas de intertravamento instrumentados, etc.). Um teste de prova é um teste periódico para detectar falhas perigosas, testar funcionalidades relacionadas à segurança (por exemplo, reinicialização, bypasses, alarmes, diagnósticos, desligamento manual, etc.) e garantir que o sistema atenda aos padrões da empresa e externos. Os resultados dos testes de prova também são uma medida da eficácia do programa de integridade mecânica do SIS e da confiabilidade do sistema em campo.
Os procedimentos de teste de prova abrangem as etapas de teste, desde a aquisição de licenças, a realização de notificações e a retirada do sistema de serviço para teste, até a garantia de testes abrangentes, a documentação do teste de prova e seus resultados, a colocação do sistema novamente em serviço e a avaliação dos resultados dos testes atuais e das provas anteriores. Resultado dos testes.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Cláusula 16, cobre testes de prova SIS. O relatório técnico ISA TR84.00.03 – “Integridade Mecânica de Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS)”, cobre testes de prova e está atualmente em revisão com uma nova versão esperada para breve. O relatório técnico ISA TR96.05.02 – “Teste de prova in-situ de válvulas automatizadas” está atualmente em desenvolvimento.
O relatório HSE do Reino Unido CRR 428/2002 – “Princípios para testes de prova de sistemas instrumentados de segurança na indústria química” fornece informações sobre testes de prova e o que as empresas estão fazendo no Reino Unido.
Um procedimento de teste de prova é baseado em uma análise dos modos de falha perigosos conhecidos para cada um dos componentes no caminho de disparo da função instrumentada de segurança (SIF), na funcionalidade do SIF como um sistema e em como (e se) testar a falha perigosa. modo. O desenvolvimento do procedimento deve começar na fase de projeto do SIF com o projeto do sistema, seleção de componentes e determinação de quando e como testar o teste. Os instrumentos SIS possuem vários graus de dificuldade de teste de prova que devem ser considerados no projeto, operação e manutenção do SIF. Por exemplo, medidores de orifício e transmissores de pressão são mais fáceis de testar do que medidores de vazão mássica Coriolis, medidores magnéticos ou sensores de nível de radar aéreo. A aplicação e o projeto da válvula também podem afetar a abrangência do teste de prova da válvula para garantir que falhas perigosas e incipientes devido à degradação, entupimento ou falhas dependentes do tempo não levem a uma falha crítica dentro do intervalo de teste selecionado.
Embora os procedimentos de teste de prova sejam normalmente desenvolvidos durante a fase de engenharia do SIF, eles também devem ser revisados pela Autoridade Técnica do SIS, Operações do local e pelos técnicos de instrumentos que realizarão os testes. Uma análise de segurança no trabalho (JSA) também deve ser feita. É importante obter a adesão da fábrica sobre quais testes serão feitos e quando, e sua viabilidade física e de segurança. Por exemplo, não adianta especificar testes de curso parcial quando o grupo de Operações não concorda em realizá-los. Também é recomendado que os procedimentos de teste de prova sejam revisados por um especialista independente no assunto (SME). O teste típico necessário para um teste de prova de funcionamento completo é ilustrado na Figura 1.
Requisitos de teste de prova de função completa Figura 1: Uma especificação de teste de prova de função completa para uma função instrumentada de segurança (SIF) e seu sistema instrumentado de segurança (SIS) deve explicar ou referir-se às etapas em sequência, desde preparações de teste e procedimentos de teste até notificações e documentação .
Figura 1: Uma especificação completa de teste de prova de função para uma função instrumentada de segurança (SIF) e seu sistema instrumentado de segurança (SIS) deve explicar ou referir-se às etapas em sequência, desde a preparação e procedimentos de teste até notificações e documentação.
O teste de prova é uma ação de manutenção planejada que deve ser realizada por pessoal competente treinado em testes de SIS, no procedimento de prova e nos loops de SIS que serão testados. Deve haver uma revisão do procedimento antes de realizar o teste de prova inicial e, posteriormente, feedback para a Autoridade Técnica do SIS do local para melhorias ou correções.
Existem dois modos de falha principais (seguro ou perigoso), que são subdivididos em quatro modos: perigoso não detectado, perigoso detectado (por diagnóstico), seguro não detectado e seguro detectado. Os termos de falha não detectada perigosa e perigosa são usados indistintamente neste artigo.
Nos testes de prova SIF, estamos principalmente interessados em modos de falha perigosos não detectados, mas se houver diagnósticos do usuário que detectem falhas perigosas, esses diagnósticos deverão ser testados. Observe que, diferentemente dos diagnósticos do usuário, os diagnósticos internos do dispositivo normalmente não podem ser validados como funcionais pelo usuário, e isso pode influenciar a filosofia do teste de prova. Quando o crédito pelo diagnóstico é obtido nos cálculos do SIL, os alarmes de diagnóstico (por exemplo, alarmes fora da faixa) devem ser testados como parte do teste de prova.
Os modos de falha podem ser divididos naqueles testados durante um teste de prova, aqueles não testados e falhas incipientes ou falhas dependentes do tempo. Alguns modos de falha perigosos podem não ser testados diretamente por vários motivos (por exemplo, dificuldade, decisão de engenharia ou operacional, ignorância, incompetência, omissão ou cometimento de erros sistemáticos, baixa probabilidade de ocorrência, etc.). Se houver modos de falha conhecidos que não serão testados, a compensação deve ser feita no projeto do dispositivo, no procedimento de teste, na substituição ou reconstrução periódica do dispositivo e/ou testes inferenciais devem ser feitos para minimizar o efeito na integridade do SIF de não testar.
Uma falha incipiente é um estado ou condição degradante tal que se pode razoavelmente esperar que uma falha crítica e perigosa ocorra se ações corretivas não forem tomadas em tempo hábil. Eles normalmente são detectados por comparação de desempenho com testes de referência recentes ou iniciais (por exemplo, assinaturas de válvulas ou tempos de resposta de válvulas) ou por inspeção (por exemplo, uma porta de processo obstruída). Falhas incipientes geralmente dependem do tempo – quanto mais tempo o dispositivo ou conjunto estiver em serviço, mais degradado ele se tornará; condições que facilitam uma falha aleatória tornam-se mais prováveis, entupimento da porta do processo ou acúmulo de sensor ao longo do tempo, a vida útil se esgotou, etc. Portanto, quanto maior o intervalo do teste de prova, maior a probabilidade de uma falha incipiente ou dependente do tempo. Quaisquer proteções contra falhas incipientes também devem ser testadas (purga de porta, traceamento térmico, etc.).
Os procedimentos devem ser escritos para testes de prova para falhas perigosas (não detectadas). As técnicas de análise de modo e efeito de falha (FMEA) ou análise de modo, efeito e diagnóstico de falha (FMEDA) podem ajudar a identificar falhas perigosas não detectadas e onde a cobertura de testes de prova deve ser melhorada.
Muitos procedimentos de teste de prova são baseados em experiência escrita e modelos de procedimentos existentes. Novos procedimentos e SIFs mais complicados exigem uma abordagem mais projetada usando FMEA/FMEDA para analisar falhas perigosas, determinar como o procedimento de teste testará ou não essas falhas e a cobertura dos testes. Um diagrama de blocos de análise do modo de falha em nível macro para um sensor é mostrado na Figura 2. O FMEA normalmente só precisa ser feito uma vez para um tipo específico de dispositivo e reutilizado para dispositivos semelhantes, levando em consideração seu serviço de processo, instalação e capacidade de teste no local. .
Análise de falha em nível macro Figura 2: Este diagrama de blocos de análise de modo de falha em nível macro para um sensor e transmissor de pressão (PT) mostra as principais funções que normalmente serão divididas em múltiplas análises de micro falhas para definir completamente as possíveis falhas a serem abordadas nos testes de função.
Figura 2: Este diagrama de blocos de análise do modo de falha em nível macro para um sensor e transmissor de pressão (PT) mostra as principais funções que normalmente serão divididas em múltiplas análises de micro falhas para definir completamente as falhas potenciais a serem abordadas nos testes de função.
A porcentagem de falhas conhecidas, perigosas e não detectadas que são testadas é chamada de cobertura de teste de prova (PTC). O PTC é comumente usado em cálculos SIL para “compensar” a falha no teste mais completo do SIF. As pessoas acreditam erroneamente que, por considerarem a falta de cobertura de testes em seus cálculos de SIL, criaram um SIF confiável. O simples fato é que, se a cobertura do seu teste for de 75%, e se você considerar esse número no cálculo do SIL e testar coisas que já está testando com mais frequência, 25% das falhas perigosas ainda poderão ocorrer estatisticamente. Com certeza não quero estar nesses 25%.
Os relatórios de aprovação da FMEDA e os manuais de segurança para dispositivos normalmente fornecem um procedimento mínimo de teste de prova e uma cobertura de teste de prova. Eles fornecem apenas orientação, e não todas as etapas de teste necessárias para um procedimento de teste de prova abrangente. Outros tipos de análise de falhas, como análise de árvore de falhas e manutenção centrada na confiabilidade, também são usados para analisar falhas perigosas.
Os testes de prova podem ser divididos em testes funcionais completos (ponta a ponta) ou funcionais parciais (Figura 3). O teste funcional parcial é comumente feito quando os componentes do SIF têm intervalos de teste diferentes nos cálculos do SIL que não estão alinhados com paradas ou paradas planejadas. É importante que os procedimentos de teste de prova funcional parcial se sobreponham de modo que juntos testem toda a funcionalidade de segurança do SIF. Com testes funcionais parciais, ainda é recomendado que o SIF tenha um teste de prova inicial de ponta a ponta e testes subsequentes durante as paradas.
Os testes de prova parcial devem somar Figura 3: Os testes de prova parcial combinados (parte inferior) devem cobrir todas as funcionalidades de um teste de prova funcional completo (parte superior).
Figura 3: Os testes de prova parcial combinados (parte inferior) devem cobrir todas as funcionalidades de um teste de prova funcional completo (parte superior).
Um teste de prova parcial testa apenas uma porcentagem dos modos de falha de um dispositivo. Um exemplo comum é o teste de válvula de curso parcial, onde a válvula é movida um pouco (10-20%) para verificar se não está presa. Isto tem uma cobertura de teste de prova menor do que o teste de prova no intervalo de teste primário.
Os procedimentos de teste de prova podem variar em complexidade com a complexidade do SIF e a filosofia do procedimento de teste da empresa. Algumas empresas escrevem procedimentos de teste detalhados passo a passo, enquanto outras possuem procedimentos bastante breves. Referências a outros procedimentos, como uma calibração padrão, são algumas vezes usadas para reduzir o tamanho do procedimento de teste de prova e para ajudar a garantir a consistência nos testes. Um bom procedimento de teste de prova deve fornecer detalhes suficientes para garantir que todos os testes sejam realizados e documentados adequadamente, mas não tantos detalhes que façam com que os técnicos queiram pular etapas. Fazer com que o técnico, responsável pela execução da etapa de teste, inicialize a etapa de teste concluída pode ajudar a garantir que o teste será feito corretamente. A aprovação do teste de prova concluído pelo Supervisor do Instrumento e pelos representantes de Operações também enfatizará a importância e garantirá um teste de prova devidamente concluído.
O feedback do técnico deve sempre ser solicitado para ajudar a melhorar o procedimento. O sucesso de um procedimento de teste de prova reside em grande parte nas mãos do técnico, portanto, um esforço colaborativo é altamente recomendado.
A maioria dos testes de prova normalmente é feita off-line durante um desligamento ou uma parada. Em alguns casos, pode ser necessário realizar testes de prova on-line durante a execução para satisfazer os cálculos SIL ou outros requisitos. Os testes on-line exigem planejamento e coordenação com as Operações para permitir que o teste de prova seja feito com segurança, sem perturbações no processo e sem causar disparos falsos. Basta uma viagem espúria para esgotar todos os seus attaboys. Durante este tipo de teste, quando o SIF não estiver totalmente disponível para executar sua tarefa de segurança, 61511-1, Cláusula 11.8.5, afirma que “Medidas de compensação que garantam a operação segura contínua devem ser fornecidas de acordo com 11.3 quando o SIS estiver em bypass (reparo ou teste).” Um procedimento de gerenciamento de situação anormal deve acompanhar o procedimento de teste de prova para ajudar a garantir que isso seja feito corretamente.
Um SIF é normalmente dividido em três partes principais: sensores, solucionadores lógicos e elementos finais. Normalmente também existem dispositivos auxiliares que podem ser associados a cada uma destas três partes (por exemplo, barreiras IS, amplificadores de disparo, relés de interposição, solenóides, etc.) que também devem ser testados. Aspectos críticos do teste de prova de cada uma dessas tecnologias podem ser encontrados na barra lateral, “Testando sensores, solucionadores lógicos e elementos finais” (abaixo).
Algumas coisas são mais fáceis de testar do que outras. Muitas tecnologias modernas e algumas mais antigas de fluxo e nível estão na categoria mais difícil. Isso inclui medidores de vazão Coriolis, medidores de vórtice, medidores magnéticos, radar aéreo, nível ultrassônico e interruptores de processo in-situ, para citar alguns. Felizmente, muitos deles agora possuem diagnósticos aprimorados que permitem testes aprimorados.
A dificuldade de testar tal dispositivo em campo deve ser considerada no projeto do SIF. É fácil para a engenharia selecionar dispositivos SIF sem considerar seriamente o que seria necessário para testar o dispositivo, uma vez que não serão as pessoas que os testarão. Isso também se aplica aos testes de curso parcial, que é uma forma comum de melhorar a probabilidade média de falha sob demanda (PFDavg) do SIF, mas mais tarde a área de operações da planta não quer fazê-lo, e muitas vezes talvez não. Sempre forneça supervisão da planta sobre a engenharia dos SIFs em relação aos testes de prova.
O teste de prova deve incluir uma inspeção da instalação e reparo do SIF conforme necessário para atender 61511-1, Cláusula 16.3.2. Deve haver uma inspeção final para garantir que tudo esteja em ordem e uma nova verificação de que o SIF foi devidamente colocado de volta em serviço de processo.
Escrever e implementar um bom procedimento de teste é um passo importante para garantir a integridade do SIF ao longo da sua vida. O procedimento de teste deve fornecer detalhes suficientes para garantir que os testes exigidos sejam executados e documentados de forma consistente e segura. Falhas perigosas não testadas por testes de prova devem ser compensadas para garantir que a integridade da segurança do SIF seja mantida adequadamente durante sua vida útil.
Escrever um bom procedimento de teste de prova requer uma abordagem lógica para a análise de engenharia das falhas potencialmente perigosas, selecionando os meios e escrevendo as etapas do teste de prova que estão dentro das capacidades de teste da planta. Ao longo do caminho, obtenha a adesão da planta em todos os níveis para os testes e treine os técnicos para realizar e documentar o teste de prova, bem como compreender a importância do teste. Escreva as instruções como se você fosse o técnico do instrumento que terá que fazer o trabalho, e que vidas dependem de fazer os testes corretamente, porque eles o fazem.
Testando sensores, solucionadores lógicos e elementos finais Um SIF é normalmente dividido em três partes principais: sensores, solucionadores lógicos e elementos finais. Normalmente também existem dispositivos auxiliares que podem ser associados a cada uma dessas três partes (por exemplo, barreiras IS, amplificadores de disparo, relés de interposição, solenóides, etc.) que também devem ser testados. Testes de prova de sensor: O teste de prova de sensor deve garantir que o O sensor pode detectar a variável do processo em toda a sua faixa e transmitir o sinal adequado ao solucionador lógico SIS para avaliação. Embora não sejam inclusivos, alguns dos itens a serem considerados na criação da parte do sensor do procedimento de teste de prova são fornecidos na Tabela 1. Tabela 1: Considerações sobre o teste de prova do sensor Limpeza das portas do processo/verificação da interface do processo, acúmulo significativo observado Verificação de diagnóstico interno, execução estendida diagnóstico, se disponível Calibração do sensor (5 pontos) com entrada de processo simulada para o sensor, verificada através do DCS, verificação de desvio Verificação do ponto de disparo Alarmes alto/alto-alto/baixo/baixo-baixo Redundância, degradação da votação Fora da faixa, desvio, diagnóstico alarmes Bypass e alarmes, reativação Diagnóstico do usuário Configuração Fail Safe do transmissor verificada Teste sistemas associados (por exemplo, purga, traceamento térmico, etc.) e componentes auxiliares Inspeção física Preencher a documentação encontrada e deixada Teste de prova do solucionador lógico: Quando à prova de função completa o teste é feito, a parte do solucionador lógico na execução da ação de segurança do SIF e ações relacionadas (por exemplo, alarmes, reset, bypasses, diagnósticos do usuário, redundâncias, IHM, etc.) são testadas. Os testes de prova de função parciais ou fragmentados devem realizar todos esses testes como parte dos testes de prova individuais sobrepostos. O fabricante do solucionador lógico deve ter um procedimento de teste de prova recomendado no manual de segurança do dispositivo. Caso contrário, no mínimo, a alimentação do solucionador lógico deverá ser desligada e os registros de diagnóstico do solucionador lógico, luzes de status, tensões de alimentação, links de comunicação e redundância deverão ser verificados. Essas verificações devem ser feitas antes do teste de prova de função completa. Não presuma que o software é bom para sempre e que a lógica não precisa ser testada após o teste de prova inicial como software não documentado, não autorizado e não testado e alterações de hardware e software as atualizações podem se infiltrar nos sistemas ao longo do tempo e devem ser levadas em consideração em sua filosofia geral de teste de prova. O gerenciamento de logs de mudança, manutenção e revisão deve ser revisado para garantir que estejam atualizados e mantidos adequadamente e, se possível, o programa aplicativo deve ser comparado com o backup mais recente. funções auxiliares e de diagnóstico do solucionador (por exemplo, watchdogs, links de comunicação, dispositivos de segurança cibernética, etc.). Teste de prova do elemento final: a maioria dos elementos finais são válvulas, no entanto, partidas de motores de equipamentos rotativos, acionamentos de velocidade variável e outros componentes elétricos, como contatores e circuito os disjuntores também são usados como elementos finais e seus modos de falha devem ser analisados e testados. Os principais modos de falha das válvulas são emperramento, tempo de resposta muito lento ou muito rápido e vazamento, todos afetados pela interface do processo operacional da válvula na hora da viagem. Embora testar a válvula em condições operacionais seja o caso mais desejável, as operações geralmente se oporiam a desarmar o SIF enquanto a planta estivesse operando. A maioria das válvulas SIS são normalmente testadas enquanto a planta está parada com pressão diferencial zero, que é a condição operacional menos exigente. O usuário deve estar ciente da pressão diferencial operacional do pior caso e dos efeitos de degradação da válvula e do processo, que devem ser levados em consideração no projeto e dimensionamento da válvula e do atuador. Geralmente, para compensar o não teste nas condições operacionais do processo, pressão de segurança adicional/ a margem de empuxo/torque é adicionada ao atuador da válvula e o teste de desempenho inferencial é feito utilizando testes de linha de base. Exemplos desses testes inferenciais são quando o tempo de resposta da válvula é cronometrado, um posicionador inteligente ou controlador de válvula digital é usado para registrar uma curva ou assinatura de pressão/posição da válvula, ou diagnósticos avançados são feitos durante o teste de prova e comparados com resultados de testes anteriores ou linhas de base para detectar a degradação do desempenho da válvula, indicando uma possível falha incipiente. Além disso, se o fechamento hermético (TSO) for um requisito, simplesmente movimentar a válvula não testará vazamentos e um teste periódico de vazamento da válvula deverá ser realizado. A ISA TR96.05.02 destina-se a fornecer orientação sobre quatro níveis diferentes de testes de válvulas SIS e sua cobertura típica de testes de prova, com base em como o teste é instrumentado. As pessoas (principalmente os usuários) são incentivadas a participar do desenvolvimento deste relatório técnico (entre em contato com crobinson@isa.org). As temperaturas ambientes também podem afetar as cargas de atrito das válvulas, de modo que testar válvulas em clima quente geralmente será a carga de atrito menos exigente quando em comparação com a operação em clima frio. Como resultado, o teste de prova de válvulas a uma temperatura consistente deve ser considerado para fornecer dados consistentes para testes inferenciais para a determinação da degradação do desempenho da válvula. Válvulas com posicionadores inteligentes ou um controlador de válvula digital geralmente têm a capacidade de criar uma assinatura de válvula que pode ser usado para monitorar a degradação no desempenho da válvula. Uma assinatura de válvula de linha de base pode ser solicitada como parte de seu pedido de compra ou você pode criar uma durante o teste de prova inicial para servir como linha de base. A assinatura da válvula deve ser feita tanto para abertura quanto para fechamento da válvula. O diagnóstico avançado da válvula também deve ser usado, se disponível. Isso pode ajudar a informar se o desempenho da sua válvula está se deteriorando, comparando assinaturas e diagnósticos de válvulas de teste de prova subsequentes com sua linha de base. Este tipo de teste pode ajudar a compensar o não teste da válvula nas pressões operacionais do pior caso. A assinatura da válvula durante um teste de prova também pode registrar o tempo de resposta com carimbos de data/hora, eliminando a necessidade de um cronômetro. O aumento do tempo de resposta é um sinal de deterioração da válvula e aumento da carga de atrito para mover a válvula. Embora não existam padrões relativos a alterações no tempo de resposta da válvula, um padrão negativo de alterações de teste de prova para teste de prova é indicativo da perda potencial da margem de segurança e do desempenho da válvula. Os testes de prova de válvula SIS modernos devem incluir uma assinatura da válvula como uma questão de boas práticas de engenharia. A pressão de fornecimento de ar do instrumento da válvula deve ser medida durante um teste de prova. Embora a mola da válvula para uma válvula de retorno por mola seja o que fecha a válvula, a força ou torque envolvido é determinado pelo quanto a mola da válvula é comprimida pela pressão de alimentação da válvula (de acordo com a Lei de Hooke, F = kX). Se a pressão de alimentação for baixa, a mola não se comprimirá tanto, portanto, menos força estará disponível para mover a válvula quando necessário. Embora não sejam inclusivos, alguns dos itens a serem considerados na criação da parte da válvula do procedimento de teste de prova são fornecidos na Tabela 2. Tabela 2: Considerações sobre a montagem da válvula do elemento final Teste a ação de segurança da válvula na pressão operacional do processo (melhor, mas normalmente não é feito), e cronometrar o tempo de resposta da válvula. Verifique a redundância Teste a ação de segurança da válvula com pressão diferencial zero e cronometre o tempo de resposta da válvula. Verifique a redundância Execute a assinatura e o diagnóstico da válvula como parte do teste de prova e compare com a linha de base e o teste anterior. Observe visualmente a ação da válvula (ação adequada sem vibração ou ruído incomum, etc.). Verifique o campo da válvula e a indicação de posição no DCS. Acione totalmente a válvula pelo menos cinco vezes durante o teste de prova para ajudar a garantir a confiabilidade da válvula. (Isso não se destina a corrigir efeitos de degradação significativos ou falhas incipientes). Revise os registros de manutenção da válvula para garantir que quaisquer alterações atendam às especificações exigidas do SRS da válvula Teste os diagnósticos para sistemas de energização para desarme Teste de vazamento se o fechamento hermético (TSO) for necessário Verifique se o comando discorda da funcionalidade do alarme Inspecione o conjunto da válvula e os componentes internos Remova, teste e reconstrua conforme necessário Preencha a documentação encontrada e conforme deixada Solenóides Avalie a ventilação para fornecer o tempo de resposta necessário Avalie o desempenho do solenóide por meio de um controlador de válvula digital ou posicionador inteligente Verifique o desempenho redundante do solenóide (por exemplo, 1oo2, 2oo3) Relés de interposição Verifique a operação correta, redundância Inspeção do dispositivo
Um SIF é normalmente dividido em três partes principais: sensores, solucionadores lógicos e elementos finais. Normalmente também existem dispositivos auxiliares que podem ser associados a cada uma dessas três partes (por exemplo, barreiras IS, amplificadores de disparo, relés de interposição, solenóides, etc.) que também devem ser testados.
Testes de prova do sensor: O teste de prova do sensor deve garantir que o sensor possa detectar a variável do processo em toda a sua faixa e transmitir o sinal adequado ao solucionador lógico SIS para avaliação. Embora não sejam inclusivos, alguns dos itens a serem considerados na criação da parte do sensor do procedimento de teste de prova são fornecidos na Tabela 1.
Teste de prova do solucionador lógico: Quando o teste de prova de função completa é feito, a parte do solucionador lógico na realização da ação de segurança do SIF e ações relacionadas (por exemplo, alarmes, reset, bypasses, diagnósticos do usuário, redundâncias, IHM, etc.) é testada. Os testes de prova de função parciais ou fragmentados devem realizar todos esses testes como parte dos testes de prova individuais sobrepostos. O fabricante do solucionador lógico deve ter um procedimento de teste de prova recomendado no manual de segurança do dispositivo. Caso contrário, no mínimo, a alimentação do solucionador lógico deverá ser desligada e os registros de diagnóstico do solucionador lógico, luzes de status, tensões de alimentação, links de comunicação e redundância deverão ser verificados. Essas verificações devem ser feitas antes do teste de prova de funcionamento completo.
Não presuma que o software é bom para sempre e que a lógica não precisa ser testada após o teste de prova inicial, pois alterações de software e hardware não documentadas, não autorizadas e não testadas e atualizações de software podem se infiltrar nos sistemas ao longo do tempo e devem ser levadas em consideração no seu desempenho geral. filosofia de teste de prova. O gerenciamento de logs de alterações, manutenção e revisão deve ser revisado para garantir que estejam atualizados e mantidos adequadamente e, se possível, o programa aplicativo deve ser comparado ao backup mais recente.
Também deve-se ter cuidado ao testar todas as funções auxiliares e de diagnóstico do solucionador lógico do usuário (por exemplo, watchdogs, links de comunicação, dispositivos de segurança cibernética, etc.).
Teste de prova do elemento final: A maioria dos elementos finais são válvulas, porém, partidas de motores de equipamentos rotativos, acionamentos de velocidade variável e outros componentes elétricos como contatores e disjuntores também são utilizados como elementos finais e seus modos de falha devem ser analisados e testados.
Os principais modos de falha das válvulas são o travamento, o tempo de resposta muito lento ou muito rápido e o vazamento, todos afetados pela interface do processo operacional da válvula no momento do disparo. Embora testar a válvula em condições operacionais seja o caso mais desejável, as operações geralmente se oporiam a desarmar o SIF enquanto a planta estivesse operando. A maioria das válvulas SIS são normalmente testadas enquanto a planta está parada com pressão diferencial zero, que é a condição operacional menos exigente. O usuário deve estar ciente da pressão diferencial operacional do pior caso e dos efeitos de degradação da válvula e do processo, que devem ser levados em consideração no projeto e dimensionamento da válvula e do atuador.
Geralmente, para compensar a não realização de testes nas condições operacionais do processo, uma margem adicional de pressão/impulso/torque de segurança é adicionada ao atuador da válvula e testes de desempenho inferenciais são feitos utilizando testes de linha de base. Exemplos desses testes inferenciais são onde o tempo de resposta da válvula é cronometrado, um posicionador inteligente ou controlador de válvula digital é usado para registrar uma curva ou assinatura de pressão/posição da válvula, ou diagnósticos avançados são feitos durante o teste de prova e comparados com resultados de testes anteriores ou linhas de base para detectar a degradação do desempenho da válvula, indicando uma possível falha incipiente. Além disso, se o fechamento hermético (TSO) for um requisito, simplesmente movimentar a válvula não testará vazamentos e um teste periódico de vazamento da válvula deverá ser realizado. A ISA TR96.05.02 destina-se a fornecer orientação sobre quatro níveis diferentes de testes de válvulas SIS e sua cobertura típica de testes de prova, com base em como o teste é instrumentado. As pessoas (principalmente os usuários) são incentivadas a participar do desenvolvimento deste relatório técnico (entre em contato com crobinson@isa.org).
As temperaturas ambientes também podem afetar as cargas de atrito das válvulas, de modo que testar as válvulas em climas quentes geralmente será a carga de atrito menos exigente quando comparado à operação em climas frios. Como resultado, o teste de prova de válvulas a uma temperatura consistente deve ser considerado para fornecer dados consistentes para testes inferenciais para a determinação da degradação do desempenho da válvula.
Válvulas com posicionadores inteligentes ou controlador de válvula digital geralmente têm capacidade de criar uma assinatura de válvula que pode ser usada para monitorar a degradação no desempenho da válvula. Uma assinatura de válvula de linha de base pode ser solicitada como parte de seu pedido de compra ou você pode criar uma durante o teste de prova inicial para servir como linha de base. A assinatura da válvula deve ser feita tanto para abertura quanto para fechamento da válvula. O diagnóstico avançado da válvula também deve ser usado, se disponível. Isso pode ajudar a informar se o desempenho da sua válvula está se deteriorando, comparando assinaturas e diagnósticos de válvulas de teste de prova subsequentes com sua linha de base. Este tipo de teste pode ajudar a compensar o não teste da válvula nas piores pressões operacionais.
A assinatura da válvula durante um teste de prova também pode registrar o tempo de resposta com carimbos de data/hora, eliminando a necessidade de um cronômetro. O aumento do tempo de resposta é um sinal de deterioração da válvula e aumento da carga de atrito para mover a válvula. Embora não existam padrões relativos a alterações no tempo de resposta da válvula, um padrão negativo de alterações de teste de prova para teste de prova é indicativo da perda potencial da margem de segurança e do desempenho da válvula. Os testes modernos de prova de válvulas SIS devem incluir uma assinatura da válvula como uma questão de boas práticas de engenharia.
A pressão de alimentação de ar do instrumento da válvula deve ser medida durante um teste de prova. Embora a mola da válvula para uma válvula de retorno por mola seja o que fecha a válvula, a força ou torque envolvido é determinado pelo quanto a mola da válvula é comprimida pela pressão de alimentação da válvula (de acordo com a Lei de Hooke, F = kX). Se a pressão de alimentação for baixa, a mola não se comprimirá tanto, portanto, menos força estará disponível para mover a válvula quando necessário. Embora não sejam inclusivos, alguns dos itens a serem considerados na criação da parte da válvula do procedimento de teste de prova são fornecidos na Tabela 2.
Horário da postagem: 13 de novembro de 2019
