Imaginez une chambre forte de haute sécurité remplie d'objets inestimables.
Une petite fuite dans le plafond de la chambre forte pourrait passer inaperçue pendant des années, laissant des objets de valeur se détériorer. C'est ce qui peut arriver avec les systèmes instrumentés de sécurité. Des défaillances non détectées peuvent avoir des conséquences catastrophiques.
Mais c'est là qu'interviennent les tests de validation. C'est un peu le Sherlock Holmes des fonctions instrumentées de sécurité, qui découvre les indices cachés permettant d'éviter ces défaillances. Nous avons fait équipe avec nos experts en systèmes instrumentés de sécurité pour répondre à 7 questions fondamentales sur les tests d'épreuve et sur la manière dont ils contribuent à la sécurité fonctionnelle dans les industries de transformation.
1. Qu'est-ce qu'un essai probatoire et pourquoi est-il important dans le contexte des fonctions instrumentées de sécurité ?
Le test d'épreuve est un processus systématique utilisé pour vérifier que les capteurs, les résolveurs logiques et les éléments finaux des fonctions instrumentées de sécurité (SIF) peuvent répondre à des conditions ou à des demandes dangereuses comme il se doit pour prévenir ou atténuer les incidents liés aux processus. La norme CEI 61508 définit le test d'épreuve comme un "test périodique effectué pour détecter les défaillances cachées dangereuses dans un système lié à la sécurité de sorte que, si nécessaire, une réparation puisse restaurer le système dans un état "comme neuf" ou aussi proche que possible de cet état".
Il s'agit d'une partie essentielle du cycle de vie du système instrumenté de sécurité (SIS), qui se déroule pendant la phase opérationnelle.
Les tests de preuve sont importants dans le contexte des fonctions instrumentées de sécurité pour révéler les défaillances non détectées et optimiser les intervalles de maintien du niveau d'intégrité de sécurité (SIL) du système.
2. Comment les tests d'épreuve permettent-ils de détecter les défauts non détectés dans les fonctions instrumentées de sécurité et comment contribuent-ils à la réalisation de la sécurité fonctionnelle dans les industries de transformation ?
Le test de preuve est comme un jeu de cache-cache : il nous aide à trouver les défauts cachés dans les fonctions instrumentées de sécurité qui n'auraient pas été apparents lors d'inspections normales ou de diagnostics automatiques.
En soumettant la fonction instrumentée de sécurité à des tests rigoureux, il est possible de découvrir des défauts cachés tels que des fuites au niveau des vannes, une dérive des capteurs ou des défaillances dans le résolveur logique. Vous pouvez ensuite prendre des mesures correctives pour résoudre les problèmes révélés et améliorer la fiabilité globale de la fonction de sécurité instrumentée.
SIL (Safety Integrity Level) et PFD (Probability of Failure on Demand) sont des concepts clés utilisés pour déterminer l'efficacité et la fiabilité des SIF.
Le SIL mesure l'efficacité d'une fonction de sécurité instrumentée dans la réduction des risques, les niveaux de SIL les plus élevés nécessitant des tests de preuve plus rigoureux.
La PFD quantifie la probabilité qu'une fonction instrumentée de sécurité ne remplisse pas la fonction prévue sur demande, et les essais de validation aident à valider la PFD en vérifiant que la FIS atteint les objectifs de fiabilité requis. La fréquence à laquelle un dispositif est testé a un impact significatif sur la probabilité de défaillance à la demande (PFD), qui affecte le niveau d'intégrité de la sécurité (SIL) de la fonction de sécurité.
Si le dispositif n'est pas testé à l'intervalle spécifié, une défaillance non détectée peut ne pas être révélée jusqu'à ce qu'il soit sollicité, ce qui peut conduire à ce que la fonction de sécurité ne fonctionne pas lorsque cela est nécessaire.
Il est donc important de respecter les intervalles d'essai spécifiés pour garantir la fiabilité et l'efficacité des fonctions de sécurité instrumentées.
3. Quels sont les facteurs à prendre en compte lors de l'élaboration d'une procédure d'essai de preuve conformément à la norme IEC 61508, et comment ces procédures peuvent-elles être utilisées pour améliorer et éliminer les défaillances systématiques potentiellement dangereuses ?
Lors de l'élaboration d'une procédure de test d'épreuve, plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour garantir l'efficacité du processus de test d'épreuve. Ces facteurs sont les suivants
- La procédure de test de validation doit prendre en compte à la fois les exigences fonctionnelles, telles que ce que le FIS doit faire, et les exigences de performance, telles que les paramètres de fuite et de synchronisation et toute exception au manuel de sécurité.
- La procédure d'essai probatoire doit être fondée sur une analyse des modes de défaillance dangereux connus pour chaque instrument/équipement des FIS. Cette analyse doit tenir compte de la fonctionnalité des FIS en tant que système et de la manière (et de l'opportunité) de tester le mode de défaillance dangereux.
- La procédure d'essai de validation doit définir la portée de l'essai et la couverture requise pour détecter les défaillances dangereuses. Le facteur de couverture doit être exprimé en pourcentage de défaillances classées comme dangereuses non détectées.
- La procédure d'essai de validation doit définir la fréquence des essais nécessaires pour maintenir l'intégrité de la sécurité de la FIS. La fréquence des essais est déterminée par l'analyse de la SIF (vérification du PFD).
- La procédure de test d'épreuve doit être normalisée et cohérente afin de réduire au minimum le risque d'erreur humaine. Il peut s'agir d'élaborer des procédures complètes de test d'épreuve fondées sur une analyse des modes de défaillance dangereux connus pour chaque type d'instrument/équipement SIF et d'utiliser des modèles de test/liste de contrôle bien conçus pour guider le personnel d'entretien tout au long du processus de test.
Pour garantir l'efficacité du processus de vérification des preuves, vous devez régulièrement revoir et mettre à jour les procédures afin de tenir compte des modifications apportées à la conception, à l'exploitation et aux pratiques de maintenance de la FIS.
Analyser et documenter les résultats des tests de validation afin d'identifier les problèmes potentiels et les possibilités d'amélioration.
En tenant compte de ces facteurs, vous pouvez mettre au point des procédures d'essai efficaces qui contribuent à l'élimination des défaillances systématiques potentiellement dangereuses et à l'amélioration de l'intégrité de la sécurité des FIS.
4. Quelle est l'importance de suivre les recommandations des fabricants concernant les tests d'épreuve et la spécification des exigences de sécurité (SRS) dans le contexte de la réalisation de la sécurité fonctionnelle dans les industries de transformation ?
La spécification des exigences de sécurité (SRS) est un document essentiel dans le cycle de vie de la sécurité (SLC) et joue un rôle clé dans l'ingénierie des systèmes de sécurité, en particulier dans les industries de transformation. Elle spécifie les exigences fonctionnelles et de performance associées aux fonctions instrumentées de sécurité (SIF) et aux autres systèmes de sécurité des procédés.
Le SRS est essentiel à la réalisation de la sécurité fonctionnelle, car il constitue le document de référence essentiel pour l'ensemble du cycle de vie de la sécurité.
Il documente les attentes essentielles du SIS, telles que la liste des FIS et des paramètres associés, des exigences en matière d'arrêt manuel à la philosophie de réinitialisation, en passant par les limites et les contraintes du système.
Le respect du SRS est d'une importance capitale pour assurer la sécurité fonctionnelle dans les industries de transformation, car il garantit que les systèmes de sécurité sont conçus, exploités et entretenus de manière à atténuer efficacement les risques et à prévenir les dangers potentiels, contribuant ainsi à la sécurité de fonctionnement des industries de transformation.
5. Quels sont les types de tests d'épreuve existants et comment contribuent-ils à maintenir les niveaux d'intégrité de la sécurité et à limiter la probabilité d'une défaillance sur demande ?
Il existe deux types principaux de tests de preuve : Les tests de preuve complets et les tests de preuve partiels.
L'essai à l'épreuve complète est comme un scan complet du corps de vos FIS, fournissant une couverture de l'essai à l'épreuve proche de 100 %. Il teste l'ensemble dans des conditions de fonctionnement réelles pour s'assurer qu'il peut répondre à des conditions ou à des demandes dangereuses.
Il s'agit du type d'essai le plus complet et il est conçu pour détecter toutes les défaillances non détectées potentiellement dangereuses dans une fonction instrumentée de sécurité (FIS).
Le test de preuve partiel, quant à lui, ne teste qu'un pourcentage des modes de défaillance d'un dispositif. Il est moins complet que l'essai à l'épreuve totale, mais il reste important. Il est couramment effectué lorsque les composants de la FIS ont des intervalles d'essai différents dans les calculs de PFD qui ne correspondent pas aux arrêts ou aux révisions planifiés.
Les tests partiels peuvent être effectués à distance et prennent beaucoup moins de temps que les tests complets.
La fréquence et l'exhaustivité des tests d'épreuve sont déterminées sur la base des calculs de PFDavg. L'épreuve complète permet de rapprocher la moyenne de la probabilité de défaillance à la demande (DFP) de l'instrument de son niveau cible initial, tandis que l'épreuve partielle ramène la moyenne de la DFP à un pourcentage du niveau initial.
Les équipements SIF présentant des taux de défaillance dangereux plus faibles nécessitent des essais moins fréquents et moins invasifs. Cela signifie que les équipements SIF présentant un niveau de fiabilité plus élevé doivent être testés moins souvent et avec moins d'impact sur leur fonctionnement.
6. Quelles sont les implications d'une vérification imparfaite des preuves sur la sécurité globale du système, et comment peut-on les atténuer ?
Les implications d'un test de validation imparfait sur la sécurité globale du système peuvent être importantes, car des défauts non détectés peuvent conduire à ce que les FIS n'interviennent pas à la demande, et à d'éventuels incidents ultérieurs liés au processus.
Ces problèmes peuvent être atténués par l'élaboration d'une bonne procédure d'essai qui fournit suffisamment de détails pour garantir la réalisation des essais requis et une double vérification de la remise en service correcte du FIS.
Le test d'épreuve devrait révéler toute défaillance non détectée et remettre le dispositif dans un état "comme neuf", mais c'est rarement le cas pour plusieurs raisons. Des essais imparfaits peuvent entraîner une augmentation progressive de la probabilité de défaillance à la demande (PFD) au fil du temps, ce qui peut finalement conduire à ce que le système ne réponde pas à l'exigence de PFD.
Une révision a pour effet de "remettre" l'appareil dans un état "comme neuf" et de rétablir la VFI à sa valeur d'origine. Il est important de tenir compte de la couverture du test d'épreuve dans le calcul de la DFP afin de prendre en considération l'impact d'un test d'épreuve imparfait.
Si la valeur PFDavg de la fonction instrumentée de sécurité (SIF) complète reste dans la limite du SIL applicable, aucune ingénierie supplémentaire n'est nécessaire.
Toutefois, si le PFDavg aboutit à un SIL inférieur à celui qui a été spécifié, des études supplémentaires peuvent s'avérer nécessaires. Il est donc important de procéder à des essais de validation en respectant l'intervalle calculé et avec précision pour garantir que les FIS conservent leur fiabilité et leur efficacité en matière de sécurité fonctionnelle.
7. Quels sont les défis et les inconvénients associés au test d'épreuve, et comment pouvez-vous les aborder pour garantir l'efficacité du processus de test d'épreuve ?
Les défis et les pièges associés aux tests de validation sont notamment les suivants :
- Représentation inexacte de la fiabilité: Un test d'épreuve incomplet ou incorrect peut considérablement fausser la fiabilité d'un FIS, entraînant un faux sentiment de sécurité ou des mesures de sécurité trop conservatrices. Pour remédier à ce problème, il faut s'assurer que les essais de validation sont menés de manière approfondie, précise et régulière, et que les résultats sont soigneusement analysés et documentés.
- Défaillances non détectées: Les tests d'épreuve peuvent ne pas détecter des problèmes tels que des connexions desserrées ou de la corrosion à l'intérieur des FIS, ce qui peut conduire à des défaillances non détectées. Pour atténuer ce risque, il faut envisager d'incorporer des méthodes d'essai supplémentaires, telles que la maintenance axée sur la fiabilité, pour compléter les essais d'homologation.
- Erreurs humaines et de procédure: Les éléments humains et procéduraux d'un test d'épreuve peuvent introduire des erreurs et des incohérences, conduisant à une évaluation inexacte de la fiabilité de la FIS. Pour minimiser ces erreurs, il convient de mettre en œuvre des programmes rigoureux de formation et de certification du personnel chargé des essais, de normaliser les procédures d'essai et de tenir des registres détaillés des résultats des essais et des observations.
- Variabilité des intervalles d'essai: Plus les essais de validation sont fréquents et étendus, plus l'intégrité de la sécurité est grande. Toutefois, des essais trop fréquents peuvent être longs et coûteux. Pour trouver un équilibre, il faut tenir compte des taux de défaillance dangereux de l'équipement SIF, de la couverture des essais et de la fréquence des essais afin de choisir la fréquence d'essai "minimale" qui permet de respecter le PFD cible.
- Culture de maintenance: La qualité des épreuves peut être influencée par la culture de maintenance du site, ce qui peut avoir une incidence sur la précision et l'efficacité des épreuves. Pour résoudre ce problème, il convient de promouvoir une culture d'amélioration continue et de priorité à la sécurité au sein de l'organisation, et de veiller à ce que les épreuves soient intégrées dans la stratégie globale de maintenance.
Le test d'épreuve est donc comme un contrôle de sécurité pour votre système. C'est comme aller chez le médecin pour s'assurer que tout fonctionne correctement. Vous ne voulez pas que des défauts cachés ne soient pas détectés, car cela pourrait être dangereux. Les tests d'épreuve permettent de s'assurer que les systèmes instrumentés de sécurité (SIS) fonctionnent toujours de manière optimale et respectent les normes de sécurité. Il s'agit d'un élément essentiel du cycle de vie de la sécurité, qui permet de garantir qu'un système atteint le niveau de sécurité requis tout au long du cycle de vie de la sécurité.
IMS SIS
enosco a développé IMS SISLe logiciel SIS Lifecycle est un logiciel qui offre un point d'entrée unique pour tous les ingénieurs de la discipline SIS Lifecycle.
Il offre un processus d'essai simplifié qui garantit la sécurité et l'intégrité de vos systèmes. Il vous permet de créer des calendriers pour les tests d'épreuve de vos équipements SIF et fournit une plateforme permettant aux ingénieurs de maintenance d'enregistrer les résultats des tests d'épreuve sur les équipements SIF.
Le système vous permet de calculer les intervalles de test et d'assigner des tests de preuve, et de calculer les facteurs de couverture qui ont un impact sur l'exhaustivité et l'efficacité du processus. Cela permet de s'assurer que la fréquence des tests est suffisante pour obtenir la réduction des risques et la fiabilité requises.
En respectant les étapes clés décrites dans la norme IEC 61508, telles que l'établissement d'intervalles de tests de preuve, l'évaluation de l'efficacité des tests et le respect des recommandations des fabricants et de la spécification des exigences de sécurité (SRS), le SIS IMS aide les utilisateurs à maintenir les niveaux d'intégrité de sécurité (SIL) requis pour leurs fonctions de protection instrumentées.
IMS SIS offre également une fonctionnalité complète de gestion des utilisateurs, l'accès à des données exclusives sur les taux de défaillance et la possibilité de créer des tableaux de bord personnalisés et des listes de contrôle des tests.
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