Представьте себе хранилище с высокой степенью защиты, наполненное бесценными артефактами.
Небольшая протечка в потолке хранилища может оставаться незамеченной годами, позволяя ценным вещам портиться. Именно это может произойти с системами Safety Instrumented Systems. Если возникнут незамеченные неполадки, это может привести к катастрофическим последствиям.
Но именно в этом случае на помощь приходят испытания. Оно подобно Шерлоку Холмсу в области контрольно-измерительных приборов безопасности, обнаруживает скрытые улики, позволяющие предотвратить эти сбои. Мы объединились с нашими экспертами по контрольно-измерительным системам безопасности, чтобы ответить на 7 основных вопросов о контрольных испытаниях и о том, как они помогают достичь функциональной безопасности в технологических отраслях.
1. Что такое испытание на стойкость и почему оно важно в контексте инструментальных функций безопасности?
Пробное тестирование - это систематический процесс, используемый для проверки того, что датчики, логические анализаторы и конечные элементы функций, управляемых приборами безопасности (SIF), могут реагировать на опасные условия или требования, как это необходимо для предотвращения или смягчения последствий инцидентов, связанных с процессом. МЭК 61508 определяет проверку как "периодическое испытание, проводимое для обнаружения опасных скрытых отказов в системе, связанной с безопасностью, чтобы в случае необходимости ремонта восстановить систему до состояния "как новая" или максимально приближенного к этому состоянию".
Это важная часть жизненного цикла системы безопасности (Safety Instrumented System, SIS), и происходит она на этапе эксплуатации.
Проверочные испытания важны в контексте функций приборов безопасности для выявления необнаруженных отказов и оптимизации интервалов для поддержания уровня целостности безопасности (SIL) системы.
2. Каким образом испытания на стойкость помогают обнаружить необнаруженные неисправности в функциях приборов безопасности и как они способствуют достижению функциональной безопасности в обрабатывающей промышленности?
Испытания на прочность похожи на игру в прятки: они помогают найти скрытые неисправности в функциях приборов безопасности, которые могут быть не видны при обычных проверках или автоматической диагностике.
Проводя тщательное тестирование SIF, можно обнаружить скрытые неисправности, такие как протечки клапанов, дрейф датчиков или сбои в логическом решателе. Затем можно предпринять корректирующие действия для устранения выявленных проблем и повышения общей надежности инструментальной функции безопасности.
SIL (Safety Integrity Level) и PFD (Probability of Failure on Demand) - ключевые понятия, используемые при определении эффективности и надежности SIF.
SIL измеряет эффективность функции прибора безопасности в снижении риска, при этом более высокие уровни SIL требуют более строгих испытаний.
PFD количественно определяет вероятность того, что функция безопасности по требованию не выполнит свою функцию по назначению, а пробные испытания помогают подтвердить PFD, проверяя, что SIF соответствует требуемым показателям надежности. Частота проведения испытаний устройства существенно влияет на общую вероятность отказа по требованию (PFD), которая влияет на уровень целостности безопасности (SIL) функции безопасности.
Если устройство не тестируется с заданным интервалом, незамеченный отказ может остаться незамеченным до тех пор, пока не возникнет необходимость в его использовании, что может привести к тому, что функция безопасности не сработает в нужный момент.
Поэтому важно соблюдать установленные интервалы испытаний для обеспечения надежности и эффективности функций приборов безопасности.
3. Какие факторы необходимо учитывать при разработке процедуры испытаний на стойкость в соответствии с IEC 61508 и как эти процедуры могут быть использованы для улучшения и устранения потенциально опасных систематических отказов?
При разработке процедуры пробного испытания необходимо учитывать несколько факторов, чтобы обеспечить эффективность процесса пробного испытания. К этим факторам относятся:
- Процедура проверки должна учитывать как функциональные требования, например, то, что должен делать SIF, так и эксплуатационные требования, например, параметры утечки и времени, а также любые исключения из руководства по безопасности.
- Процедура испытаний должна быть основана на анализе известных опасных режимов отказа для каждого инструмента/оборудования SIF. Этот анализ должен учитывать функциональность SIF как системы и то, как (и нужно ли) проводить испытания на опасный режим отказа.
- Процедура пробного испытания должна определять объем испытания и охват, необходимый для обнаружения опасных отказов. Коэффициент охвата должен быть выражен в процентах от числа отказов, классифицированных как необнаруженные опасные.
- Процедура пробного испытания должна определять частоту испытаний, необходимых для поддержания целостности безопасности SIF. Частота испытаний определяется анализом SIF (проверка PFD).
- Процедура пробного испытания должна быть стандартизирована и последовательна, чтобы свести к минимуму возможность человеческой ошибки. Это может включать разработку комплексных процедур пробных испытаний на основе анализа известных опасных режимов отказа для каждого типа приборов/оборудования SIF и использование хорошо продуманных шаблонов/контрольных списков для руководства обслуживающим персоналом в процессе испытаний.
Для обеспечения эффективности процесса проверки на стойкость необходимо регулярно пересматривать и обновлять процедуры с учетом изменений в конструкции, эксплуатации и обслуживании SIF.
Анализируйте и документируйте результаты пробного тестирования, чтобы выявить потенциальные проблемы и возможности для улучшения.
Учет этих факторов позволит вам разработать эффективные процедуры испытаний, которые будут способствовать устранению потенциально опасных систематических отказов и повышению безопасности SIF.
4. Какова важность следования рекомендациям изготовителей в отношении пробных испытаний и спецификации требований безопасности (SRS) в контексте достижения функциональной безопасности в обрабатывающей промышленности?
Спецификация требований безопасности (SRS) является важным документом в жизненном цикле безопасности (SLC) и играет ключевую роль в разработке систем безопасности, особенно в обрабатывающей промышленности. Она определяет функциональные и эксплуатационные требования, связанные с контрольно-измерительными функциями безопасности (SIF) и другими системами безопасности технологических процессов.
SRS имеет решающее значение для достижения функциональной безопасности, поскольку служит основным справочным документом для всего жизненного цикла безопасности.
В нем документируются все важные ожидания от SIS, такие как список SIF и связанных с ними параметров, от требований к ручному отключению до философии сброса и ограничений и ограничений системы.
Соблюдение SRS имеет огромное значение для достижения функциональной безопасности в перерабатывающих отраслях, поскольку обеспечивает проектирование, эксплуатацию и обслуживание систем безопасности таким образом, чтобы эффективно снижать риск и предотвращать потенциальные опасности, способствуя безопасной работе перерабатывающих отраслей.
5. Какие существуют виды испытаний и как они способствуют поддержанию уровня целостности безопасности и снижению вероятности отказа по требованию?
Существует два основных типа тестов на доказательство: Полные тесты и Частичные тесты.
Полноценное тестирование - это как полное сканирование SIF, обеспечивающее почти 100-процентное покрытие тестами. Оно проверяет все устройство в реальных условиях эксплуатации, чтобы убедиться, что оно способно реагировать на опасные условия или требования.
Это наиболее полный тип испытаний на стойкость, и он предназначен для выявления всех потенциально опасных необнаруженных отказов (DU) в функции, контролируемой системой безопасности (SIF).
Частичное тестирование, с другой стороны, проверяет только определенный процент режимов отказа устройства. Оно менее полно, чем полное испытание, но все равно важно. Обычно это делается, когда компоненты SIF имеют разные интервалы испытаний в расчетах PFD, которые не совпадают с запланированными остановками или ремонтами.
Частичное тестирование может быть выполнено удаленно и занимает гораздо меньше времени, чем комплексное.
Частота и тщательность испытаний определяются на основе расчетов PFDavg. Полное испытание позволяет приблизить среднее значение вероятности отказа по требованию (PFD) прибора к исходному целевому уровню, а частичное испытание возвращает среднее значение PFD к процентному соотношению от исходного уровня.
Оборудование SIF с меньшей частотой опасных отказов требует менее частых и менее инвазивных испытаний. Это означает, что оборудование SIF с более высоким уровнем надежности нужно испытывать реже и с меньшим влиянием на его работу.
6. Каковы последствия несовершенства доказательных испытаний для общей безопасности системы и как их можно смягчить?
Последствия некачественного тестирования для общей безопасности системы могут быть значительными, так как необнаруженные неисправности могут привести к тому, что SIF не сработает по требованию, и возможны последующие инциденты, связанные с процессом.
Эти проблемы можно уменьшить, разработав хорошую процедуру испытаний, которая содержит достаточно подробную информацию для обеспечения проведения необходимых испытаний и двойной проверки того, что SIF был надлежащим образом возвращен в эксплуатацию.
Испытания должны выявить все необнаруженные неисправности и вернуть устройство в состояние "как новое", но это редко происходит по нескольким причинам. Несовершенное тестирование может привести к постепенному увеличению вероятности отказа по требованию (PFD) с течением времени, что в конечном итоге может привести к тому, что система не будет соответствовать требованиям PFD.
В результате капитального ремонта устройство будет "восстановлено" до состояния "как новое" и вернет PFD к первоначальному значению. При расчете PFD важно учитывать охват пробных испытаний, чтобы учесть влияние несовершенства пробных испытаний.
Если значение PFDavg для всей функции, контролируемой системой безопасности (SIF), остается в пределах применимого SIL, то дополнительная разработка не требуется.
Однако если в итоге PFDavg окажется ниже SIL, чем указано, может потребоваться дополнительная разработка. Поэтому важно проводить пробные испытания с соблюдением расчетного интервала и точно, чтобы гарантировать, что SIF сохраняют свою надежность и эффективность в достижении функциональной безопасности.
7. Какие проблемы и недостатки связаны с пробным тестированием и как вы можете их решить, чтобы обеспечить эффективность процесса пробного тестирования?
Проблемы и подводные камни, связанные с испытанием на стойкость, включают в себя:
- Неточное представление о надежности: Неполное или неправильное испытание может существенно исказить представление о надежности SIF, что приведет к ложному чувству безопасности или чрезмерно консервативным мерам безопасности. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить тщательное, точное и регулярное проведение пробных испытаний, а также тщательный анализ и документирование результатов.
- Незамеченные отказы: Пробные испытания могут не выявить такие проблемы, как ослабление соединений или коррозия внутри SIF, что может привести к незамеченным отказам. Чтобы снизить этот риск, рассмотрите возможность использования дополнительных методов тестирования, таких как техническое обслуживание, ориентированное на надежность, в дополнение к испытаниям.
- Человеческие и процедурные ошибки: Человеческие и процедурные элементы пробного испытания могут внести ошибки и несоответствия, что приведет к неточной оценке надежности SIF. Чтобы свести к минимуму эти ошибки, реализуйте программы строгой подготовки и сертификации персонала, проводящего испытания, стандартизируйте процедуры испытаний и ведите подробные записи результатов испытаний и наблюдений.
- Изменчивость интервалов между испытаниями: Чем чаще проводятся пробные испытания и чем более обширными они являются, тем выше уровень безопасности. Однако слишком частое тестирование может отнимать много времени и быть дорогостоящим. Чтобы найти баланс, учитывайте частоту опасных отказов оборудования SIF, охват испытаний и частоту испытаний, чтобы выбрать "минимальную" частоту испытаний, позволяющую достичь целевого PFD.
- Культура обслуживания: На качество пробных испытаний может влиять культура обслуживания объекта, которая может повлиять на точность и эффективность испытаний. Для решения этой проблемы необходимо внедрить в организации культуру непрерывного совершенствования и приоритета безопасности, а также обеспечить интеграцию пробных испытаний в общую стратегию технического обслуживания.
Таким образом, пробное тестирование - это как проверка безопасности вашей системы. Это все равно что сходить к врачу и убедиться, что все работает правильно. Вы не хотите, чтобы какие-либо скрытые недостатки остались незамеченными, потому что это может быть опасно. Испытания помогают убедиться в том, что ваши системы безопасности (SIS) всегда работают наилучшим образом и соответствуют стандартам безопасности. Это жизненно важная часть жизненного цикла системы безопасности, которая позволяет обеспечить достижение системой требуемого SIL на протяжении всего жизненного цикла системы безопасности.
IMS SIS
Компания Cenosco разработала IMS SISПрограммное обеспечение, обеспечивающее единую точку входа для всех инженеров SIS Lifecycle.
Он предлагает упрощенный процесс пробных испытаний, обеспечивающий безопасность и целостность ваших систем. Он позволяет составлять графики пробных испытаний оборудования SIF и предоставляет инженерам по техническому обслуживанию платформу для регистрации результатов пробных испытаний оборудования SIF.
Система позволяет рассчитать интервалы тестирования и назначить пробные тесты, а также рассчитать коэффициенты покрытия, влияющие на тщательность и эффективность процесса. Это гарантирует, что частота тестирования достаточна для требуемого снижения риска и надежности.
Придерживаясь ключевых шагов, описанных в IEC 61508, таких как установление периодичности испытаний, оценка эффективности испытаний и следование рекомендациям производителей и спецификации требований безопасности (SRS), IMS SIS поддерживает пользователей в поддержании требуемых уровней целостности безопасности (SIL) для их инструментальных защитных функций.
IMS SIS также предлагает комплексные функции управления пользователями, доступ к эксклюзивным данным о количестве отказов, возможность создания пользовательских панелей и контрольных списков испытаний.
Запрос на демонстрацию
Хотите узнать о IMS SIS из первых рук? Заполните форму ниже.
