Kura pneimatiskās drošības sistēmas konstrukcija novērš 98% nopietnus ievainojumus, ja standarta risinājumi neizdodas?

Ikviens drošības inženieris, ar kuru es konsultējos, saskaras ar vienu un to pašu problēmu: standarta pneimatiskās drošības sistēmas bieži vien nenodrošina pietiekamu aizsardzību augsta riska lietojumos. Jūs, iespējams, esat piedzīvojuši trauksmi, ko rada gandrīz notikuši nelaimes gadījumi, neapmierinātību ar ražošanas kavējumiem, ko rada traucējoši izbraucieni, vai vēl sliktāk - faktisku drošības incidentu postošas sekas, neraugoties uz to, ka ir ieviestas "atbilstošas" sistēmas. Šie trūkumi padara darbiniekus neaizsargātus un uzņēmumus pakļauj ievērojamai atbildībai.

Visefektīvākā pneimatiskā drošības sistēma apvieno ātras reaģēšanas ārkārtas situācijās apturēšanas vārsti (mazāk nekā 50 ms), pareizi izstrādāts SIL-rated¹ drošības ķēdes ar dublēšanu un apstiprināti dubultspiediena bloķēšanas mehānismi. Šī visaptverošā pieeja parasti samazina nopietnu traumu risku par 96-99% salīdzinājumā ar pamata sistēmām, kas orientētas uz atbilstību.

Pagājušajā mēnesī es strādāju ar ražošanas uzņēmumu Ontārio, kas bija guvis nopietnu traumu, kad standarta pneimatiskā drošības sistēma nespēja novērst negaidītu kustību apkopes laikā. Pēc mūsu visaptverošas drošības pieejas ieviešanas viņi ne tikai novērsa drošības incidentus, bet arī faktiski palielināja produktivitāti par 14%, jo samazinājās dīkstāves laiks, ko izraisīja apgrūtinoši braucieni, un tika uzlabotas piekļuves procedūras apkopes veikšanai.

Satura rādītājs

• Avārijas apturēšanas vārstu reakcijas laika standarti
• SIL līmeņa drošības shēmas projektēšanas specifikācijas
• Divspiediena bloķēšanas mehānisma validācijas process
• Secinājums
• Bieži uzdotie jautājumi par pneimatiskajām drošības sistēmām

Kāds reakcijas laiks ir nepieciešams avārijas apturēšanas vārstiem, lai novērstu traumas?

Daudzi drošības inženieri izvēlas avārijas apturēšanas vārstus, pamatojoties galvenokārt uz plūsmas jaudu un izmaksām, aizmirstot par kritisko faktoru - reakcijas laiku. Šai neuzmanībai var būt katastrofālas sekas, kad milisekundes izšķir gandrīz notikušu negadījumu no nopietnas traumas.

Efektīviem pneimatisko sistēmu avārijas apturēšanas vārstiem ir jāpanāk pilnīga aizvēršanās 15-50 ms laikā atkarībā no lietojuma riska līmeņa, jāsaglabā nemainīga veiktspēja visā to kalpošanas laikā un jāiekļauj monitoringa iespējas, lai konstatētu degradāciju. Visdrošākajās konstrukcijās ir iekļauti dubulti solenoīdi ar dinamiski uzraudzītām spoles pozīcijām un pret kļūmēm noturīgu vadības arhitektūru.

Visaptveroši reaģēšanas laika standarti avārijas apturēšanas vārstiem

Pēc simtiem pneimatisko drošības incidentu analīzes un plašas testēšanas esmu izstrādājis šos lietojumiem specifiskos reakcijas laika standartus:

Reakcijas laika mērīšanas un validācijas metodoloģija

Lai pareizi validētu avārijas apturēšanas vārsta darbību, ievērojiet šo visaptverošo testēšanas protokolu:

1. posms: sākotnējā reakcijas laika raksturojums

Nosakiet bāzes veiktspēju, veicot stingru testēšanu:

• Elektriskais signāls uz sākotnējo kustību
    Izmēriet aizkavi no elektriskās atvienošanas līdz pirmajai konstatējamai vārsta kustībai:
    - Lietojiet ātrdarbīgu datu iegūšanu (vismaz 1 kHz paraugu ņemšana).
    - Testēšana pie minimālā, nominālā un maksimālā barošanas sprieguma
    - Atkārtojiet mērījumus pie minimālā, nominālā un maksimālā darba spiediena.
    - Veikt vismaz 10 ciklus, lai noteiktu statistisko derīgumu.
    - Aprēķināt vidējo un maksimālo reakcijas laiku

• Pilna ceļojuma laika mērīšana
    Nosakiet laiku, kas nepieciešams pilnīgai vārsta aizvēršanai:
    - Izmantot plūsmas sensorus, lai noteiktu pilnīgu plūsmas apstāšanos.
    - Spiediena samazināšanās līkņu mērīšana aiz vārsta
    - Aprēķināt faktisko slēgšanas laiku, pamatojoties uz plūsmas samazinājumu
    - Tests dažādos plūsmas apstākļos (25%, 50%, 75%, 100% nominālās plūsmas).
    - Dokumentēt sliktākā gadījuma reakcijas scenāriju

• Sistēmas reakcijas apstiprināšana
    Novērtējiet pilnīgu drošības funkcijas veiktspēju:
    - Izmēriet laiku no iedarbināšanas notikuma līdz bīstamas kustības pārtraukšanai
    - Iekļaujiet visas sistēmas sastāvdaļas (sensorus, kontrolierus, vārstus, izpildmehānismus).
    - Testēšana reālos slodzes apstākļos
    - Dokumentēt kopējo drošības funkcijas reakcijas laiku
    - Salīdziniet ar aprēķinātajām droša attāluma prasībām

2. posms: vides un stāvokļa pārbaude

Pārbaudiet veiktspēju visā darbības diapazonā:

• Temperatūras ietekmes analīze
    Testa reakcijas laiks visā temperatūras diapazonā:
    - Aukstās palaišanas veiktspēja (minimālā nominālā temperatūra)
    - Darbs augstā temperatūrā (maksimālā nominālā temperatūra)
    - Dinamiskie temperatūras izmaiņu scenāriji
    - Termiskā cikliskuma ietekme uz reakcijas konsekvenci

• Piegādes izmaiņu testēšana
    Izvērtēt veiktspēju neideālos piegādes apstākļos:
    - Samazināts padeves spiediens (minimālais norādītais -10%)
    - Paaugstināts padeves spiediens (maksimālais norādītais +10%)
    - Spiediena svārstības darbības laikā
    - Piesārņots pieplūdes gaiss (ievadiet kontrolētu piesārņojumu)
    - Sprieguma svārstības (±10% no nominālā)

• Izturības veiktspējas novērtējums
    Pārbaudiet ilgtermiņa atbildes konsekvenci:
    - Sākotnējais reakcijas laika mērījums
    - Paātrināta kalpošanas cikla cikliskums (vismaz 100 000 ciklu)
    - Periodiski reakcijas laika mērījumi riteņbraukšanas laikā
    - Galīgā atbildes laika pārbaude
    - Atbildes laika dreifa statistiskā analīze

3. posms: atteices režīma testēšana

Izvērtējiet veiktspēju paredzamos kļūmes apstākļos:

• Daļējas atteices scenārija testēšana
    Novērtēt reakciju komponenta noārdīšanās laikā:
    - Simulēta solenoīda degradācija (samazināta jauda)
    - Daļēja mehāniska obstrukcija
    - Lielāka berze, pateicoties kontrolētam piesārņojumam
    - Samazināts atsperes spēks (attiecīgā gadījumā)
    - Sensoru atteices simulācija

• Kopējā cēloņa kļūdu analīze
    Pārbaudīt noturību pret sistēmiskām kļūmēm:
    - Elektroapgādes traucējumi
    - Spiediena padeves pārtraukumi
    - Ekstrēmi vides apstākļi
    - EMC/EMI traucējumu testēšana
    - Vibrācijas un triecienu testēšana

Gadījuma izpēte: Metāla štancēšanas darbības drošības modernizācija

Metāla štancēšanas rūpnīcā Pensilvānijas štatā notika gandrīz nelaimes gadījums, kad pneimatiskās preses drošības sistēma nespēja pietiekami ātri reaģēt avārijas apturēšanas situācijā. Esošā vārsta izmērītais reakcijas laiks bija 85 ms, kas ļāva presei turpināt kustību 38 mm pēc gaismas aizkara iedarbināšanas.

Mēs veicām visaptverošu drošības novērtējumu:

Sākotnējā sistēmas analīze

• Preses aizvēršanas ātrums: 450 mm/sekundē
• Esošā vārsta reakcijas laiks: 85 ms
• Kopējais sistēmas reakcijas laiks: 115 ms
• Pārvietošanās pēc atklāšanas: 51,75 mm
• Nepieciešamā droša apstāšanās veiktspēja: <10 mm kustība

Risinājuma īstenošana

Mēs ieteicām un īstenojām šos uzlabojumus:

Validācijas rezultāti

Pēc ieviešanas sistēma sasniedza:

• Vārstu reakcijas laiks: 12ms (85,9% uzlabojums)
• Kopējais sistēmas reakcijas laiks: 28ms (75,7% uzlabojums)
• Pārvietošanās pēc atklāšanas: 12,6 mm (75,7% uzlabojums)
• Sistēma tagad atbilst ISO 13855² droša attāluma prasības
• Papildu ieguvums: 22% samazināts traucējošo braucienu skaits, pateicoties uzlabotai diagnostikai.

Īstenošanas paraugprakse

Optimālai avārijas apturēšanas vārsta darbībai:

Vārstu atlases kritēriji

Pievērsiet uzmanību šīm svarīgākajām specifikācijām:

• Pārbaudīta reakcijas laika dokumentācija (ne tikai kataloga prasības)
• B10d vērtība³ vai MTTFd novērtējums, kas atbilst vajadzīgajam veiktspējas līmenim
• Vārstu stāvokļa dinamiskās uzraudzības iespēja
• Riska līmenim atbilstoša kļūdu pielaide
• Plūsmas jauda ar pietiekamu drošības rezervi (vismaz 20%)

Uzstādīšanas vadlīnijas

Optimizējiet uzstādīšanu ātrākai reakcijai:

• Novietojiet vārstus pēc iespējas tuvāk izpildmehānismiem.
• Piegādes līniju izmērs, lai nodrošinātu minimālu spiediena kritumu
• Maksimizēt izplūdes jaudu ar minimāliem ierobežojumiem
• Ātrā izplūdes vārstu ieviešana lieliem cilindriem
• Nodrošināt, lai elektriskie savienojumi atbilstu nepieciešamajam reakcijas laikam

Uzturēšanas un testēšanas protokols

Izveidot stingru pastāvīgu validāciju:

• Dokumentēt bāzes reakcijas laiku nodošanas ekspluatācijā brīdī
• Ieviest regulāru reakcijas laika testēšanu ar riskam atbilstošiem intervāliem.
• Noteikt maksimālo pieļaujamo reakcijas laika pasliktināšanos (parasti 20%).
• Izstrādāt skaidrus kritērijus vārstu nomaiņai vai atjaunošanai.
• Veiciet testēšanas ierakstus atbilstības dokumentācijai

Kā projektēt pneimatiskās drošības ķēdes, kas patiešām sasniedz SIL novērtējumu?

Daudzām pneimatiskajām drošības ķēdēm uz papīra ir piešķirti SIL reitingi, taču reālos apstākļos tās nespēj nodrošināt šo veiktspēju, jo ir pieļautas kļūdas projektēšanā, nepareizi izvēlētas sastāvdaļas vai nav veikta atbilstoša validācija.

Efektīvām pneimatiskajām drošības ķēdēm ar SIL līmeni nepieciešama sistemātiska komponentu izvēle, pamatojoties uz uzticamības datiem, arhitektūra, kas atbilst vajadzīgajam SIL līmenim, visaptveroša kļūmes režīma analīze un apstiprinātas pārbaudes testēšanas procedūras. Visdrošākajās konstrukcijās ir ietverts daudzveidīgs dublēšana, automātiskā diagnostika un noteikti pārbaudes testu intervāli, pamatojoties uz aprēķinātajiem datiem. PFDavg⁴ vērtības.

Visaptveroša SIL projektēšanas sistēma pneimatiskajām drošības ķēdēm

Pēc simtiem SIL novērtētu pneimatisko drošības sistēmu ieviešanas esmu izstrādājis šo strukturēto projektēšanas pieeju:

Strukturēta SIL projektēšanas metodoloģija pneimatiskajām sistēmām

Lai pareizi projektētu pneimatiskās drošības ķēdes ar SIL, ievērojiet šo visaptverošo metodoloģiju:

1. posms: drošības funkcijas definēšana

Sāciet ar precīzu drošības prasību definīciju:

• Funkcionālo prasību specifikācija
    Precīzi dokumentējiet, kas drošības funkcijai ir jādara:
    - Īpaši apdraudējumi, kas tiek mazināti
    - Nepieciešamais reakcijas laiks
    - Droša stāvokļa definīcija
    - Aptvertie darbības režīmi
    - Manuālās atiestatīšanas prasības
    - Integrācija ar citām drošības funkcijām

• SIL mērķa noteikšana
    Noteikt nepieciešamo drošības integritātes līmeni:
    - Veikt riska novērtējumu saskaņā ar IEC 61508/62061 vai ISO 13849.
    - Noteikt nepieciešamo riska samazinājumu
    - Aprēķināt mērķa atteices varbūtību
    - Piešķirt atbilstošu SIL mērķi
    - SIL izvēles pamatojuma dokumentēšana

• Darbības kritēriju definīcija
    Izstrādājiet izmērāmas veiktspējas prasības:
    - Maksimāli pieļaujamā bīstamās atteices varbūtība
    - Nepieciešamais diagnostikas pārklājums
    - Minimālā aparatūras kļūdu tolerance
    - Sistemātiskas prasības attiecībā uz spējām
    - Vides apstākļi
    - Misijas laiks un pārbaudes testu intervāli

2. posms: arhitektūras izstrāde

Izstrādāt sistēmas arhitektūru, kas var sasniegt nepieciešamo SIL:

• Apakšsistēmas dekompozīcija
    Sadaliet drošības funkciju pārvaldāmos elementos:
    - Ieejas ierīces (piemēram, avārijas apstādinājumi, spiediena slēdži).
    - Loģiskie risinātāji (drošības releji, drošības PLC)
    - Gala elementi (vārsti, bloķēšanas mehānismi)
    - Saskarnes starp apakšsistēmām
    - Uzraudzības un diagnostikas elementi

• Atlaišanas stratēģijas izstrāde
    Izstrādājiet atbilstošu atlaišanu, pamatojoties uz SIL prasībām:
    - Komponentu dublēšana (paralēli vai secīgi)
    - Dažādas tehnoloģijas, lai novērstu kopīgu iemeslu izraisītas kļūmes
    - Balsošanas kārtība (1oo1, 1oo2, 2oo2, 2oo3 utt.)
    - Neatkarība starp liekajiem kanāliem
    - Kopējā cēloņa neveiksmes mazināšana

• Diagnostikas sistēmas projektēšana
    Izstrādāt visaptverošu diagnostiku, kas atbilst SIL:
    - Automātiskās diagnostikas testi un biežums
    - Kļūdu noteikšanas iespējas
    - Diagnostikas pārklājuma aprēķins
    - Reakcija uz atklātiem defektiem
    - Diagnostikas indikatori un saskarnes

3. posms: komponentu atlase

Izvēlieties komponentus, kas atbalsta nepieciešamo SIL:

• Uzticamības datu vākšana
    Apkopot visaptverošu informāciju par uzticamību:
    - Dati par kļūdu biežumu (bīstami atklāti, bīstami neatklāti)
    - B10d vērtības pneimatiskajiem komponentiem
    - SFF (drošas kļūdu frakcijas) vērtības
    - Iepriekšēja darba pieredze
    - Ražotāja uzticamības dati
    - Sastāvdaļas SIL sertifikācijas līmenis

• Sastāvdaļu novērtēšana un atlase
    Komponentu novērtēšana atbilstoši SIL prasībām:
    - Pārbaudīt SIL spējas sertifikāciju
    - Novērtēt sistemātiskās spējas
    - Vides piemērotības pārbaude
    - Apstiprināt diagnostikas iespējas
    - Pārbaudīt saderību ar arhitektūru
    - Novērtēt kopējo cēloņu bojājumu uzņēmību

• Atteices režīma analīze
    Veikt detalizētu kļūmes režīma novērtējumu:
    - FMEDA (Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis)
    - Visu attiecīgo atteices veidu identificēšana
    - kļūdu klasifikācija (drošas, bīstamas, atklātas, neatklātas).
    - Kopējā cēloņa kļūdu analīze
    - Nolietošanās mehānismi un misijas ilgums

4. posms: verifikācija un validācija

Apstipriniet, ka konstrukcija atbilst SIL prasībām:

• Kvantitatīvā analīze
    Aprēķināt drošības rādītājus:
    - PFDavg (vidējā kļūmes varbūtība pēc pieprasījuma)
    - HFT (aparatūras kļūdu tolerance)
    - SFF (droša atteices frakcija)
    - Diagnostikas pārklājuma procentuālā daļa
    - Kopējā cēloņa neveiksmes ieguldījums
    - Kopējā SIL sasniegumu pārbaude

• Pārbaudes procedūras izstrāde
    Izveidot visaptverošus testēšanas protokolus:
    - Detalizēti testa posmi katrai sastāvdaļai
    - Nepieciešamais testēšanas aprīkojums un iestatījumi
    - Izturēšanas/neizturēšanas kritēriji
    - Testa frekvences noteikšana
    - Dokumentācijas prasības
    - Daļēja insulta testēšana, ja piemērojams

• Dokumentācijas paketes izveide
    Sagatavot pilnīgu drošības dokumentāciju:
    - Drošības prasību specifikācija
    - Projektēšanas aprēķini un analīze
    - Sastāvdaļu datu lapas un sertifikāti
    - Pārbaudes procedūras
    - Uzturēšanas prasības
    - Modifikācijas kontroles procedūras

Gadījuma izpēte: Ķīmiskās apstrādes drošības sistēma

Teksasas ķīmiskās pārstrādes uzņēmumā bija nepieciešams ieviest SIL 2 klases pneimatisko drošības sistēmu reaktora avārijas izslēgšanas funkcijai. Drošības funkcijai bija jānodrošina pneimatisko izpildmehānismu, kas kontrolē kritiskos procesa vārstus, uzticama spiediena samazināšana 2 sekunžu laikā pēc avārijas stāvokļa.

Mēs izstrādājām visaptverošu SIL 2 pneimatisko drošības ķēdi:

Drošības funkcijas definīcija

• Funkcija: Pneimatisko vārstu izpildmehānismu avārijas spiediena samazināšana
• Droša valsts: Visi procesa vārsti ir drošā stāvoklī.
• Reakcijas laiks: <2 sekundes līdz pilnīgai spiediena samazināšanai
• SIL mērķis: SIL 2 (PFDavg starp 10² un 10³)
• Darbības laiks: 15 gadi ar periodiskām pārbaudes pārbaudēm

Arhitektūras izstrāde un komponentu izvēle

Verifikācijas rezultāti

• Aprēķinātā PFDavg: 8,7×10-³ (SIL 2 diapazonā)
• Aparatūras kļūdu tolerance: HFT = 1 (atbilst SIL 2 prasībām)
• Droša atteices frakcija: SFF = 94% (pārsniedz SIL 2 minimumu).
• Kopējais cēloņa faktors: β = 2% (ar daudzveidīgu komponentu izvēli)
• Pārbaudes testa intervāls: 6 mēneši (pamatojoties uz PFDavg aprēķinu)
• Sistemātiskās spējas: SC 2 (visi komponenti ar SC 2 vai augstāku)

Īstenošanas rezultāti

Pēc ieviešanas un apstiprināšanas:

• Sistēma veiksmīgi izturējusi trešās puses SIL verifikāciju
• Pārbaudes apstiprināja aprēķināto veiktspēju
• Daļēja insulta testēšana ikmēneša validācijai
• Dokumentētas un apstiprinātas pilnīgas pārbaudes procedūras
• Apkopes personāls ir pilnībā apmācīts sistēmas darbībā un testēšanā
• 3 gadu laikā sistēma ir veikusi 12 veiksmīgas avārijas izslēgšanas.

Īstenošanas paraugprakse

Veiksmīgai SIL novērtētas pneimatiskās drošības ķēdes ieviešanai:

Projektēšanas dokumentācijas prasības

Veiciet visaptverošu projektēšanas uzskaiti:

• Drošības prasību specifikācija ar skaidru SIL mērķi
• Uzticamības bloku diagrammas ar detalizētu informāciju par arhitektūru
• Sastāvdaļu izvēles pamatojums un datu lapas
• Neveiksmju biežuma aprēķini un pieņēmumi
• Kopējā cēloņa kļūdu analīze
• Galīgie SIL verifikācijas aprēķini

Biežāk sastopamās kļūdas, no kurām jāizvairās

Ņemiet vērā šīs bieži sastopamās projektēšanas kļūdas:

• Nepietiekama aparatūras kļūdu tolerance SIL līmenim
• Neatbilstošs arhitektūras diagnostikas pārklājums
• Kopējā cēloņa kļūdu neievērošana
• Neatbilstoši pārbaudes testu intervāli
• Sistemātiska spēju novērtējuma trūkums
• Neatbilstošs vides stāvokļa novērtējums
• Nepietiekama dokumentācija SIL verifikācijai

Uzturēšana un izmaiņu pārvaldība

Izveidojiet stingrus pastāvīgus procesus:

• Dokumentētas pārbaudes testu procedūras ar skaidriem izturēšanas/neizturēšanas kritērijiem.
• Stingra komponentu nomaiņas politika (līdzīga)
• Izmaiņu pārvaldības process visām izmaiņām
• Bojājumu izsekošanas un analīzes sistēma
• SIL aprēķinu periodiska atkārtota apstiprināšana
• Tehniskās apkopes personāla apmācības programma

Kā pārbaudīt divspiediena bloķēšanas mehānismus, lai pārliecinātos, ka tie patiešām darbojas?

Divspiediena bloķēšanas mehānismi ir ļoti svarīgas drošības ierīces, kas novērš negaidītu kustību pneimatiskajās sistēmās, tomēr daudzi no tiem tiek ieviesti bez pienācīgas validācijas, radot maldīgu drošības sajūtu.

Efektīvai dubultspiediena bloķēšanas mehānismu validācijai ir nepieciešama visaptveroša testēšana visos paredzamajos ekspluatācijas apstākļos, atteices režīma analīze un periodiska darbības pārbaude. Visuzticamākie validācijas procesi apvieno statiskā spiediena noturības testus, dinamiskās slodzes testus un paātrinātu ekspluatācijas cikla novērtējumu, lai nodrošinātu nemainīgu veiktspēju visā ierīces ekspluatācijas laikā.

Visaptveroša divspiediena bloķēšanas mehānisma validācijas sistēma

Pēc simtiem dubultspiediena bloķēšanas sistēmu ieviešanas un validēšanas esmu izstrādājis šo strukturēto validēšanas pieeju:

Strukturēts dubultā spiediena bloķēšanas mehānisma validācijas process

Lai pareizi validētu dubultspiediena bloķēšanas mehānismus, ievērojiet šo visaptverošo procesu:

1. posms: Dizaina validācija

Pārbaudiet dizaina pamatkoncepciju:

• Mehāniskā dizaina analīze
    Novērtēt mehānikas pamatprincipus:
    - Spēka bilances aprēķini visos apstākļos
    - Kritisko komponentu stresa analīze
    - Pielaides sakopojuma analīze
    - Materiālu atlases pārbaude
    - Korozijas un vides izturība

  
  
• 
  

  Kļūdu režīmu un seku analīze
    Veikt visaptverošu FMEA:
    - Identificēt visus iespējamos atteices veidus
    - Novērtēt kļūmes sekas un kritiskumu
    - Noteikt noteikšanas metodes
    - Riska prioritātes numuru (RPN) aprēķināšana
    - Izstrādāt riska mazināšanas stratēģijas augsta riska neveiksmēm.

• Prototipa veiktspējas testēšana
    Pārbaudiet konstrukcijas veiktspēju, veicot testēšanu:
    - Statiskās ietilpības pārbaude
    - Dinamiska iesaistīšanās testēšana
    - Reakcijas laika mērīšana
    - Vides stāvokļa testēšana
    - Paātrināta aprites cikla testēšana

2. posms: ražošanas validācija

Nodrošināt nemainīgu ražošanas kvalitāti:

• Sastāvdaļu pārbaudes protokols
    Pārbaudiet kritisko komponentu specifikācijas:
    - Bloķēšanas elementu izmēru pārbaude
    - Materiālu sertifikācijas apstiprinājums
    - Virsmas apdares pārbaude
    - Termiskās apstrādes verifikācija, ja piemērojams
    - Kritisko komponentu nesagraujošā testēšana

• Montāžas verifikācijas testēšana
    Pārliecinieties par pareizu montāžu un regulēšanu:
    - Pareiza bloķēšanas elementu izlīdzināšana
    - Pareiza atsperu un mehānisko elementu priekšslodze
    - Atbilstošs stiprinājumu griezes moments
    - Pareiza pneimatisko ķēžu blīvēšana
    - Visu mainīgo elementu pareiza regulēšana

• Funkcionālā veiktspējas testēšana
    Pirms uzstādīšanas pārbaudiet darbību:
    - Bloķēšanas ieslēgšanas pārbaude
    - Turēšanas spēka mērīšana
    - Iesaistīšanās/atteikšanās laiks
    - Pneimatisko ķēžu noplūdes pārbaude
    - Ciklu testēšana (vismaz 1000 ciklu)

3. posms: uzstādīšanas apstiprināšana

Pārbaudiet veiktspēju faktiskajā lietojumprogrammā:

• Uzstādīšanas pārbaudes pārbaudes kontrolsaraksts
    Pārliecinieties par pareiziem uzstādīšanas nosacījumiem:
    - Montāžas izlīdzināšana un stabilitāte
    - Pneimatiskās padeves kvalitāte un spiediens
    - Vadības signāla integritāte
    - Vides aizsardzība
    - Pieejamība pārbaudei un apkopei

• Integrētās sistēmas testēšana
    Pārbaudiet visas sistēmas darbību:
    - Mijiedarbība ar vadības sistēmu
    - Reakcija uz avārijas apstāšanās signāliem
    - Veiktspēja faktiskās slodzes apstākļos
    - Savietojamība ar darba ciklu
    - Integrācija ar monitoringa sistēmām

• Pielietojumam specifiskas slodzes testēšana
    Apstipriniet veiktspēju reālos apstākļos:
    - Statiskās slodzes noturības tests pie maksimālās slodzes
    - Dinamiskās slodzes testēšana normālas darbības laikā
    - Izturība pret vibrācijām darba apstākļos
    - Temperatūras cikliskums, ja piemērojams
    - Piesārņotāju iedarbības testēšana, ja nepieciešams

4. posms: periodiska validācija

Nodrošināt nepārtrauktu veiktspējas integritāti:

• Vizuālās pārbaudes protokols
    Izstrādājiet visaptverošas vizuālās pārbaudes:
    - Ārējie bojājumi vai korozija
    - Šķidruma noplūde vai piesārņojums
    - vaļīgi stiprinājumi vai savienojumi
    - Izlīdzināšana un montāžas integritāte
    - nolietojuma indikatori, ja piemērojami

• Funkcionālās testēšanas procedūra
    Izveidojiet neinvazīvu veiktspējas pārbaudi:
    - Bloķēšanas ieslēgšanas pārbaude
    - Noturēšana pret samazinātu testa slodzi
    - Laika mērīšana
    - Noplūdes pārbaude
    - Vadības signāla reakcija

• Visaptveroša periodiska atkārtota sertifikācija
    Noteikt galvenos validācijas intervālus:
    - Pilnīga demontāža un pārbaude
    - Sastāvdaļu nomaiņa atkarībā no stāvokļa
    - Pilnas slodzes pārbaude pēc atkārtotas montāžas
    - Dokumentācijas atjaunināšana un atkārtota sertifikācija
    - Darbmūža novērtēšana un pagarināšana

Gadījuma izpēte: Automatizēta materiālu apstrādes sistēma

Ilinoisas štata Ilinoisas štata izplatīšanas centrā notika nopietns drošības negadījums, kad sabojājās virszemes materiālu pārvietošanas sistēmas dubultā spiediena bloķēšanas mehānisms, izraisot negaidītu kravas kritienu. Izmeklēšanā atklājās, ka pēc uzstādīšanas bloķēšanas mehānisms nekad nebija pienācīgi apstiprināts un bija radies iekšējais nodilums, kas netika pamanīts.

Mēs izstrādājām visaptverošu validācijas programmu:

Sākotnējā novērtējuma secinājumi

• Bloķēšanas konstrukcija: Divspiediena pretstūres konstrukcija
• Darba spiediens: 6,5 bāru nominālais
• Kravnesība: Nominālā kravnesība: 1 500 kg, darbojas ar 1 200 kg.
• Bojājuma veids: Iekšējā blīvējuma degradācija, kas izraisa spiediena samazināšanos
• Validācijas statuss: Tikai sākotnējā testēšana rūpnīcā, nav periodiskas validācijas.

Validācijas programmas īstenošana

Mēs īstenojām šo daudzfāžu validācijas pieeju:

Validācijas programmas rezultāti

Pēc visaptverošas validācijas programmas īstenošanas:

• 100% bloķēšanas mehānismu tagad atbilst vai pārsniedz specifikācijas
• Automatizēta uzraudzība nodrošina nepārtrauktu validāciju
• Ikmēneša pārbaužu programma agrīni novērš problēmas
• Ikgadējā slodzes testēšana apstiprina nepārtrauktu veiktspēju
• 30 mēnešu laikā kopš ieviešanas nav notikuši nekādi drošības incidenti
• Papildu ieguvums: 35% samazinājums avārijas tehniskās apkopes laikā

Īstenošanas paraugprakse

Efektīvai divspiediena bloķēšanas mehānisma validācijai:

Dokumentācijas prasības

Veiciet visaptverošu validācijas uzskaiti:

• Dizaina validācijas ziņojumi un aprēķini
• Ražošanas testu sertifikāti
• Uzstādīšanas apstiprināšanas pārbaudes saraksti
• Periodisko pārbaužu ieraksti
• Neveiksmju izmeklēšana un koriģējošie pasākumi
• Grozījumu vēsture un atkārtotas apstiprināšanas rezultāti

Testēšanas iekārtas un kalibrēšana

Nodrošināt mērījumu integritāti:

• Slodzes testēšanas iekārtas ar derīgu kalibrēšanu
• Spiediena mērīšanas ierīces ar atbilstošu precizitāti
• Laika mērīšanas sistēmas reakcijas apstiprināšanai
• Vajadzības gadījumā - vides simulācijas iespējas
• Automatizēta datu iegūšana konsekvences nodrošināšanai

Validācijas programmas pārvaldība

Izveidot stabilus pārvaldības procesus:

• Skaidrs atbildības sadalījums par validācijas darbībām
• Kompetences prasības validācijas personālam
• Validācijas rezultātu pārskatīšana no vadības puses
• Korektīvo darbību process neveiksmīgu validāciju gadījumā
• Pastāvīga validācijas metožu uzlabošana
• Izmaiņu pārvaldība validācijas programmas atjauninājumiem

Secinājums

Lai ieviestu patiesi efektīvas pneimatiskās drošības sistēmas, ir nepieciešama visaptveroša pieeja, kas sniedzas tālāk par vienkāršu atbilstību. Koncentrējoties uz trim aplūkotajiem svarīgākajiem elementiem - ātras reaģēšanas avārijas apturēšanas vārstiem, pareizi projektētām SIL-rated drošības ķēdēm un validētiem dubultspiediena bloķēšanas mehānismiem - organizācijas var ievērojami samazināt nopietnu traumu risku, vienlaikus bieži uzlabojot darbības efektivitāti.

Visveiksmīgākajās drošības ieviešanas sistēmās validācija ir nepārtraukts process, nevis vienreizējs pasākums. Izstrādājot stingrus testēšanas protokolus, uzturot visaptverošu dokumentāciju un pastāvīgi uzraugot veiktspēju, jūs varat nodrošināt, ka jūsu pneimatiskās drošības sistēmas nodrošina uzticamu aizsardzību visā to kalpošanas laikā.

Bieži uzdotie jautājumi par pneimatiskajām drošības sistēmām