I progressi nelle tecnologie di misurazione aiutano i progettisti di sistemi di sicurezza a ridurre rischi e costi nei loro progetti di SIS (Safety Instrumented Systems) e nella gestione dell’intero lifecycle.
Il successo dell'implementazione e della gestione di un sistema strumentato di sicurezza richiede progettisti e operatori adeguatamente preparati, per affrontare una serie di rischi non banali.
In primo luogo, le specifiche di uno strumento di misura collaudato, come ad esempio un misuratore di portata, e la sua corretta installazione per una determinata applicazione sono fondamentali per ottenere una riduzione iniziale mirata del rischio.
In secondo luogo, la definizione del supporto necessario per mantenere il flussometro o altro sottosistema di misurazione disponibile a quel livello mirato di riduzione del rischio per tutta la vita del SIS deve essere definito nella fase di progettazione e attuazione.
Infine, la norma IEC 61511 / ISA 84 fornisce una guida sulla buona pratica ingegneristica per lo sviluppo e la gestione del SIS e le raccomandazioni che dovrebbero essere seguite. La seconda edizione della IEC 61511 introduce alcune modifiche a queste linee guida, rafforzando l’enfasi sui requisiti per gli utenti finali nel raccogliere dati sull’affidabilità per qualificare o giustificare specifiche e progetti.
Questo articolo descrive alcune procedure che possono essere prese in considerazione per la progettazione e la gestione di un’installazione SIS nelle applicazioni di misurazione del flusso.
Indice:
- SIS: le fonti di rischio
- Mantenere bassi i PFD (Probability of Failure on Demand) e λdu (Lambda Dangerous Undetected)
- SIS: sottosistemi con diagnostica di autotest ridondante e integrata
Ai sensi della norma IEC 61508 -ANSI / ISA 84, gli operatori e i progettisti di sistemi strumentali di sicurezza SIS sono tenuti a qualificare l’adeguatezza di un sottosistema di misurazione SIS nell’affrontare una funzione strumentata di sicurezza (SIF, Safety Instrumented Function) specifica dell’applicazione. Questo include non solo la progettazione iniziale del SIS stesso, ma anche la qualificazione del sottosistema di misurazione utilizzato in tale servizio.
L’acquisizione e la valutazione dei dati viene utilizzata per qualificare l’uso degli strumenti di misura nelle applicazioni SIS. Anche dopo questa qualifica, i dati operativi e la gestione del cambiamento (Management Of Change, MOC) di questi strumenti nel corso della loro vita utile nelle applicazioni SIS devono essere acquisiti e valutati.
I sottosistemi di misurazione SIS sono in genere esposti a condizioni ambientali e di processo sfavorevoli, quindi tendono a contribuire con un rischio maggiore rispetto a un controller di sicurezza, che è normalmente installato in un ambiente controllato.
Il rischio della mancata esecuzione di una funzione prevista può derivare da fonti probabilistiche di guasto, per esempio i guasti probabilistici collettivi dei componenti elettronici in un trasmettitore. Le procedure di manutenzione e proof test richieste devono essere determinate ed eseguite per mantenere la probabilità di guasto su richiesta (PFD) e il tasso di guasti pericolosi non rilevati (λdu) al di sotto dell’obiettivo medio di riduzione del rischio richiesto.
Il rischio di mancata esecuzione di una funzione prevista può derivare anche da fonti di guasto sistematiche, ad esempio danni a un sensore durante il test. Il rischio sistematico di guasto può essere creato dalle proprietà del mezzo di processo, dalle condizioni operative, dall’accumulo o dalla corrosione. Le ispezioni periodiche, la taratura e la manutenzione che potrebbero essere necessarie possono introdurre il rischio di guasti.
Esiste quindi una certa misura di rischio da (e verso) il personale, che deve seguire procedure scritte per condurre attività sul campo e lavorare con strumenti che potrebbero dover essere rimossi, trasportati, riparati, testati e reinstallati.
Una delle prime cinque società chimiche al mondo ha affermato che
il 2% delle volte in cui abbiamo introdotto un intervento umano c’è stato un problema con i SIS.
Un’altra azienda chimica leader al mondo ha condotto uno studio che afferma che il 4% di tutti i dispositivi che sono sottoposti a test di prova si danneggiano durante la reinstallazione.
Si evince quindi come la riduzione della necessità per il personale di toccare fisicamente un sottosistema di misurazione offre ai progettisti la capacità di ridurre alcuni rischi sistematici di guasto ai SIS.
La seconda edizione della norma IEC 61511 sottolinea inoltre la necessità di specificare, nella sezione dei requisiti di sicurezza (SRS), le procedure e i metodi richiesti per testare la diagnostica SIS. In particolare, la clausola 10 dell'SRS indica alcuni dei requisiti per le procedure dei test di prova tra cui ambito di applicazione, durata, stato del dispositivo testato, procedure utilizzate per testare la diagnostica, stato del processo, metodi e prevenzione degli errori e così via.
Al giorno d’oggi sono disponibili sottosistemi di misura con diagnostica di autotest ridondante integrata, in grado di condurre un monitoraggio continuo della disponibilità. Questo significa che un sottosistema di misurazione potrebbe non solo avere un’elevata copertura diagnostica, ma anche ridondanza: le funzioni di test ridondanti si controllano continuamente a vicenda. Ciò offre una serie di vantaggi per la gestione del ciclo di vita degli strumenti utilizzati in un SIS.
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