Η προστασία από έκρηξη και το SIL αντιμετωπίζουν δύο εντελώς διαφορετικά επίπεδα ζητημάτων ασφάλειας: η προστασία από έκρηξη αφορά τη διασφάλιση ότι "η συσκευή δεν μπορεί να γίνει πηγή ανάφλεξης", ενώ το SIL αφορά το εάν "η λειτουργία ασφαλείας μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα". Ένα όργανο μπορεί να έχει πιστοποίηση αντιεκρηκτικής προστασίας αλλά να μην έχει καθόλου βαθμολογία SIL ή μπορεί να έχει δυνατότητα SIL αλλά να μην απαιτεί πιστοποίηση προστασίας από εκρήξεις - το καθένα ανταποκρίνεται σε εντελώς διαφορετικά ζητήματα κινδύνου.
I. Τι πρόβλημα λύνει η πιστοποίηση προστασίας από εκρήξεις;
Ο βασικός ορισμός της πιστοποίησης αντιεκρηκτικής προστασίας είναι η επιβεβαίωση ότι όταν ο ηλεκτρικός εξοπλισμός χρησιμοποιείται σε εκρηκτική ατμόσφαιρα, δεν θα αναφλεγεί το περιβάλλον εύφλεκτο αέριο ή η σκόνη λόγω σπινθήρων, τόξων ή υψηλών θερμοκρασιών που δημιουργούνται από τον ίδιο τον εξοπλισμό. Η λογική αφετηρία του είναι «η παρουσία εύφλεκτου και εκρηκτικού μείγματος» και το τελικό του σημείο είναι «ο εξοπλισμός είναι σχεδιασμένος έτσι ώστε να μην μπορεί να γίνει πηγή ανάφλεξης».
Οι απαιτήσεις αντιεκρηκτικής προστασίας πρέπει να καθορίζονται με βάση την προβλεπόμενη εφαρμογή και τις συνθήκες εγκατάστασης. Πρώτον, πρέπει να διευκρινιστεί η ταξινόμηση της επικίνδυνης περιοχής: εάν πρόκειται για Ζώνη 0, Ζώνη 1 ή Ζώνη 2, και εάν πρόκειται για περιβάλλον αερίου ή περιβάλλον σκόνης. Δεύτερον, πρέπει να επιβεβαιωθεί η ομάδα αερίων και η τάξη θερμοκρασίας του αερίου στόχου. Διαφορετικοί τύποι προστασίας από εκρήξεις-όπως η εσωτερική ασφάλεια (Ex ia), το πυρίμαχο περίβλημα (Ex d) και η αυξημένη ασφάλεια (Ex e)- είναι κατάλληλοι για διαφορετικές περιοχές και συνθήκες λειτουργίας. Κατά την επιλογή, δεν μπορεί κανείς απλώς να εξετάσει το "αν υπάρχει προστασία από εκρήξεις", αλλά πρέπει να εξετάσει "ποιος τύπος αντιεκρηκτικής προστασίας είναι κατάλληλος για αυτήν την περιοχή".
Τι άλλο χρειάζεται προσοχή πέρα από την πιστοποίηση αντιεκρηκτικής προστασίας; Δεν μπορεί κανείς να εξετάσει μόνο το "αν υπάρχει πιστοποιητικό προστασίας από εκρήξεις", αλλά πρέπει επίσης να ελέγξει εάν το πιστοποιητικό καλύπτει το μοντέλο προϊόντος-στόχου, τις συνθήκες λειτουργίας στόχου, την ταξινόμηση επικίνδυνων περιοχών και την ομάδα αερίου/σκόνης. Ένα πιστοποιητικό αντιεκρηκτικής προστασίας συνδέεται συνήθως με συγκεκριμένο μοντέλο προϊόντος και συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας και ηλεκτρικές παραμέτρους. Εάν οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας δεν εμπίπτουν στο πεδίο εφαρμογής της πιστοποίησης, το προϊόν δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σύμφωνα με αυτήν την πιστοποίηση. Επιπλέον, η πιστοποίηση αντιεκρηκτικής προστασίας αφορά τη "μη ανάφλεξη" - δεν εγγυάται την ακρίβεια μέτρησης, ούτε εγγυάται έγκαιρους συναγερμούς σε περίπτωση υπερπίεσης - αυτό είναι θέμα άλλου συστήματος.
II. Τι είναι η πρόσβαση στη διεθνή αγορά;
Η πρόσβαση στη διεθνή αγορά, με απλά λόγια, σημαίνει ότι για να εισέλθει ένα προϊόν στην αγορά μιας συγκεκριμένης χώρας ή περιοχής, πρέπει να πληροί τις υποχρεωτικές απαιτήσεις των τοπικών κανονισμών και προτύπων. Τα αντιεκρηκτικά προϊόντα είναι ιδιαίτερα εμφανή από αυτή την άποψη, επειδή η επίβλεψη ασφαλείας σε επικίνδυνες τοποθεσίες είναι υποχρεωτική σε χώρες σε όλο τον κόσμο.
Οι τυπικές πρακτικές διαφορετικών χωρών μπορούν να συνοψιστούν σε τρεις τύπους. Ο τύπος άμεσης μετατροπής αναφέρεται σε ορισμένες χώρες ή περιοχές που δέχονται εκθέσεις δοκιμών ή πιστοποιητικά που εκδίδονται από τους φορείς πιστοποίησης του άλλου μέρους μέσω συμφωνιών αμοιβαίας αναγνώρισης, χωρίς την ανάγκη επαναλαμβανόμενων δοκιμών. Ο τύπος πιστοποίησης ελέγχου αναφέρεται στη χώρα εισαγωγής που απαιτεί ανεξάρτητη επανεξέταση και πιστοποίηση από φορέα πιστοποίησης αναγνωρισμένο από τη χώρα αυτή. ακόμα κι αν η χώρα εξαγωγής διαθέτει ήδη πιστοποίηση, πρέπει να ακολουθηθεί η τοπική διαδικασία. Ο τύπος πρόσθετων απαιτήσεων βασίζεται στην αποδοχή των διεθνών κοινών προτύπων, ενώ υπερκαλύπτει τις ειδικές διαφορικές απαιτήσεις της χώρας, όπως συγκεκριμένα επίπεδα τάσης, γλώσσα ετικέτας ή στυλ σήμανσης. Ο στόχος του συστήματος IECEx είναι ακριβώς να προωθήσει τη διεθνή αμοιβαία αναγνώριση «ένα πρότυπο, ένα πιστοποιητικό, ένα σήμα», μειώνοντας το βάρος της επαναλαμβανόμενης πιστοποίησης. Αλλά η πραγματικότητα είναι ότι, λόγω της εποπτείας της ασφάλειας, οι χώρες εξακολουθούν να διατηρούν μεγάλο αριθμό τοπικών απαιτήσεων.
III. Ορισμός και ταξινόμηση του SIL
SIL=Επίπεδο ακεραιότητας ασφαλείας, το οποίο προέρχεται από το λειτουργικό σύστημα προτύπων ασφάλειας (IEC 61508 και το πρότυπο εφαρμογής της βιομηχανίας επεξεργασίας IEC 61511). Το SIL ορίζει τον βαθμό εμπιστοσύνης ότι ένα σύστημα με όργανα ασφαλείας θα εκτελέσει με επιτυχία μια λειτουργία ασφαλείας όταν απαιτείται δράση.
Πόσα επίπεδα έχει το SIL; Υπάρχουν τέσσερα επίπεδα συνολικά, με το SIL 4 να είναι το υψηλότερο και το SIL 1 το χαμηλότερο. Όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο, τόσο μικρότερη πρέπει να είναι η πιθανότητα βλάβης της λειτουργίας ασφαλείας. Για λειτουργία χαμηλής ζήτησης (δηλαδή, όχι περισσότερες από μία ενέργεια ανά έτος), το SIL 1 αντιστοιχεί σε μέση πιθανότητα αστοχίας 10-2 έως 10-1, το SIL 2 είναι 10-3 έως 10-2, το SIL 3 είναι 10-4 έως 10-IL3 είναι και 10⁻4. Οι πιο κοινές απαιτήσεις στη βιομηχανία διεργασιών είναι το SIL 2 και το SIL 3 και το SIL 4 σχετίζεται γενικά με εφαρμογές που απαιτούν τα υψηλότερα επίπεδα ακεραιότητας ασφάλειας.
Ποιες εφαρμογές απαιτούν SIL;
Ποιες εφαρμογές απαιτούν SIL ουσιαστικά δεν καθορίζεται από τον τύπο του οργάνου, αλλά από το αποτέλεσμα της αξιολόγησης κινδύνου. Δεν είναι ότι «απομπός πίεσηςαπαιτεί SIL", αλλά μάλλον ότι "μια συγκεκριμένη λειτουργία ασφαλείας αξιολογείται ότι απαιτεί SIL, και τα όργανα που συμμετέχουν σε αυτή τη λειτουργία πρέπει να είναι κατάλληλα για την απαιτούμενη SIL." Ο πυρήνας της κρίσης είναι: μόλις αποτύχει αυτή η λειτουργία ασφαλείας, πόσο σοβαρές είναι οι συνέπειες, πόσο υψηλή είναι η συχνότητα εμφάνισης και μπορεί να αποφευχθεί άμεσα από άλλα στρώματα προστασίας της βιομηχανίας. Προστασία από υπερπίεση, διακοπή λειτουργίας έκτακτης ανάγκης, παρακολούθηση τοξικών/καύσιμων αερίων μη διορθωμένα στο χρόνο Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των σεναρίων είναι ότι όταν η λειτουργία ασφαλείας αποτύχει, οι συνέπειες μπορεί να περιλαμβάνουν εκρήξεις, πυρκαγιές, θανάτους, τραυματισμούς ή μεγάλες περιβαλλοντικές ζημιές, επομένως συνήθως απαιτείται SIL 2 ή ακόμα και SIL 3.
Μια άλλη κατηγορία εφαρμογών που απαιτούν SIL είναι η παρακολούθηση και η διασύνδεση τοξικών αερίων, τα συστήματα προστασίας από την πίεση υψηλής ακεραιότητας, κ.λπ. Αν και δεν περιλαμβάνουν απαραίτητα άμεσα εκρήξεις, οι συνέπειες της αστοχίας είναι εξίσου σοβαρές. Θα πρέπει να τονιστεί ιδιαίτερα ότι το SIL εκχωρείται σε ολόκληρη τη λειτουργία των οργάνων ασφαλείας και όχι σε ένα μεμονωμένο όργανο. Ένας πομπός μπορεί να "υποστηρίξει εφαρμογές SIL 2", αλλά το εάν ολόκληρος ο βρόχος επιτυγχάνει πραγματικά το SIL 2 εξακολουθεί να εξαρτάται από τον λογικό ελεγκτή, τις βαλβίδες ενεργοποίησης, την αρχιτεκτονική βρόχου, τη διαγνωστική κάλυψη και τα διαστήματα δοκιμής. Αντίθετα, δεν απαιτούν όλα τα όργανα σε επικίνδυνες περιοχές SIL: αντιεκρηκτικόπομπός πίεσηςχρησιμοποιείται μόνο για τοπική απεικόνιση ή συνήθη έλεγχο διαδικασίας δεν απαιτεί αξιολόγηση SIL εάν δεν συμμετέχει σε καμία λειτουργία με όργανα ασφαλείας. χρειάζεται μόνο πιστοποίηση αντιεκρηκτικής προστασίας. Επομένως, "ποιες εφαρμογές απαιτούν SIL" τελικά επανέρχεται στην αξιολόγηση κινδύνου: μετά την αποτυχία αυτής της λειτουργίας, είναι οι συνέπειες αρκετά σοβαρές ώστε να πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα σύστημα με όργανα ασφαλείας για τη μείωση του κινδύνου; Εάν ναι, απαιτείται SIL. εάν το συμβατικό σύστημα ελέγχου ή άλλα στρώματα προστασίας είναι επαρκή, δεν απαιτείται.
IV. Επίπεδα SIL και Πιθανότητα Επικίνδυνης Αποτυχίας
PFDavg: Μέση πιθανότητα επικίνδυνης βλάβης σε λειτουργία χαμηλής ζήτησης - όσο μικρότερη είναι η τιμή, τόσο μικρότερη είναι η πιθανότητα αστοχίας και τόσο ισχυρότερη είναι η ικανότητα ασφαλείας.
PFH: Πιθανότητα επικίνδυνης αστοχίας ανά ώρα - χρησιμοποιείται σε λειτουργία υψηλής ζήτησης/συνεχούς λειτουργίας.
V. Σχέση μεταξύ της προστασίας από έκρηξη και του SIL
Η σχέση μεταξύ αντιεκρηκτικής προστασίας και SIL μπορεί να συνοψιστεί σε μία πρόταση: απαντούν σε διαφορετικές ερωτήσεις και δεν μπορούν να αντικαταστήσουν το ένα το άλλο. Η προστασία από εκρήξεις απαντά "η συσκευή θα ανάψει το περιβάλλον", ενώ η SIL απαντά "μπορεί η λειτουργία ασφαλείας να λειτουργεί αξιόπιστα όταν χρειάζεται".
Ένας πομπός που χρησιμοποιείται σε μια επικίνδυνη περιοχή συνήθως πρέπει να πληροί δύο επίπεδα απαιτήσεων ταυτόχρονα: πρέπει να έχει κατάλληλο τύπο προστασίας από εκρήξεις για να προσαρμόζεται στην αξιολόγηση κινδύνου της περιοχής εγκατάστασης. και εάν συμμετέχει σε λειτουργία με όργανα ασφαλείας, πρέπει επίσης να έχει την αντίστοιχη ικανότητα SIL. Ωστόσο, αυτές οι δύο πιστοποιήσεις αξιολογούνται ανεξάρτητα. Η πιστοποίηση προστασίας από εκρήξεις εστιάζει στο περίβλημα, τον περιορισμό της ενέργειας του κυκλώματος και τη θερμοκρασία επιφάνειας. Η πιστοποίηση SIL εστιάζει στην πιθανότητα επικίνδυνης αστοχίας, στη διαγνωστική κάλυψη, στην αρχιτεκτονική ανοχής σφαλμάτων υλικού και στη διαχείριση του κύκλου ζωής της ασφάλειας.
Αντίθετα, μια κοινή παρεξήγηση είναι ότι "η ύπαρξη πιστοποίησης SIL σημαίνει ότι δεν απαιτείται προστασία από εκρήξεις" ή "η ύπαρξη πιστοποιητικού προστασίας από εκρήξεις σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βρόχο ασφαλείας". Και οι δύο αυτές ιδέες είναι λανθασμένες. Η πιστοποίηση SIL δεν αξιολογεί τον κίνδυνο ανάφλεξης και η πιστοποίηση προστασίας από εκρήξεις δεν αξιολογεί την αξιοπιστία των λειτουργιών ασφαλείας. Ένα όργανο πραγματικά κατάλληλο για βρόχο ασφαλείας σε επικίνδυνη περιοχή πρέπει να διαθέτει έγκυρο πιστοποιητικό προστασίας από εκρήξεις και έκθεση αξιολόγησης SIL, και το εφαρμοστέο πεδίο και των δύο πρέπει να καλύπτει τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
