Взрывозащита и SIL решают два совершенно разных уровня проблем безопасности: защита от взрыва направлена на обеспечение того, чтобы «устройство не могло стать источником возгорания», а SIL — на том, «может ли функция безопасности работать надежно». Прибор может иметь сертификат взрывозащиты, но вообще не иметь рейтинга SIL, или он может иметь возможность SIL, но не требовать сертификации взрывозащиты — каждый из них реагирует на совершенно разные проблемы риска.
I. Какую проблему решает сертификация взрывозащиты?
Основное определение сертификации взрывозащиты заключается в подтверждении того, что при использовании электрооборудования во взрывоопасной атмосфере оно не будет воспламенять окружающий горючий газ или пыль из-за искр, дуг или высоких температур, создаваемых самим оборудованием. Ее логической отправной точкой является «наличие легковоспламеняющейся и взрывоопасной смеси», а конечной точкой – «оборудование сконструировано так, что оно не может стать источником возгорания».
Требования взрывозащиты следует определять исходя из предполагаемого применения и условий установки. Прежде всего необходимо уточнить классификацию опасной зоны: является ли она зоной 0, зоной 1 или зоной 2, газовой или пылевой средой; во-вторых, необходимо подтвердить газовую группу и температурный класс целевого газа. Различные типы взрывозащиты, такие как искробезопасность (Ex ia), взрывонепроницаемая оболочка (Ex d) и повышенная безопасность (Ex e), подходят для разных зон и условий эксплуатации. При выборе нельзя просто смотреть «есть ли взрывозащита», а надо смотреть «какой тип взрывозащиты подходит для данной зоны».
Что еще требует внимания, помимо сертификации взрывозащиты? Нельзя только посмотреть «есть ли сертификат взрывозащиты», но необходимо также проверить, распространяется ли сертификат на целевую модель продукта, целевые условия эксплуатации, классификацию взрывоопасной зоны и группу газа/пыли. Сертификат взрывозащиты обычно привязан к конкретной модели продукта, определенному температурному диапазону и электрическим параметрам. Если фактические условия эксплуатации выходят за рамки сертификации, изделие нельзя использовать в соответствии с этой сертификацией. Кроме того, сертификация взрывозащиты касается «невозгорания» — она не гарантирует точности измерений и не гарантирует своевременную сигнализацию в случае избыточного давления — это вопрос другой системы.
II. Что такое доступ к международному рынку?
Доступ к международному рынку, проще говоря, означает, что для выхода продукта на рынок определенной страны или региона он должен соответствовать обязательным требованиям местных правил и стандартов. В этом отношении особое значение имеет взрывозащищенная продукция, поскольку контроль безопасности в опасных зонах является обязательным во всех странах мира.
Типичную практику разных стран можно свести к трем типам. Тип прямого преобразования относится к определенным странам или регионам, принимающим протоколы испытаний или сертификаты, выданные органами по сертификации другой стороны на основании соглашений о взаимном признании, без необходимости повторного тестирования. Тип аудиторской сертификации относится к стране-импортёру, требующей независимой проверки и сертификации органом по сертификации, признанным этой страной; даже если страна-экспортер уже имеет сертификацию, все равно необходимо соблюдать местный процесс. Тип дополнительных требований основан на принятии общих международных стандартов с учетом особых дифференциальных требований страны, таких как определенные уровни напряжения, язык маркировки или стили маркировки. Целью системы IECEx является именно содействие международному взаимному признанию «одного стандарта, одного сертификата, одного знака», снижая бремя повторной сертификации. Но реальность такова, что из соображений контроля за безопасностью страны по-прежнему сохраняют большое количество локализованных требований.
III. Определение и классификация SIL
SIL=Уровень полноты безопасности, который основан на системе стандартов функциональной безопасности (IEC 61508 и стандарте его применения в обрабатывающей промышленности IEC 61511). SIL определяет степень уверенности в том, что инструментальная система безопасности успешно выполнит функцию безопасности, когда потребуются действия.
Сколько уровней имеет SIL? Всего существует четыре уровня: SIL 4 — самый высокий, а SIL 1 — самый низкий. Чем выше уровень, тем ниже должна быть вероятность отказа функции безопасности. Для режима с низким спросом (т. е. не более одного действия в год) уровень SIL 1 соответствует средней вероятности отказа от 10⁻² до 10⁻¹, SIL 2 — от 10⁻³ до 10⁻², SIL 3 — от 10⁻⁴ до 10⁻³, а SIL 4 — от 10⁻⁵ до 10⁻². 10⁻⁴. Наиболее распространенными требованиями в перерабатывающей промышленности являются SIL 2 и SIL 3, а SIL 4 обычно связан с приложениями, требующими самого высокого уровня полноты безопасности.
Какие приложения требуют SIL?
Какие приложения требуют SIL, по сути, определяется не типом прибора, а результатом оценки риска. Дело не в том, что «адатчик давленияСуть решения заключается в следующем: если эта функция безопасности выходит из строя, насколько серьезны последствия, насколько высока частота возникновения и можно ли быстро избежать этого с помощью других уровней защиты. В перерабатывающей промышленности наиболее типичные приложения SIL сосредоточены в таких сценариях, как защита от избыточного давления, блокировки высокого/низкого уровня, аварийное отключение, управление горением и Например, отказ защиты реактора от избыточного давления может привести к разрыву резервуара или даже к взрыву; отказ блокировки высокого уровня резервуара может привести к переливу резервуара и пожару; отказ системы управления горением котла может привести к возгоранию печи; а отказ системы аварийного останова может привести к тому, что отклонения в процессе не будут исправлены во времени. Обычно требуется уровень SIL 2 или даже SIL 3.
Другая категория приложений, требующих SIL, — это мониторинг и блокировка токсичных газов, высоконадежные системы защиты от давления и т. д. Хотя они не обязательно напрямую связаны со взрывами, последствия отказа не менее серьезны. Следует особо подчеркнуть, что уровень SIL присваивается всей функции безопасности, а не привязывается к какому-то одному прибору. Преобразователь может «поддерживать приложения SIL 2», но действительно ли весь контур соответствует SIL 2, все еще зависит от логического контроллера, исполнительных клапанов, архитектуры контура, диагностического охвата и интервалов испытаний. И наоборот, не все приборы во взрывоопасных зонах требуют SIL: взрывозащищенное исполнение.датчик давленияиспользуется только для локального отображения или обычного управления процессом, не требует оценки SIL, если не участвует ни в какой функции безопасности; требуется только сертификат взрывозащиты. Таким образом, вопрос «какие приложения требуют SIL» в конечном итоге сводится к оценке риска: после сбоя этой функции, являются ли последствия настолько серьезными, что для снижения риска необходимо использовать систему безопасности? В этом случае требуется SIL; если обычной системы управления или других уровней защиты достаточно, это не требуется.
IV. Уровни SIL и вероятность опасного отказа
PFDavg: Средняя вероятность опасного отказа в режиме низкой нагрузки. Чем меньше значение, тем ниже вероятность отказа и выше уровень безопасности.
PFH: Вероятность опасного отказа в час – используется в режиме высокой нагрузки/непрерывном режиме.
V. Связь между взрывозащитой и SIL
Взаимосвязь между взрывозащитой и SIL можно резюмировать одним предложением: они отвечают на разные вопросы и не могут заменить друг друга. Взрывозащита отвечает: «Сможет ли устройство воспламенить окружающую среду», а SIL отвечает: «Может ли функция безопасности работать надежно, когда это необходимо».
Датчик, используемый в опасной зоне, обычно должен одновременно отвечать двум уровням требований: он должен иметь подходящий тип взрывозащиты, чтобы адаптироваться к классу опасности зоны установки; и если он участвует в функции безопасности, он также должен иметь соответствующий уровень SIL. Однако эти два сертификата оцениваются независимо. Сертификация взрывозащиты фокусируется на корпусе, ограничении энергии цепи и температуре поверхности; Сертификация SIL фокусируется на вероятности опасного отказа, охвате диагностикой, архитектуре отказоустойчивости оборудования и управлении жизненным циклом безопасности.
И наоборот, распространенным заблуждением является то, что «наличие сертификата SIL означает, что защита от взрыва не требуется» или «наличие сертификата взрывозащиты означает, что его можно использовать в контуре безопасности». Обе эти идеи ошибочны. Сертификация SIL не оценивает риск возгорания, а сертификация взрывозащиты не оценивает надежность функций безопасности. Прибор, действительно подходящий для контура безопасности в опасной зоне, должен иметь как действующий сертификат взрывозащиты, так и отчет об оценке SIL, а применимый объем обоих должен охватывать фактические условия эксплуатации.
