سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)

پرگاران

20 خرداد 1401

دقیقه زمان برای مطالعه

5/5 - (1 امتیاز)

سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) چیست؟

روش متداول برای رتبه بندی قابلیت اطمینان یک عملکرد ابزاری ایمنی (SIF) استفاده از یک مقیاس عددی ساده از یک تا چهار است، که چهار آن بسیار قابل اعتماد و یکی فقط تا حد متوسط قابل اعتماد است:

سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)

مقدار در دسترس بودن ایمنی مورد نیاز (RSA) مترادف با قابلیت اطمینان است: احتمال (یادداشت ۱) که یک تابع ابزار ایمنی وظیفه خود را در مواجهه با شرایط فرآیند خطرناک انجام دهد.

برعکس، احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD) مترادف با غیرقابل اعتماد بودن است:

مکمل ریاضی RSA (PFD = 1 – RSA)،

بیان این احتمال که SIF در صورت نیاز در صورت لزوم عمل نمی کند.

نکته ۱: احتمال یک اندازه گیری کمی از احتمال یک نتیجه خاص است.

مقدار احتمال ۱ یا ۱۰۰٪ به این معنی است که نتیجه مورد نظر قطعاً اتفاق خواهد افتاد. مقدار احتمال ۰ (۰%) به معنای غیرممکن بودن نتیجه است.

میزان احتمال ۰٫۳ (۳۰%) به این معنی است که به طور متوسط سه بار از ده اتفاق می افتد.

به‌راحتی، شماره SIL با حداقل تعداد «نه‌ها» در مقدار دسترسی ایمنی مورد نیاز (RSA) مطابقت دارد.

به عنوان مثال، یک تابع ابزار ایمنی با احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD) 0.00073، دارای مقدار RSA 99.927٪ است که برابر با رتبه بندی SIL 3 است.

درک اینکه SIL چیست و SIL چیست مهم است. رتبه بندی SIL به قابلیت اطمینان یک عملکرد ایمنی اشاره دارد، نه به اجزای منفرد یک سیستم و نه به کل فرآیند.

.

یک بیش از حد برای مثال، سیستم حفاظت از فشار در یک فرآیند راکتور شیمیایی با رتبه SIL 2،

احتمال شکست در صورت تقاضا بین ۰٫۰۱ و ۰٫۰۰۱ برای عملکرد خاموش کردن خاص به طور کلی دارد.

این مقدار PFD احتمال خرابی حسگر(ها)، حل کننده منطقی، عنصر(های) کنترل نهایی و لوله کشی فرآیند شامل خود مخزن راکتور به اضافه هر گونه دریچه کمکی را در بر می گیرد. سایر تجهیزات کمکی.

اگر نیاز به بهبود PFD حفاظت در برابر فشار بیش از حد این راکتور وجود داشته باشد، مهندسان ایمنی گزینه های مختلفی برای انجام این کار در اختیار دارند.

خود ابزارهای ایمنی ممکن است ارتقاء یابند، استراتژی افزونگی متفاوتی اجرا شود،

برنامه های نگهداری پیشگیرانه در فرکانس افزایش یابد، یا حتی تجهیزات فرآیند تغییر کند تا یک رویداد فشار بیش از حد کمتر شود.

رتبه بندی های SIL برای کل فرآیند اعمال نمی شود. این کاملاً ممکن است که راکتور شیمیایی ذکر شده در پاراگراف قبل با سیستم حفاظت بیش از حد فشار ۳ دارای رتبه SIL سیستم حفاظت در برابر دمای بیش از حد فقط ۲ باشد، به دلیل تفاوت در نحوه عملکرد دو سیستم ایمنی مختلف.

اضافه به این سردرگمی این واقعیت است که بسیاری از سازندگان ابزار،

محصولات خود را برای استفاده در برخی برنامه‌های دارای رتبه SIL رتبه‌بندی می‌کنند.

درک اشتباه این ادعاها آسان است، زیرا تصور می شود که یک تابع ابزار ایمنی با مقداری SIL رتبه بندی می شود،

صرفاً به این دلیل که ابزارهای رتبه بندی شده برای آن مقدار SIL برای اجرای آن استفاده می شوند.

در واقع، مقدار SIL هر تابع ایمنی، تعیین بسیار پیچیده‌تری است.

مثلاً امکان خرید و نصب یک فرستنده فشار برای استفاده در برنامه های SIL 2 وجود دارد و عملکرد ایمنی در کل کمتر از ۹۹٪ قابل اعتماد باشد ( PFD بیشتر از ۰٫۰۱، یا سطح SIL بیشتر از ۱) به دلیل تأثیر قانون لوسر (یادداشت ۲).

نکته ۲: قانون قابلیت اطمینان لوسر بیان می کند که قابلیت اطمینان کلی یک سیستم وابسته به عملکرد چندین جزء مستقل، حاصل ضرب ریاضی قابلیت اطمینان فردی آن اجزا است.

مثال:

سیستمی با سه جزء ضروری، که هر یک از آن مؤلفه ها دارای مقدار قابلیت اطمینان فردی ۷۰ درصد هستند،

قابلیت اطمینان تنها ۳۴٫۳ درصد را نشان خواهند داد زیرا ۰٫۷×۰٫۷×۰٫۷ = ۰٫۳۴۳ است.

به همین دلیل است که یک عملکرد ایمنی ممکن است از فرستنده فشاری استفاده کند که برای استفاده در برنامه های SIL-3 رتبه بندی شده است،

اما به دلیل استفاده از یک کنترل نهایی معمولی، رتبه بندی کل SIL بسیار پایین تر را نشان می دهد. عنصر.

مانند بسیاری از محاسبات پیچیده دیگر در مهندسی ابزار دقیق، بسته‌های نرم‌افزاری با تمام فرمول‌های لازم وجود دارد که از قبل برای مهندسان و تکنسین‌ها برنامه‌ریزی شده‌اند تا از آنها برای محاسبه رتبه‌بندی SIL ایمنی ابزار دقیق استفاده کنند. توابع.

این ابزارهای نرم افزاری نه تنها در رتبه بندی قابلیت اطمینان ذاتی اجزای مختلف سیستم نقش دارند،

بلکه برنامه های نگهداری پیشگیرانه و تست اثباتی فواصل زمانی دارد تا کاربر بتواند توجه تعمیر و نگهداری مناسب مورد نیاز برای دستیابی به رتبه بندی SIL را تعیین کند.