تفاوت بین حفاظت از انفجار و SIL

حفاظت از انفجار و SIL به دو سطح کاملاً متفاوت از مسائل ایمنی می پردازند: حفاظت از انفجار در مورد اطمینان از این است که "دستگاه نمی تواند به منبع احتراق تبدیل شود"، در حالی که SIL در مورد این است که "عملکرد ایمنی می تواند به طور قابل اعتماد عمل کند." یک ابزار ممکن است دارای گواهینامه حفاظت در برابر انفجار باشد اما اصلاً دارای رتبه بندی SIL نباشد، یا ممکن است دارای قابلیت SIL باشد اما نیازی به گواهی حفاظت در برابر انفجار نداشته باشد - هر کدام به مسائل خطر کاملاً متفاوت پاسخ می دهند.

I. گواهی حفاظت از انفجار چه مشکلی را حل می کند؟

تعریف اصلی گواهینامه حفاظت از انفجار تأیید این است که وقتی تجهیزات الکتریکی در یک جو انفجاری استفاده می شود، گاز یا گرد و غبار قابل احتراق اطراف را به دلیل جرقه، قوس یا دماهای بالا تولید شده توسط خود تجهیزات مشتعل نمی کند. نقطه شروع منطقی آن «وجود مخلوط قابل اشتعال و انفجاری» است و نقطه پایانی آن «تجهیزات طوری طراحی شده اند که نتوانند به منبع اشتعال تبدیل شوند».

الزامات حفاظت در برابر انفجار باید بر اساس کاربرد مورد نظر و شرایط نصب تعیین شود. اول، طبقه بندی منطقه خطرناک باید روشن شود: آیا منطقه 0، منطقه 1، یا منطقه 2، و اینکه آیا یک محیط گاز است یا یک محیط گرد و غبار. دوم، گروه گاز و کلاس دمای گاز مورد نظر باید تایید شود. انواع مختلف حفاظت در برابر انفجار - مانند ایمنی ذاتی (Ex ia)، محفظه ضد شعله (Ex d) و ایمنی افزایش یافته (Ex e) - برای مناطق و شرایط عملیاتی مختلف مناسب هستند. در هنگام انتخاب، نمی توان به سادگی به "حفاظت در برابر انفجار وجود دارد" نگاه کرد، بلکه باید به "کدام نوع حفاظت در برابر انفجار برای این منطقه مناسب است" توجه کرد.

چه چیز دیگری فراتر از گواهینامه حفاظت در برابر انفجار نیاز به توجه دارد؟ نمی‌توان فقط به «وجود گواهی حفاظت در برابر انفجار» نگاه کرد، بلکه باید بررسی کرد که آیا این گواهی مدل محصول هدف، شرایط عملیاتی هدف، طبقه‌بندی مناطق خطرناک و گروه گاز/گرد و غبار را پوشش می‌دهد یا خیر. گواهی حفاظت از انفجار معمولاً به یک مدل محصول خاص و محدوده دما و پارامترهای الکتریکی خاص متصل می شود. اگر شرایط عملیاتی واقعی خارج از محدوده گواهی باشد، محصول ممکن است مطابق با آن گواهی استفاده نشود. علاوه بر این، گواهی حفاظت در برابر انفجار مربوط به "اشتعال نشدن" است - دقت اندازه گیری را تضمین نمی کند و همچنین هشدارهای به موقع را در صورت فشار بیش از حد تضمین نمی کند - این موضوع مربوط به سیستم دیگری است.

II. دسترسی به بازار بین المللی چیست؟

دسترسی به بازار بین المللی به زبان ساده به این معناست که برای ورود یک محصول به بازار یک کشور یا منطقه خاص، باید الزامات اجباری مقررات و استانداردهای محلی را برآورده کند. محصولات ضد انفجار به ویژه در این زمینه برجسته هستند، زیرا نظارت ایمنی در مکان های خطرناک در کشورهای سراسر جهان اجباری است.

شیوه های معمول کشورهای مختلف را می توان در سه نوع خلاصه کرد. نوع تبدیل مستقیم به کشورها یا مناطق خاصی اطلاق می‌شود که گزارش‌های آزمون یا گواهی‌های صادر شده توسط مراجع صدور گواهینامه طرف مقابل را از طریق توافق‌نامه‌های شناسایی متقابل، بدون نیاز به آزمایش‌های مکرر می‌پذیرند. نوع گواهی ممیزی به کشور واردکننده ای اشاره دارد که نیاز به بررسی مستقل و صدور گواهی توسط یک نهاد صدور گواهی به رسمیت شناخته شده توسط آن کشور دارد. حتی اگر کشور صادرکننده قبلاً گواهینامه داشته باشد، روند محلی همچنان باید دنبال شود. نوع الزامات اضافی مبتنی بر پذیرش استانداردهای مشترک بین‌المللی است و در عین حال بر الزامات دیفرانسیل خاص کشور مانند سطوح ولتاژ خاص، زبان برچسب یا سبک‌های علامت‌گذاری استوار است. هدف سیستم IECEx دقیقاً ترویج به رسمیت شناختن متقابل بین المللی "یک استاندارد، یک گواهی، یک علامت" است که بار صدور گواهینامه های مکرر را کاهش می دهد. اما واقعیت این است که، بدون توجه به نظارت ایمنی، کشورها هنوز تعداد زیادی الزامات محلی را حفظ می کنند.

III. تعریف و طبقه بندی SIL

سطح یکپارچگی ایمنی SIL =، که از سیستم استاندارد ایمنی عملکردی (IEC 61508 و استاندارد کاربرد صنعت فرآیند آن IEC 61511) می آید. SIL درجه اطمینانی را تعریف می کند که یک سیستم ابزار ایمنی با موفقیت یک عملکرد ایمنی را در صورت نیاز به عمل اجرا می کند.

SIL چند سطح دارد؟ در مجموع چهار سطح وجود دارد که SIL 4 بالاترین و SIL 1 پایین ترین است. هر چه سطح بالاتر باشد، احتمال خرابی عملکرد ایمنی باید کمتر باشد. برای حالت کم تقاضا (یعنی حداکثر یک اقدام در سال)، SIL 1 با احتمال متوسط شکست 10-2 تا 10-1 مطابقت دارد، SIL 2 10-3 تا 10-2 است، SIL 3 10-4 تا 10-IL-4 است، و SIL 3 برابر است با 10-4 تا 10-IL3 و 10-IL3 10-4. متداول ترین الزامات در صنعت فرآیند SIL 2 و SIL 3 است و SIL 4 به طور کلی با برنامه هایی مرتبط است که به بالاترین سطح یکپارچگی ایمنی نیاز دارند.

کدام برنامه ها به SIL نیاز دارند؟

اینکه کدام برنامه ها به SIL نیاز دارند اساساً با نوع ابزار تعیین نمی شود، بلکه با نتیجه ارزیابی ریسک تعیین می شود. اینطور نیست که «الففرستنده فشاربه SIL نیاز دارد"، بلکه "یک تابع ایمنی خاص به عنوان نیاز به SIL ارزیابی می شود، و ابزارهای شرکت کننده در آن عملکرد باید برای SIL مورد نیاز مناسب باشند." هسته قضاوت این است: هنگامی که این عملکرد ایمنی از کار بیفتد، پیامدهای آن چقدر شدید است، فراوانی وقوع چقدر بالا است، و آیا می توان از آن به سرعت توسط سایر لایه های حفاظتی صنعتی اجتناب کرد. حفاظت در برابر فشار زیاد/پایین، خاموشی اضطراری، مدیریت احتراق و نظارت بر گازهای سمی/اشتعال‌پذیر برای مثال، خرابی حفاظت از فشار بیش از حد ممکن است منجر به پارگی مخزن ذخیره‌سازی شود و ممکن است باعث از بین رفتن آتش سوزی در سیستم شود اصلاح نشده در زمان ویژگی مشترک این سناریوها این است که وقتی عملکرد ایمنی از کار بیفتد، عواقب آن ممکن است شامل انفجار، آتش سوزی، تلفات، جراحات یا آسیب های زیست محیطی بزرگ باشد، بنابراین معمولاً SIL 2 یا حتی SIL 3 مورد نیاز است.

دسته دیگری از کاربردهایی که به SIL نیاز دارند، نظارت و قفل گاز سمی، سیستم‌های حفاظت از فشار با یکپارچگی بالا و غیره است. اگرچه آنها لزوما مستقیماً شامل انفجار نیستند، عواقب خرابی به همان اندازه جدی است. به ویژه باید تأکید شود که SIL به کل عملکرد ابزار ایمنی اختصاص داده شده است، نه به یک ابزار واحد. یک فرستنده می‌تواند از برنامه‌های SIL 2 پشتیبانی کند، اما اینکه آیا کل حلقه واقعاً به SIL 2 می‌رسد هنوز به کنترل‌کننده منطق، دریچه‌های فعال، معماری حلقه، پوشش تشخیصی و فواصل آزمایش بستگی دارد. برعکس، همه ابزارها در مناطق خطرناک به SIL نیاز ندارند: ضد انفجارفرستنده فشارفقط برای نمایش محلی یا کنترل فرآیند معمولی استفاده می شود، در صورتی که در هیچ عملکردی با ابزار ایمنی شرکت نداشته باشد، نیازی به ارزیابی SIL نیست. فقط به گواهی حفاظت در برابر انفجار نیاز دارد. بنابراین، «کدام برنامه‌ها به SIL نیاز دارند» در نهایت به ارزیابی ریسک بازمی‌گردد: آیا پس از از کار افتادن این عملکرد، آیا عواقب آن به اندازه‌ای شدید است که باید از یک سیستم ابزار ایمنی برای کاهش خطر استفاده شود؟ اگر چنین است، SIL مورد نیاز است. اگر سیستم کنترل معمولی یا سایر لایه های حفاظتی کافی باشد، نیازی به آن نیست.

IV. سطوح SIL و احتمال شکست خطرناک

PFDavg: میانگین احتمال خرابی خطرناک در حالت تقاضای کم - هر چه مقدار آن کوچکتر باشد، احتمال خرابی کمتر و قابلیت ایمنی قوی تر است.
PFH: احتمال خرابی خطرناک در ساعت - در حالت پر تقاضا/پیوسته استفاده می شود.

V. رابطه بین حفاظت از انفجار و SIL

رابطه بین حفاظت از انفجار و SIL را می توان در یک جمله خلاصه کرد: آنها به سؤالات مختلفی پاسخ می دهند و نمی توانند جایگزین یکدیگر شوند. حفاظت در برابر انفجار پاسخ می دهد "آیا دستگاه محیط اطراف را مشتعل می کند" در حالی که SIL پاسخ می دهد "آیا عملکرد ایمنی در صورت نیاز به طور قابل اعتماد عمل می کند."

فرستنده ای که در یک منطقه خطرناک استفاده می شود معمولاً باید دو سطح از الزامات را به طور همزمان برآورده کند: باید یک نوع حفاظت در برابر انفجار مناسب برای انطباق با رتبه خطر منطقه نصب داشته باشد. و اگر در یک عملکرد ابزار ایمنی شرکت کند، باید قابلیت SIL مربوطه را نیز داشته باشد. با این حال، این دو گواهینامه به طور مستقل ارزیابی می شوند. گواهینامه حفاظت از انفجار بر محفظه، محدودیت انرژی مدار و دمای سطح تمرکز دارد. گواهینامه SIL بر احتمال خرابی خطرناک، پوشش تشخیصی، معماری تحمل خطای سخت افزاری و مدیریت چرخه عمر ایمنی تمرکز دارد.

برعکس، یک سوء تفاهم رایج این است که "داشتن گواهینامه SIL به معنای عدم نیاز به حفاظت در برابر انفجار است" یا "داشتن گواهی حفاظت از انفجار به این معنی است که می توان از آن در یک حلقه ایمنی استفاده کرد." هر دوی این تصورات اشتباه است. گواهینامه SIL خطر احتراق را ارزیابی نمی کند و گواهینامه حفاظت در برابر انفجار قابلیت اطمینان عملکردهای ایمنی را ارزیابی نمی کند. ابزاری که واقعاً برای یک حلقه ایمنی در یک منطقه خطرناک مناسب است، باید گواهینامه حفاظت از انفجار معتبر و گزارش ارزیابی SIL را داشته باشد، و محدوده قابل اجرا هر دو باید شرایط عملیاتی واقعی را پوشش دهد.