Comment les tests de déclenchement permettent de gagner du temps et de l'argent en vérifiant les détecteurs de gaz dans les sites à haut risque sans compromettre la sécurité.

Si le test de déclenchement est une procédure bien connue et bien utilisée pour tester les instruments portables de détection de gaz, il n'a pas trouvé grâce dans le monde des détecteurs de gaz fixes. Mais à mesure que les tests de déclenchement deviennent plus intelligents et automatisés, ils permettent à de nombreux sites à haut risque d'économiser les coûts considérables des tests d'étalonnage périodiques.

De nombreux sites à sécurité critique, tels que les usines pétrochimiques, les plates-formes pétrolières, les raffineries, etc., effectuent actuellement un étalonnage complet de leurs équipements de détection de gaz tous les trois mois, contre tous les six mois pour les applications moins critiques. Un test de déclenchement plus sophistiqué pourrait trouver sa place dans les zones à haut risque lors des tests intermédiaires, de sorte que les étalonnages complets seraient toujours effectués tous les six mois, avec un test de déclenchement trois mois après chaque étalonnage complet.

Le test de déclenchement est une procédure beaucoup plus rapide et peut être automatisé pour l'accélérer encore davantage. Ses détracteurs affirment que le test de déclenchement ne permet pas de vérifier la précision et qu'il n'est donc pas adapté aux zones à haut risque. Mais la situation évolue avec les détecteurs de gaz modernes, de sorte que si ces sites font l'objet d'un test complet tous les six mois, tout ce qui est nécessaire pour le test intermédiaire lors de l'utilisation d'un détecteur intelligent avec un logiciel de test de déclenchement installé est de vérifier que les capteurs répondent et produisent une sortie appropriée.

Détecteurs à point fixe

Traditionnellement, les détecteurs à point fixe sont entièrement étalonnés à chaque occasion ; une procédure qui implique la mise à zéro du capteur dans de l'air pur, suivie de l'application d'un gaz d'étalonnage et de l'étalonnage de l'amplificateur du détecteur et du système de contrôle auquel le détecteur est connecté.

L'étalonnage peut prendre du temps et être coûteux. La première tâche consiste à accéder aux détecteurs. Ceux-ci se trouvent tout autour de l'usine et ne sont pas souvent faciles à atteindre ; ils peuvent se trouver sous des tuyaux, dans des conduits ou sur des poteaux, ce qui nécessite l'utilisation d'une échelle. Chaque détecteur est également relié à un système de contrôle. La première étape consiste donc à isoler le détecteur de ce système, pour éviter qu'il ne déclenche une alarme ou n'arrête une partie de l'installation pendant le test.

L'étape suivante consiste à vérifier l'absence de gaz à l'aide d'un détecteur portable. Une fois cette étape franchie, le détecteur fixe est mis à zéro et la précision de la sortie, généralement de 4 mA, est vérifiée. Le centre de contrôle doit également vérifier que la sortie indique également zéro.

Le détecteur est ensuite mis en mode d'étalonnage et le gaz est appliqué à un débit d'environ 0,5 à 1,0 litre/min. L'étalonnage exige que la réaction du capteur au gaz se stabilise complètement ; dans de nombreux cas, cela peut prendre 30 à 60 secondes, voire plus pour certains gaz, comme l'ammoniac. Une fois la lecture stabilisée, le détecteur est ajusté à la lecture correcte, et le signal de sortie est vérifié. Ce réglage peut être effectué à l'aide d'un outil magnétique, en appuyant sur des boutons ou en réglant un potentiomètre, selon le type de détecteur de gaz.

Le système de contrôle doit maintenant être vérifié pour s'assurer qu'il affiche lui aussi un relevé correct. Lorsqu'un seul ingénieur est déployé, il peut être nécessaire de laisser le gaz circuler sur le capteur pendant que l'ingénieur revient vérifier l'étalonnage du panneau de commande, ce qui entraîne une consommation importante de gaz coûteux. Si nous supposons que le coût du gaz est d'environ 1 £ par minute de débit, ce qui n'est pas une généralisation raisonnable, il est facile de voir comment le coût de cette opération peut rapidement s'accumuler. Le fait d'avoir deux ingénieurs reliés par radio pour effectuer cette opération peut évidemment faire gagner du temps et économiser du gaz, mais cette économie peut être plus que compensée par le coût de l'ingénieur supplémentaire.

L'étalonnage du détecteur à point fixe peut également devoir être effectué sous le contrôle d'un permis de travail à chaud, car le détecteur doit être ouvert pour ajuster les paramètres internes. Cela crée un travail supplémentaire considérable et perturbe les processus du site.

Bien que le processus complet de remise à zéro et d'étalonnage de six mois reste nécessaire pour certains types de capteurs, les tests de déclenchement permettent de réduire les coûts et les délais liés à des tests de capteurs plus fréquents.

Essais de chocs

Un test de déclenchement est une brève application de gaz à un capteur pendant une période de temps définie pour provoquer une réaction prescrite afin de confirmer que le capteur réagit correctement. Il s'agit d'un terme largement compris et d'une pratique acceptée pour les instruments portables de détection de gaz.

La norme utilisateur européenne EN60079-29-2 : 2007 couvre la sélection, l'installation, l'utilisation et la maintenance des détecteurs de gaz pour les gaz inflammables et l'oxygène. Elle couvre les appareils qui peuvent fournir un moyen de réduire le danger en détectant la présence d'un gaz inflammable et en émettant des avertissements sonores ou visuels appropriés. La norme prescrit aux fabricants d'instruments portables de détection de gaz d'inclure dans le manuel du produit une instruction visant à tester les unités par sondage chaque jour avant leur utilisation. Des exigences similaires suivront très probablement pour les détecteurs de gaz toxiques.

Le test de déclenchement constitue une méthode rapide et directe pour vérifier le bon fonctionnement des capteurs de gaz. Certaines technologies de capteurs, comme les perles catalytiques et les capteurs électrochimiques, ne sont pas à sécurité intégrée, dans la mesure où elles peuvent devenir insensibles au gaz tout en semblant être opérationnelles.

Les détecteurs et transmetteurs de gaz intelligents les plus récents facilitent les tests de déclenchement, ce qui permet de s'assurer plus facilement et plus économiquement que les détecteurs sont en parfait état de marche et de réduire considérablement le temps que le personnel doit passer dans les zones dangereuses. Il existe deux options pour le test de déclenchement : une méthode rapide (ou expéditive) pour vérifier simplement que le capteur déclenchera une alarme s'il est exposé au gaz, ou une méthode pour déterminer que la réponse du capteur est précise. Comme les tests de déclenchement peuvent être effectués sans ouvrir le détecteur, un permis de travail à chaud n'est pas nécessaire. Ils nécessitent également l'application de beaucoup moins de gaz, ce qui permet de réaliser des économies supplémentaires.

Le test "speedy bump" permet de vérifier qu'un capteur fonctionne correctement tout en consommant la quantité minimale de gaz d'essai. Une fois activé, le gaz à une concentration supérieure au seuil d'alarme 1 doit être appliqué au capteur à l'aide d'un bouchon d'étalonnage. Le détecteur laisse une période de temps - 30 secondes maximum par défaut - pour que le capteur réagisse au-delà du seuil d'alarme un, après quoi l'utilisateur est invité à retirer le gaz et à confirmer que le signal du capteur est revenu à des niveaux normaux. Le résultat du test est alors affiché sous forme de réussite ou d'échec. La sortie analogique et les relais d'alarme, s'ils sont installés, sont inhibés pendant que le test est effectué.

L'essai "smart bump" permet de vérifier qu'un capteur réagit correctement à une concentration spécifiée de gaz d'essai. Dans ce cas, un gaz d'une concentration prescrite doit être appliqué au capteur à l'aide d'un bouchon d'étalonnage. Le détecteur laisse un certain temps, là encore généralement 30 secondes maximum, au capteur pour répondre. Si le signal du capteur ne change pas pendant cette période, le test échoue.

Le gaz d'essai doit rester sur le capteur pendant le reste du test. Au cours de la période suivante, généralement 30 secondes selon le type de capteur, le logiciel du détecteur surveille le relevé du capteur et le test est réussi si le relevé final se situe dans une plage acceptable. Le détecteur est inhibé pendant le test pour éviter les alarmes indésirables, et l'utilisateur est invité à retirer le gaz et à confirmer lorsque le signal du capteur est revenu à des niveaux normaux.

Le premier avantage du test de déclenchement par rapport à un étalonnage complet est qu'il n'a pas besoin d'être précédé d'un réglage du signal zéro. Le transmetteur intelligent s'inhibe également pendant la procédure de test de déclenchement. L'utilisateur n'a qu'à fournir le gaz jusqu'à ce que le détecteur indique une réussite ou un échec. Le transmetteur intelligent fournit également un assistant à l'écran qui guide l'opérateur tout au long du processus semi-automatique. Les fonctions et les réglages du test de déclenchement sont effectués via le clavier intégré, sans nécessiter d'outils spéciaux ou de permis de travail à chaud.

Applications

Pour les sites plus importants comportant de nombreux capteurs, les tests peuvent être une opération continue, dans la mesure où le temps nécessaire à l'étalonnage de chaque capteur signifie qu'une fois terminé, il faut recommencer. En effet, certains de ces sites comptent des centaines de détecteurs, les plus grands pouvant en compter plus d'un millier. Alors qu'un test de déclenchement, en soi, prend 30 secondes, l'étalonnage peut prendre une à plusieurs minutes s'il nécessite des allers-retours avec le système de contrôle pour s'assurer qu'il dispose des bons relevés. En outre, la configuration initiale d'un test d'étalonnage est plus longue que celle d'un test de déclenchement. Il est donc facile de voir que les économies potentielles pour certains sites, tant en termes de coût du gaz que de temps des ingénieurs, pourraient être considérables.

Les sites et installations susceptibles de trouver une valeur substantielle dans les détecteurs intelligents dotés d'une capacité de test de déclenchement sont ceux où il existe un risque sérieux d'exposition toxique ou d'explosion importante en cas de fuite de gaz. Il s'agit de zones où des tests d'étalonnage complets sont généralement effectués tous les trois mois. Ces installations sont susceptibles de comprendre des zones de danger 1 et 2, où la détection de gaz est une mesure de sécurité essentielle contre les gaz combustibles. Il existe également un risque important d'accumulation et d'exposition à des gaz toxiques ; le sulfure d'hydrogène (H2S) en particulier pendant les processus en amont, et diverses vapeurs toxiques de composés organiques volatils, comme le benzène.

La surveillance continue des gaz, nécessaire pour protéger les FPSO (navires flottants de stockage et de déchargement de la production) coûteux et réduire les risques pour le personnel qui les exploite et y vit, en est un bon exemple. Un autre exemple est la surveillance continue des gaz combustibles et toxiques qui est une facette essentielle du fonctionnement des raffineries de pétrole. De même, les matières combustibles et toxiques présentes dans les usines de traitement du pétrole et du gaz sont extrêmement dangereuses pour l'installation et son personnel, en particulier dans les zones de production très encombrées qui contiennent des réacteurs, des turbines, des vannes et des pipelines de distribution à haute pression.

Une plate-forme pétrolière offshore typique est composée de plusieurs modules, notamment la baie de forage, les quartiers d'habitation, les zones de traitement, les zones d'alimentation et de forage. La proximité des modules sur les plates-formes offshore exige une surveillance continue des émissions fugitives. Toutes ces installations sont susceptibles d'étalonner les détecteurs à intervalles de trois mois et pourraient donc bénéficier de la technologie de détection de bosse fixe.

Conclusion

Bien qu'il n'existe aucune législation obligeant les utilisateurs à effectuer des tests de déclenchement sur les détecteurs à point fixe, les possibilités d'économies de temps et de gaz sont claires. Avec les derniers détecteurs intelligents, la procédure de test de déclenchement est beaucoup plus rapide qu'un étalonnage complet et un seul ingénieur est nécessaire pour effectuer les tests. Le temps passé dans les zones dangereuses est considérablement réduit, tout comme la quantité de gaz utilisée. Un étalonnage complet peut impliquer de laisser le gaz pendant 60 secondes, ou beaucoup plus longtemps si l'ingénieur doit retourner dans la salle de contrôle pour vérifier les relevés - pour un test de déclenchement, cela ne prend que 30 secondes.

Si les zones à haut risque doivent toujours procéder à un étalonnage complet tous les six mois, la réalisation d'un test de déclenchement trois mois après chaque étalonnage permet de s'assurer que tous les détecteurs fonctionnent toujours correctement, et ce à un coût très faible par rapport à un étalonnage complet tous les trois mois.

Publié dans Hydrocarbon Engineering