Come il bump test può far risparmiare tempo e denaro controllando i rivelatori di gas in siti ad alto rischio senza compromettere la sicurezza

Mentre il bump test è una procedura ben nota e utilizzata per testare gli strumenti portatili di rilevamento del gas, non ha trovato il favore nel mondo dei rilevatori di gas fissi. Ma man mano che il bump test diventa più intelligente e automatizzato, guadagna la capacità di far risparmiare a molti siti ad alto rischio spese considerevoli per i test di calibrazione periodici.

Molti siti critici per la sicurezza, come gli stabilimenti petrolchimici, le piattaforme petrolifere, le raffinerie e così via, attualmente eseguono una calibrazione completa delle loro apparecchiature di rilevamento del gas ogni tre mesi, rispetto a ogni sei mesi per applicazioni meno critiche. Un bump test più sofisticato potrebbe trovare il suo posto nelle aree ad alto rischio nei test intermedi, quindi le calibrazioni complete verrebbero ancora effettuate ogni sei mesi con un bump test tre mesi dopo ogni calibrazione completa.

Il bump test è una procedura molto più rapida e può essere automatizzata per velocizzarla ulteriormente. I critici di questo dicono che il bump test non controlla la precisione, e quindi non è adatto alle aree ad alto rischio. Ma questo sta cambiando con i moderni rilevatori di gas, così che se questi siti hanno un test completo ogni sei mesi, tutto ciò che è necessario per il test intermedio quando si usa un rilevatore intelligente con un software di bump test installato è verificare che i sensori stiano rispondendo e producendo un output appropriato.

Rilevatori a punto fisso

Convenzionalmente, i rivelatori a punto fisso sono completamente calibrati in ogni occasione; una procedura che comporta l'azzeramento del sensore in aria pulita seguito dall'applicazione di gas di calibrazione e la calibrazione sia dell'amplificatore del rivelatore che del sistema di controllo a cui il rivelatore è collegato.

La calibrazione può essere lunga e costosa. Il primo lavoro è effettivamente l'accesso ai rivelatori. Questi saranno sparsi per tutto l'impianto e non sono spesso facilmente raggiungibili; potrebbero essere sotto i tubi, nei condotti o sui pali, quindi richiedono l'uso di una scala. Ogni rilevatore sarà anche collegato a un sistema di controllo, quindi la prima fase è quella di isolare il rilevatore da questo, per evitare che suoni un allarme o che spenga qualsiasi parte dell'impianto durante il test.

La fase successiva è quella di controllare che non ci sia gas utilizzando un rilevatore portatile. Una volta fatto questo, il rilevatore fisso viene impostato a zero e l'uscita, di solito 4mA, viene controllata per la precisione. Questo deve anche essere controllato alla centrale di controllo per assicurarsi che anche questa indichi zero.

Il rilevatore viene quindi messo in modalità di calibrazione e il gas viene applicato a circa 0,5-1,0 litri/min. La calibrazione richiede che la reazione del sensore al gas si stabilizzi completamente; in molti casi questo può richiedere da 30 a 60 secondi, o più per alcuni gas, come l'ammoniaca. Una volta che la lettura si è stabilizzata, il rilevatore viene regolato sulla lettura corretta, e il segnale di uscita viene controllato. Questa regolazione può essere fatta con un attrezzo magnetico, premendo dei pulsanti o con la regolazione del potenziometro, a seconda del tipo di rilevatore di gas.

Il sistema di controllo dovrebbe ora essere controllato per vedere se anch'esso mostra la lettura corretta. Se viene impiegato un solo tecnico, il gas potrebbe dover essere lasciato scorrere sul sensore mentre il tecnico ritorna per verificare la calibrazione del pannello di controllo, utilizzando così molto gas costoso. Se assumiamo che il costo del gas sia di circa 1 sterlina per minuto di flusso, una generalizzazione non ragionevole, è facile capire come il costo di questo possa rapidamente accumularsi. Avere due tecnici collegati via radio per fare questo può ovviamente far risparmiare tempo e gas, ma questo risparmio può essere più che compensato dal costo del tecnico in più.

La calibrazione del rilevatore a punto fisso può anche dover essere condotta sotto il controllo di un permesso di lavoro a caldo, poiché il rilevatore deve essere aperto per regolare le impostazioni interne. Questo crea un considerevole lavoro aggiuntivo e un'interruzione dei processi del sito.

Anche se l'intero processo di ri-zero e calibrazione di sei mesi rimane necessario per alcuni tipi di sensori, il bump test offre un'opportunità per ridurre i costi e le implicazioni di tempo di un test più frequente del sensore.

Bump test

Un bump test è una breve applicazione di gas a un sensore per un periodo di tempo definito per invocare una reazione prescritta per confermare che un sensore reagisce in modo appropriato. È un termine ampiamente compreso e una pratica accettata per gli strumenti portatili di rilevamento del gas.

Lo standard utente europeo EN60079-29-2: 2007 copre la selezione, l'installazione, l'uso e la manutenzione dei rilevatori di gas per gas infiammabili e ossigeno. Riguarda gli apparecchi che possono fornire un mezzo per ridurre il pericolo rilevando la presenza di un gas infiammabile ed emettendo adeguati avvisi acustici o visivi. La norma prescrive che i produttori di strumenti portatili per il rilevamento di gas includano nel manuale del prodotto l'istruzione di effettuare il bump test ogni giorno prima dell'uso. Requisiti simili sono molto probabili per i rivelatori di gas tossici.

Il bump test fornisce un metodo rapido e diretto per verificare che i sensori di gas funzionino correttamente; alcune tecnologie di sensori, come le perle catalitiche e i sensori elettrochimici, non sono a prova di errore, nel senso che possono diventare insensibili al gas ma sembrare ancora operativi.

I più recenti rilevatori e trasmettitori di gas intelligenti facilitano il bump test, rendendo così più facile e più conveniente garantire che i rilevatori siano in piena efficienza e riducendo significativamente il tempo che il personale deve trascorrere in luoghi pericolosi. Ci sono due opzioni per il bump test: un metodo veloce (o rapido) per verificare semplicemente che il sensore generi un allarme se esposto al gas, o in alternativa un metodo per determinare che la risposta del sensore sia accurata. Poiché i bump test possono essere condotti senza aprire il rivelatore, non è necessario un permesso di lavoro a caldo. Richiedono anche una quantità di gas notevolmente inferiore da applicare, creando così un ulteriore risparmio sui costi.

Il test "speedy bump" verifica che un sensore funzioni correttamente mentre consuma la quantità minima di gas di prova. Una volta attivato, il gas a una concentrazione che supera la soglia di allarme-uno deve essere applicato al sensore utilizzando un tappo di calibrazione. Il rilevatore permette un periodo di tempo - 30 secondi al massimo per impostazione predefinita - affinché il sensore risponda oltre la soglia di allarme-uno, dopo di che l'utente viene invitato a rimuovere il gas e a confermare quando il segnale del sensore è tornato a livelli normali. Il risultato del test viene quindi visualizzato come superato o fallito. L'uscita analogica e i relè di allarme, se presenti, sono inibiti durante l'esecuzione del test.

In alternativa, il test "smart bump" verifica che un sensore risponda correttamente a una determinata concentrazione di gas di prova. In questo caso, il gas di una concentrazione prescritta deve essere applicato al sensore utilizzando un tappo di calibrazione. Il rilevatore lascia un periodo di tempo, di nuovo di solito 30 secondi al massimo, perché il sensore risponda. Se il segnale del sensore non cambia entro questo periodo, il test sarà fallito.

Il gas di prova deve rimanere sul sensore per il resto del test. Nel periodo di tempo successivo, di nuovo tipicamente 30 secondi a seconda del tipo di sensore, il software del rivelatore monitora la lettura del sensore, e il test sarà superato se la lettura finale rientra in un intervallo accettabile. Il rilevatore è inibito durante il test per evitare allarmi indesiderati, e all'utente viene richiesto di rimuovere il gas e confermare quando il segnale del sensore è tornato a livelli normali.

Il primo vantaggio del bump test rispetto a una calibrazione completa è che non ha bisogno di essere preceduto da una regolazione del segnale di zero. Il trasmettitore intelligente si inibisce anche durante la procedura di bump test. L'utente deve solo fornire il gas fino a quando il rilevatore mostra pass o fail. Il trasmettitore intelligente fornirà anche una procedura guidata sullo schermo che guida l'operatore attraverso il processo semi-automatico. Le funzioni del bump test e le regolazioni sono effettuate tramite la tastiera integrale senza la necessità di strumenti speciali o di un permesso di lavoro a caldo.

Applicazioni

Per i siti più grandi con molti sensori, il test può essere un'operazione continua, nel senso che il tempo impiegato per calibrare ogni sensore significa che una volta finito è ora di ricominciare. Questo perché alcuni di questi siti hanno centinaia di rivelatori, con siti più grandi che possono averne più di mille. Mentre un bump test, di per sé, richiede 30 secondi, la calibrazione può essere molto variabile da uno a molti minuti se richiede il lavoro di gambe avanti e indietro al sistema di controllo per garantire che abbia le letture corrette. Oltre a questo, l'impostazione iniziale per un test di calibrazione richiede più tempo di un bump test. Da questo è facile capire che il risparmio potenziale per alcuni siti sia in termini di costo del gas che di tempo dei tecnici potrebbe essere considerevole.

I siti e le strutture che possono trovare un valore sostanziale nei rilevatori intelligenti con capacità di bump test sono quelli in cui c'è un serio rischio di esposizione tossica o una grande esplosione se si verifica una perdita di gas. Si tratta di aree in cui tipicamente vengono eseguiti test di calibrazione completa ogni tre mesi. È probabile che queste strutture includano zone di pericolo uno e due, dove il rilevamento del gas è una misura di sicurezza chiave contro il gas combustibile. C'è anche un rischio significativo di accumulo ed esposizione a gas tossici; idrogeno solforato (H2S) in particolare durante i processi a monte, e vari vapori di composti organici volatili tossici, come il benzene.

Un buon esempio potrebbe essere il monitoraggio continuo del gas richiesto per proteggere le FPSO (navi galleggianti per lo stoccaggio e lo scarico della produzione) ad alto costo e ridurre il rischio per il personale che opera e vive su di esse. Un altro è il monitoraggio continuo dei gas combustibili e tossici che è un aspetto critico delle operazioni nelle raffinerie di petrolio. Inoltre, i materiali combustibili e tossici che si trovano negli impianti di lavorazione del petrolio e del gas sono estremamente pericolosi per la struttura e il suo personale, soprattutto nelle aree di produzione altamente congestionate che contengono reattori, turbine, valvole e tubazioni di distribuzione ad alta pressione.

Una tipica piattaforma petrolifera offshore è composta da diversi moduli, tra cui la baia del pozzo, gli alloggi, le aree di processo, le aree di alimentazione e di perforazione. La vicinanza dei moduli sulle piattaforme offshore richiede il monitoraggio continuo delle emissioni fuggitive. Tutti questi sono i tipi di strutture che potrebbero attualmente calibrare i rilevatori a intervalli di 3 mesi, e quindi potrebbero beneficiare della tecnologia di rilevamento a urto fisso.

Conclusione

Anche se non esiste una legislazione che richieda agli utenti di condurre i bump test sui rilevatori a punto fisso, le opportunità di risparmio di tempo e gas sono chiare. Utilizzando i più recenti rivelatori intelligenti, la procedura di bump test è molto più veloce di una calibrazione completa e solo un tecnico è necessario per eseguire i test. Il tempo trascorso in luoghi pericolosi è significativamente ridotto, così come la quantità di gas utilizzata. Una calibrazione completa può richiedere di lasciare il gas acceso per 60 secondi, o molto di più se il tecnico deve tornare alla sala di controllo per controllare le letture - per un bump test, ci vogliono solo 30 secondi.

Mentre le aree ad alto rischio avranno ancora bisogno di fare una calibrazione completa ogni sei mesi, condurre un bump test tre mesi dopo ogni calibrazione assicurerà che tutti i rilevatori stiano ancora funzionando correttamente, e questo può essere fatto con un grande risparmio rispetto a fare una calibrazione completa ogni tre mesi.

Pubblicato in Ingegneria degli idrocarburi