Hoe bumptests tijd en geld kunnen besparen bij de controle van gasdetectoren op locaties met een hoog risico, zonder de veiligheid in gevaar te brengen

De bumptest is een bekende en veelgebruikte procedure voor het testen van draagbare gasdetectie-instrumenten, maar heeft geen ingang gevonden in de wereld van de vaste gasdetectoren. Naarmate de bumptests intelligenter en meer geautomatiseerd worden, kunnen veel risicovolle locaties zich aanzienlijke kosten besparen door periodieke ijking.

Veel locaties die cruciaal zijn voor de veiligheid, zoals petrochemische fabrieken, booreilanden, raffinaderijen enzovoort, voeren momenteel om de drie maanden een volledige kalibratie van hun gasdetectieapparatuur uit, terwijl dit voor minder kritische toepassingen om de zes maanden gebeurt. Een meer gesofisticeerde bumptest zou zijn plaats kunnen vinden in de gebieden met een hoog risico op de tussentijdse tests, zodat de volledige ijkingen nog steeds om de zes maanden zouden worden uitgevoerd met een bumptest drie maanden na elke volledige ijking.

De bumptest is een veel snellere procedure en kan worden geautomatiseerd om de procedure nog sneller te laten verlopen. Critici hiervan zeggen dat de bumptest de nauwkeurigheid niet controleert en daarom niet geschikt is voor gebieden met een hoog risico. Maar dat is aan het veranderen met moderne gasdetectoren, zodanig dat als deze locaties om de zes maanden een volledige test moeten ondergaan, er voor de tussentijdse test bij gebruik van een slimme detector met geïnstalleerde bumptestsoftware alleen nog maar gecontroleerd hoeft te worden of de sensoren reageren en een geschikte output produceren.

Vaste-puntdetectoren

Gewoonlijk worden vaste-puntdetectoren bij elke gelegenheid volledig gekalibreerd; een procedure die het op nul stellen van de sensor in schone lucht inhoudt, gevolgd door de toepassing van kalibratiegas en de kalibratie van zowel de detectorversterker als het regelsysteem waarop de detector is aangesloten.

Kalibreren kan tijdrovend en kostbaar zijn. Het eerste werk is de toegang tot de detectoren. Deze bevinden zich overal in de fabriek en zijn vaak moeilijk bereikbaar; ze kunnen zich onder pijpen, in leidingen of op palen bevinden, zodat het gebruik van een ladder vereist is. Elke detector is ook aangesloten op een controlesysteem, dus de eerste fase is het isoleren van de detector daarvan, om te voorkomen dat hij tijdens de test alarm slaat of delen van de installatie uitschakelt.

In de volgende fase wordt met een draagbare detector gecontroleerd of er geen gas aanwezig is. Als dat is gebeurd, wordt de vaste detector op nul gezet en wordt de uitgang, gewoonlijk 4 mA, gecontroleerd op nauwkeurigheid. Dit moet ook in het controlecentrum worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat ook daar nul wordt aangegeven.

De detector wordt dan in de kalibratiemodus gezet en er wordt gas toegevoerd met een snelheid van ongeveer 0,5 tot 1,0 liter/min. De kalibrering vereist dat de reactie van de sensor op het gas zich volledig stabiliseert; in veel gevallen kan dit 30 tot 60 seconden duren, of meer voor sommige gassen, zoals ammoniak. Zodra de aflezing is gestabiliseerd, wordt de detector op de juiste waarde afgesteld en wordt het uitgangssignaal gecontroleerd. Deze afstelling kan, afhankelijk van het type gasdetector, worden uitgevoerd met een magnetisch instrument, door het indrukken van knoppen of door afstelling met een potentiometer.

Het regelsysteem moet nu worden gecontroleerd om te zien of het ook de juiste waarde aangeeft. Wanneer slechts één technicus wordt ingezet, kan het nodig zijn het gas op de sensor te laten stromen terwijl de technicus terugkeert om de ijking van het controlepaneel te verifiëren, waardoor veel duur gas wordt gebruikt. Als we aannemen dat de kosten van het gas ongeveer 1 pond per minuut debiet bedragen, wat geen redelijke generalisatie is, is het gemakkelijk te zien hoe de kosten hiervan snel kunnen oplopen. Als twee technici per radio met elkaar zijn verbonden om dit te doen, kan dit uiteraard tijd en gas besparen, maar deze besparing kan meer dan teniet worden gedaan door de kosten van de extra technicus.

De kalibratie van een detector met een vast punt moet soms ook worden uitgevoerd onder toezicht van een warmwerkvergunning, aangezien de detector moet worden geopend om de interne instellingen aan te passen. Dit brengt veel extra werk met zich mee en verstoort de processen op de bouwplaats.

Hoewel voor sommige sensortypes het volledige proces van zes maanden voor herijking en ijking nodig blijft, bieden bumptests de mogelijkheid om de kosten en tijdimplicaties van frequentere sensortests te beperken.

Bump testen

Een bumptest is het kortstondig aanbrengen van gas op een sensor gedurende een bepaalde tijd om een voorgeschreven reactie op te wekken en zo te bevestigen dat een sensor juist reageert. Het is een algemeen begrepen term en een aanvaarde praktijk voor draagbare instrumenten voor gasdetectie.

De Europese gebruikersnorm EN60079-29-2: 2007 heeft betrekking op de keuze, de installatie, het gebruik en het onderhoud van gasdetectoren voor brandbare gassen en zuurstof. Hij heeft betrekking op toestellen die een middel kunnen verschaffen om het gevaar te verminderen door de aanwezigheid van een brandbaar gas te detecteren en door geschikte akoestische of visuele waarschuwingen te geven. De norm schrijft voor dat fabrikanten van draagbare instrumenten voor gasdetectie in de handleiding van het product een instructie opnemen om de apparaten elke dag voor gebruik te testen met een bumptest. Soortgelijke voorschriften zullen zeer waarschijnlijk volgen voor detectoren van giftige gassen.

Bump-tests zijn een snelle en directe methode om na te gaan of gassensoren correct werken; sommige sensortechnologieën, zoals katalytische bolletjes en elektrochemische sensoren, zijn niet fail-safe, in die zin dat zij ongevoelig kunnen worden voor gas maar toch operationeel lijken te zijn.

De nieuwste intelligente gasdetectoren en zenders maken bumptests mogelijk, waardoor het eenvoudiger en kosteneffectiever wordt om te controleren of de detectoren volledig in orde zijn en de tijd die het personeel op gevaarlijke locaties moet doorbrengen, aanzienlijk wordt beperkt. Er zijn twee mogelijkheden voor bumptesten - een snelle methode om eenvoudig te controleren of de sensor een alarm genereert als hij aan gas wordt blootgesteld, of een methode om te bepalen of de sensorrespons nauwkeurig is. Aangezien bumptests kunnen worden uitgevoerd zonder de detector te openen, is geen warmwerkvergunning nodig. Er hoeft ook aanzienlijk minder gas te worden toegepast, wat een verdere kostenbesparing oplevert.

De "speedy bump"-test controleert of een sensor correct werkt terwijl de minimale hoeveelheid testgas wordt verbruikt. Eenmaal geactiveerd moet gas met een concentratie die hoger is dan de alarm-één-drempel met behulp van een kalibratiedop op de sensor worden aangebracht. De detector laat de sensor een bepaalde tijd reageren - standaard maximaal 30 seconden - tot boven de alarm-één-drempel, waarna de gebruiker wordt gevraagd het gas te verwijderen en te bevestigen wanneer het sensorsignaal weer op normale niveaus is teruggekeerd. Het resultaat van de test wordt dan weergegeven als geslaagd of niet geslaagd. De analoge uitgang en de alarmrelais, indien aanwezig, worden geblokkeerd terwijl de test wordt uitgevoerd.

Een andere mogelijkheid is de "smart bump"-test, waarbij wordt nagegaan of een sensor correct reageert op een gespecificeerde concentratie testgas. In dit geval moet gas met een voorgeschreven concentratie met behulp van een ijkdop op de sensor worden aangebracht. De detector geeft de sensor een bepaalde tijd de tijd, gewoonlijk opnieuw maximaal 30 seconden, om te reageren. Als het sensorsignaal binnen deze periode niet verandert, is de test mislukt.

Het testgas moet gedurende de rest van de test op de sensor blijven. Gedurende de volgende tijdsperiode, ook weer meestal 30 seconden, afhankelijk van het sensortype, controleert de software van de detector de aflezing van de sensor, en de test is geslaagd als de uiteindelijke aflezing binnen een acceptabel bereik valt. De detector wordt tijdens de test geblokkeerd om ongewenste alarmen te voorkomen, en de gebruiker wordt gevraagd het gas te verwijderen en te bevestigen wanneer het sensorsignaal weer een normaal niveau heeft bereikt.

Het eerste voordeel van een bumptest ten opzichte van een volledige kalibratie is dat deze niet hoeft te worden voorafgegaan door een nulpuntsinregeling. De intelligente zender remt zichzelf ook af tijdens de bumptestprocedure. De gebruiker hoeft alleen het gas toe te voeren totdat de detector "pass" of "fail" aangeeft. De intelligente zender biedt ook een wizard op het scherm die de gebruiker door het halfautomatische proces leidt. Bumptestfuncties en -aanpassingen worden via het ingebouwde toetsenbord uitgevoerd zonder dat speciaal gereedschap of een hot work permit nodig is.

Toepassingen

Voor grotere locaties met veel sensoren kan het testen een doorlopende operatie zijn, in die zin dat de tijd die nodig is om elke sensor te kalibreren betekent dat als het eenmaal klaar is het tijd is om opnieuw te beginnen. Dit komt doordat sommige van deze locaties honderden detectoren hebben, met grotere locaties die er meer dan duizend kunnen hebben. Terwijl een bumptest op zich 30 seconden in beslag neemt, kan de kalibratie zeer variabel zijn, van één tot vele minuten, als het beenwerk heen en weer naar het controlesysteem nodig is om ervoor te zorgen dat het de juiste meetwaarden heeft. Daar komt nog bij dat het opzetten van een kalibratietest langer duurt dan een bumptest. Hieruit kan gemakkelijk worden afgeleid dat de potentiële besparing voor sommige locaties, zowel wat de gaskosten als de tijd van de technici betreft, aanzienlijk kan zijn.

Locaties en instellingen waar intelligente detectoren met de mogelijkheid van bumptests van groot belang kunnen zijn, zijn die waar een ernstig risico bestaat van blootstelling aan giftige stoffen of een grote explosie als zich een gaslek voordoet. Dit zijn gebieden waar gewoonlijk om de drie maanden een volledige kalibratietest wordt uitgevoerd. Deze faciliteiten omvatten waarschijnlijk risicozone één en twee, waar gasdetectie een belangrijke veiligheidsmaatregel is tegen brandbaar gas. Er is ook een aanzienlijk risico van accumulatie van en blootstelling aan giftige gassen; waterstofsulfide (H2S) in het bijzonder tijdens de upstream-processen, en diverse giftige dampen van vluchtige organische verbindingen, zoals benzeen.

Goede voorbeelden zijn de continue gasmonitoring die nodig is om dure FPSO's (floating production storage and offloading vessels) te beschermen en het risico voor het personeel dat erop werkt en woont, te beperken. Een ander voorbeeld is de voortdurende bewaking van brandbare en toxische gassen die een kritiek facet is van de werking in olieraffinaderijen. Ook de brandbare en giftige materialen die in olie- en gasverwerkende installaties worden aangetroffen, zijn uiterst gevaarlijk voor de installatie en het personeel, vooral in zeer drukke productiezones met reactoren, turbines, kleppen en onder hoge druk staande distributiepijpleidingen.

Een typisch offshore-olieplatform bestaat uit verschillende modules, waaronder de boorputten, de woonvertrekken, de procesruimten, de elektriciteits- en de boorruimten. De nabijheid van de modules op offshore booreilanden vereist een voortdurende bewaking van vluchtige emissies. In al deze installaties worden de detectoren wellicht om de drie maanden gekalibreerd, zodat de vaste bultdetectietechnologie van nut zou kunnen zijn.

Conclusie

Hoewel er geen wetgeving is die gebruikers verplicht bump-tests uit te voeren op vastepuntdetectoren, zijn de mogelijkheden voor tijd- en gasbesparing duidelijk. Met de nieuwste slimme detectoren is de bumptestprocedure veel sneller dan een volledige kalibratie en er is slechts één technicus nodig om de tests uit te voeren. De tijd die op gevaarlijke locaties wordt doorgebracht, wordt aanzienlijk verminderd, net als de hoeveelheid gas die wordt gebruikt. Bij een volledige kalibratie kan het nodig zijn het gas 60 seconden te laten branden, of veel langer als de technicus naar de controlekamer moet terugkeren om de meetwaarden te controleren - bij een bumptest duurt dit slechts 30 seconden.

Hoewel gebieden met een hoog risico nog steeds om de zes maanden een volledige kalibratie moeten uitvoeren, kan door drie maanden na elke kalibratie een bumptest uit te voeren, worden gegarandeerd dat alle detectoren nog steeds correct werken, en dit kan veel goedkoper dan om de drie maanden een volledige kalibratie uit te voeren.

Gepubliceerd in Hydrocarbon Engineering