W jaki sposób test uderzeniowy może zaoszczędzić czas i pieniądze podczas sprawdzania detektorów gazu w miejscach wysokiego ryzyka, bez uszczerbku dla bezpieczeństwa

O ile test uderzeniowy jest dobrze znaną i stosowaną procedurą testowania przenośnych przyrządów do wykrywania gazów, to nie znalazł on uznania w świecie stacjonarnych detektorów gazów. Jednak w miarę jak test uderzeniowy staje się coraz bardziej inteligentny i zautomatyzowany, zyskuje on możliwość zaoszczędzenia wielu placówkom wysokiego ryzyka znacznych wydatków związanych z okresowymi testami kalibracyjnymi.

Wiele zakładów o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa, takich jak zakłady petrochemiczne, platformy wiertnicze, rafinerie itp. przeprowadza obecnie pełną kalibrację swoich urządzeń do wykrywania gazu co trzy miesiące, podczas gdy w przypadku mniej krytycznych zastosowań kalibrację przeprowadza się co sześć miesięcy. Bardziej zaawansowany test uderzeniowy mógłby znaleźć swoje miejsce w obszarach wysokiego ryzyka podczas testów okresowych, tak więc pełne kalibracje byłyby nadal przeprowadzane co sześć miesięcy, z testem uderzeniowym trzy miesiące po każdej pełnej kalibracji.

Test uderzeniowy jest znacznie szybszą procedurą i może być zautomatyzowany, aby jeszcze bardziej ją przyspieszyć. Krytycy tego rozwiązania twierdzą, że test uderzeniowy nie sprawdza dokładności, a zatem nie jest odpowiedni dla obszarów wysokiego ryzyka. Zmienia się to jednak wraz z nowoczesnymi detektorami gazu, tak że jeśli w tych miejscach co sześć miesięcy przeprowadza się pełny test, to w przypadku inteligentnych detektorów z zainstalowanym oprogramowaniem do testów sprawności wystarczy tylko sprawdzić, czy czujniki reagują i czy wytwarzają odpowiednie dane wyjściowe.

Detektory stałoprzecinkowe

Konwencjonalnie, czujki stałopunktowe są w pełni kalibrowane przy każdej okazji; procedura ta obejmuje zerowanie czujki w czystym powietrzu, a następnie aplikację gazu kalibracyjnego i kalibrację zarówno wzmacniacza czujki, jak i systemu sterowania, do którego czujka jest podłączona.

Kalibracja może być czasochłonna i kosztowna. Pierwszym zadaniem jest uzyskanie dostępu do detektorów. Znajdują się one na terenie całego zakładu i często nie jest łatwo do nich dotrzeć; mogą być pod rurami, w kanałach lub na słupach, co wymaga użycia drabiny. Każdy czujnik będzie również podłączony do systemu sterowania, więc pierwszym etapem jest odizolowanie go od niego, aby uniemożliwić mu uruchomienie alarmu lub wyłączenie części instalacji podczas testu.

Następnym etapem jest sprawdzenie, czy nie ma gazu przy użyciu przenośnego detektora. Po wykonaniu tej czynności, detektor stacjonarny jest ustawiany na zero, a wyjście, zwykle 4mA, jest sprawdzane pod kątem dokładności. Musi to być również sprawdzone w centrum sterowania, aby upewnić się, że również pokazuje zero.

Następnie detektor jest przełączany w tryb kalibracji i gaz jest podawany z prędkością około 0,5 do 1,0 litra/min. Kalibracja wymaga pełnej stabilizacji reakcji czujnika na gaz; w wielu przypadkach może to trwać od 30 do 60 sekund, a w przypadku niektórych gazów, takich jak amoniak, nawet dłużej. Po ustabilizowaniu się odczytu, detektor jest ustawiany na prawidłowy odczyt i sprawdzany jest sygnał wyjściowy. Regulację można przeprowadzić za pomocą narzędzia magnetycznego, przycisków lub potencjometru, w zależności od typu detektora gazu.

Należy teraz sprawdzić system sterowania, aby upewnić się, że on również pokazuje prawidłowy odczyt. W przypadku, gdy na miejscu jest jeden inżynier, może zaistnieć konieczność pozostawienia gazu płynącego przez czujnik na czas powrotu inżyniera w celu weryfikacji kalibracji panelu sterowania, co powoduje zużycie dużej ilości drogiego gazu. Jeśli przyjmiemy, że koszt gazu wynosi około 1 funta na minutę przepływu, co nie jest rozsądnym uogólnieniem, łatwo zauważyć, jak szybko może to spowodować wzrost kosztów. Posiadanie dwóch inżynierów połączonych drogą radiową może oczywiście zaoszczędzić czas i gaz, ale ta oszczędność może być więcej niż zrównoważona przez koszt dodatkowego inżyniera.

Kalibracja detektora stałopunktowego może również wymagać przeprowadzenia pod kontrolą zezwolenia na pracę z ogniem, ponieważ detektor musi zostać otwarty, aby dostosować wewnętrzne ustawienia. Wiąże się to z dodatkowym nakładem pracy i zakłóceniami w procesie pracy na budowie.

Chociaż w przypadku niektórych typów czujników nadal konieczne jest przeprowadzenie pełnego sześciomiesięcznego procesu ponownego zerowania i kalibracji, testowanie uderzeniowe stwarza możliwość ograniczenia kosztów i czasu związanych z częstszym testowaniem czujników.

Badanie uderzeniowe

Test uderzeniowy polega na krótkotrwałym podaniu gazu na czujnik przez określony czas w celu wywołania określonej reakcji, aby potwierdzić, że czujnik reaguje prawidłowo. Jest to szeroko rozumiany termin i przyjęta praktyka w odniesieniu do przenośnych przyrządów do wykrywania gazów.

Europejska norma dla użytkowników EN60079-29-2: 2007 dotyczy doboru, instalacji, użytkowania i konserwacji detektorów gazów palnych i tlenu. Obejmuje ona aparaturę, która może zapewnić środki do zmniejszenia zagrożenia poprzez wykrywanie obecności gazu palnego i wydawanie odpowiednich ostrzeżeń dźwiękowych lub wizualnych. Norma nakazuje, aby producenci przenośnych przyrządów do wykrywania gazów zamieścili w instrukcji obsługi produktu instrukcję, aby codziennie przed użyciem przeprowadzać test uderzeniowy urządzeń. Jest bardzo prawdopodobne, że podobne wymagania zostaną wprowadzone w odniesieniu do detektorów gazów toksycznych.

Testy uderzeniowe zapewniają szybką i bezpośrednią metodę weryfikacji poprawności działania czujników gazu; niektóre technologie czujników, takie jak kulki katalityczne i czujniki elektrochemiczne, nie są odporne na awarie, ponieważ mogą stać się niewrażliwe na gaz, ale nadal wydają się być sprawne.

Najnowsze inteligentne detektory i nadajniki gazu ułatwiają przeprowadzanie testów sprawności, dzięki czemu zapewnienie pełnej sprawności detektorów staje się łatwiejsze i bardziej opłacalne, a czas spędzany przez personel w niebezpiecznych miejscach znacznie się skraca. Istnieją dwie możliwości przeprowadzania testów uderzeniowych - szybka metoda pozwalająca po prostu sprawdzić, czy czujnik wygeneruje alarm w przypadku kontaktu z gazem, lub alternatywnie metoda pozwalająca określić, czy reakcja czujnika jest dokładna. Ponieważ testy uderzeniowe mogą być przeprowadzane bez otwierania czujki, nie jest konieczne uzyskanie zezwolenia na pracę w wysokiej temperaturze. Wymagają one również zastosowania znacznie mniejszej ilości gazu, co przyczynia się do dalszych oszczędności.

Test "speedy bump" sprawdza, czy czujnik działa prawidłowo przy zużyciu minimalnej ilości gazu testowego. Po aktywacji, gaz o stężeniu przekraczającym próg alarmu pierwszego stopnia musi zostać wprowadzony do czujnika za pomocą nasadki kalibracyjnej. Detektor pozwala na pewien czas - domyślnie maksymalnie 30 sekund - aby czujnik zareagował powyżej progu alarmowego, po czym użytkownik jest proszony o usunięcie gazu i potwierdzenie, że sygnał z czujnika powrócił do normalnego poziomu. Wynik testu jest wyświetlany jako pozytywny lub negatywny. Wyjście analogowe i przekaźniki alarmowe, jeśli są zainstalowane, są zablokowane na czas wykonywania testu.

Alternatywnie, test "smart bump" weryfikuje, czy czujnik reaguje prawidłowo na określone stężenie gazu testowego. W tym przypadku, gaz o określonym stężeniu musi być podany na czujnik za pomocą nasadki kalibracyjnej. Detektor odczekuje pewien okres czasu, zwykle maksymalnie 30 sekund, aby czujnik zareagował. Jeśli sygnał z czujnika nie zmieni się w tym czasie, test zostanie zakończony niepowodzeniem.

Gaz testowy musi pozostać na czujniku przez resztę testu. Przez następny okres czasu, ponownie zwykle 30 sekund w zależności od typu czujnika, oprogramowanie detektora monitoruje odczyt z czujnika i test zostanie zaliczony, jeśli końcowy odczyt mieści się w akceptowalnym zakresie. Podczas testu detektor jest zablokowany, aby zapobiec niepożądanym alarmom, a użytkownik jest proszony o usunięcie gazu i potwierdzenie, gdy sygnał z czujnika powróci do normalnego poziomu.

Pierwszą zaletą testu uderzeniowego w stosunku do pełnej kalibracji jest to, że nie musi być poprzedzony regulacją sygnału zerowego. Inteligentny przetwornik będzie również blokował się podczas procedury testu uderzeniowego. Użytkownik po prostu podaje gaz, aż detektor pokaże wynik pozytywny lub negatywny. Inteligentny przetwornik udostępnia również kreatora ekranowego, który prowadzi operatora przez półautomatyczny proces. Funkcje testu uderzeniowego i regulacje są wykonywane za pomocą zintegrowanej klawiatury bez konieczności stosowania specjalnych narzędzi lub uzyskiwania zezwolenia na pracę pod napięciem.

Zastosowania

W przypadku większych obiektów z wieloma czujnikami testowanie może być operacją ciągłą, ponieważ czas poświęcony na kalibrację każdego czujnika oznacza, że po jej zakończeniu trzeba zacząć od nowa. Wynika to z faktu, że niektóre z tych zakładów mają setki detektorów, a większe zakłady mogą mieć ich ponad tysiąc. Podczas gdy sam test zderzeniowy trwa 30 sekund, kalibracja może trwać od jednej do wielu minut, jeśli wymaga pracy nóg w przód i w tył do systemu sterowania, aby upewnić się, że odczyty są prawidłowe. Ponadto, wstępne ustawienie do testu kalibracyjnego trwa dłużej niż test uderzeniowy. Łatwo zauważyć, że potencjalne oszczędności dla niektórych zakładów, zarówno w zakresie kosztów gazu jak i czasu pracy inżynierów, mogą być znaczne.

Miejsca i obiekty, w których inteligentne detektory z funkcją testu uderzeniowego mogą okazać się bardzo wartościowe, to takie, w których istnieje poważne ryzyko narażenia na kontakt z substancjami toksycznymi lub dużego wybuchu w przypadku wycieku gazu. Są to obszary, w których zazwyczaj co trzy miesiące przeprowadza się pełną kalibrację. Obiekty te mogą obejmować strefy zagrożenia 1 i 2, w których wykrywanie gazu jest kluczowym środkiem bezpieczeństwa przed gazem palnym. Istnieje również znaczne ryzyko gromadzenia się i narażenia na działanie gazów toksycznych: siarkowodoru (H2S), zwłaszcza podczas procesów wstępnych, oraz różnych toksycznych oparów lotnych związków organicznych, takich jak benzen.

Dobrym przykładem może być ciągły monitoring gazu wymagany do ochrony wysokokosztowych FPSO (pływających statków do magazynowania i przeładunku produkcji) i zmniejszenia ryzyka dla personelu, który je obsługuje i mieszka na nich. Innym przykładem jest ciągłe monitorowanie gazów palnych i toksycznych, które jest krytycznym aspektem pracy w rafineriach ropy naftowej. Również materiały palne i toksyczne występujące w zakładach przetwórstwa ropy naftowej i gazu są niezwykle niebezpieczne dla zakładu i jego personelu, szczególnie w zatłoczonych obszarach produkcyjnych, w których znajdują się reaktory, turbiny, zawory i wysokociśnieniowe rurociągi dystrybucyjne.

Typowa morska platforma wiertnicza składa się z kilku modułów, w tym zatoki szybowej, pomieszczeń mieszkalnych, obszarów procesowych, obszarów zasilania i wiercenia. Bliskość modułów na morskich platformach wiertniczych wymaga ciągłego monitorowania emisji niezorganizowanych. Wszystkie te obiekty mogą być obecnie poddawane kalibracji detektorów w odstępach 3-miesięcznych, a zatem mogą odnieść korzyści z zastosowania technologii wykrywania uderzenia stacjonarnego.

Wniosek

Chociaż nie ma przepisów wymagających od użytkowników przeprowadzania testów sprawności w przypadku detektorów stałopunktowych, możliwości zaoszczędzenia czasu i gazu są oczywiste. Dzięki zastosowaniu najnowszych inteligentnych detektorów procedura testu sprawności jest znacznie szybsza niż pełna kalibracja, a do jej przeprowadzenia potrzebny jest tylko jeden inżynier. Czas spędzony w niebezpiecznych miejscach jest znacznie krótszy, podobnie jak ilość zużywanego gazu. Pełna kalibracja może wymagać pozostawienia gazu włączonego przez 60 sekund lub znacznie dłużej, jeśli inżynier musi wrócić do sterowni, aby sprawdzić odczyty - w przypadku testu uderzeniowego trwa to zaledwie 30 sekund.

Chociaż w obszarach wysokiego ryzyka nadal konieczne będzie przeprowadzanie pełnej kalibracji co sześć miesięcy, przeprowadzenie testu uderzeniowego trzy miesiące po każdej kalibracji zapewni, że wszystkie detektory nadal działają prawidłowo, a to może być bardzo oszczędne w porównaniu z przeprowadzaniem pełnej kalibracji co trzy miesiące.

Opublikowane w Hydrocarbon Engineering