진동 센서 알람 (HOME ｓｅｃｕｒｉｔｙ용)

성능 검증 시험은 당사의 안전 계측 시스템(SIS) 및 안전 관련 시스템(예: 중요 경보, 화재 및 가스 시스템, 계측 연동 시스템 등)의 안전 무결성 유지 관리에 필수적인 부분입니다. 성능 검증 시험은 위험한 고장을 감지하고, 안전 관련 기능(예: 재설정, 우회, 경보, 진단, 수동 차단 등)을 테스트하며, 시스템이 회사 및 외부 표준을 충족하는지 확인하기 위한 주기적인 시험입니다. 성능 검증 시험 결과는 SIS 기계적 무결성 프로그램의 효과성과 시스템의 현장 신뢰성을 측정하는 지표로도 활용됩니다.

검증 테스트 절차는 허가 취득, 통지, 테스트를 위한 시스템 가동 중단부터 포괄적인 테스트 보장, 검증 테스트 및 결과 문서화, 시스템 재가동, 현재 테스트 결과 및 이전 검증 테스트 결과 평가에 이르기까지 모든 단계를 포함합니다.

ANSI/ISA/IEC 61511-1 제16조는 SIS 내압 시험을 다룹니다. ISA 기술 보고서 ​​TR84.00.03 – “SIS(안전 계측 시스템)의 기계적 무결성”은 내압 시험을 다루고 있으며 현재 개정 중으로 곧 새로운 버전이 발표될 예정입니다. ISA 기술 보고서 ​​TR96.05.02 – “자동 밸브의 현장 내압 시험”은 현재 개발 중입니다.

영국 산업안전보건청(HSE) 보고서 CRR 428/2002 – “화학 산업 안전 계측 시스템의 성능 검증 원칙”은 성능 검증에 대한 정보와 영국 기업들의 현황을 제공합니다.

안전계측기능(SIF) 트립 경로에 있는 각 구성 요소의 알려진 위험 고장 모드 분석, 시스템으로서의 SIF 기능, 그리고 위험 고장 모드에 대한 시험 방법(및 시험 필요성)을 기반으로 검증 시험 절차가 수립됩니다. 절차 개발은 시스템 설계, 구성 요소 선정, 검증 시험 시기 및 방법 결정 등 SIF 설계 단계에서 시작해야 합니다. SIS 계측기는 검증 시험 난이도가 다양하므로 SIF 설계, 운영 및 유지보수 시 이를 고려해야 합니다. 예를 들어, 오리피스 유량계와 압력 트랜스미터는 코리올리스 질량 유량계, 자기 유량계 또는 공기 투과형 레이더 레벨 센서보다 시험이 용이합니다. 적용 분야와 밸브 설계 또한 밸브 검증 시험의 포괄성에 영향을 미칠 수 있으며, 이를 통해 열화, 막힘 또는 시간 경과에 따른 고장으로 인한 위험하고 초기 단계의 고장이 선택된 시험 간격 내에 치명적인 고장으로 이어지지 않도록 해야 합니다.

일반적으로 성능 검증 시험 절차는 SIF(시스템 정보 설계) 엔지니어링 단계에서 개발되지만, 현장 SIS 기술 책임자, 운영 부서 및 시험을 수행할 계측기 기술자의 검토를 거쳐야 합니다. 또한 작업 안전 분석(JSA)을 실시해야 합니다. 어떤 시험을 언제 수행할지, 그리고 시험의 물리적 및 안전적 타당성에 대해 발전소 측의 동의를 얻는 것이 중요합니다. 예를 들어, 운영 부서에서 부분 스트로크 시험에 동의하지 않는다면 해당 시험을 명시하는 것은 의미가 없습니다. 성능 검증 시험 절차는 독립적인 전문가(SME)의 검토를 받는 것이 좋습니다. 전체 기능 성능 검증 시험에 필요한 일반적인 시험은 그림 1에 나와 있습니다.

완전 기능 검증 시험 요구사항 그림 1: 안전 계측 기능(SIF) 및 해당 안전 계측 시스템(SIS)에 대한 완전 기능 검증 시험 사양에는 시험 준비 및 시험 절차에서 통지 및 문서화에 이르는 단계를 순서대로 명시하거나 참조해야 합니다.

그림 1: 안전 계측 기능(SIF) 및 해당 안전 계측 시스템(SIS)에 대한 전체 기능 검증 테스트 사양에는 테스트 준비 및 테스트 절차에서 통지 및 문서화에 이르는 단계를 순서대로 명시하거나 참조해야 합니다.

검증 테스트는 SIS 테스트, 검증 절차 및 테스트 대상 SIS 루프에 대한 교육을 받은 유능한 담당자가 수행해야 하는 계획된 유지보수 활동입니다. 초기 검증 테스트를 수행하기 전에 절차에 대한 사전 점검을 실시하고, 테스트 후에는 개선 또는 수정 사항에 대해 현장 SIS 기술 책임자에게 피드백을 제공해야 합니다.

고장 모드는 크게 안전 모드와 위험 모드 두 가지로 나뉘며, 이는 다시 위험 모드 미탐지, 위험 모드 탐지(진단 장비 사용), 안전 모드 미탐지, 안전 모드 탐지의 네 가지 모드로 세분화됩니다. 본 문서에서는 위험 모드와 위험 모드 미탐지라는 용어를 같은 의미로 사용합니다.

SIF 검증 테스트에서는 주로 감지되지 않은 위험한 고장 모드에 중점을 두지만, 위험한 고장을 감지하는 사용자 진단 기능이 있는 경우 이러한 진단 기능에 대한 검증 테스트도 수행해야 합니다. 사용자 진단 기능과 달리 장치 내부 진단 기능은 일반적으로 사용자가 기능 검증을 할 수 없으므로 검증 테스트의 기본 원칙에 영향을 미칠 수 있습니다. SIL 계산에 진단 기능을 반영하는 경우, 진단 경보(예: 범위 초과 경보)도 검증 테스트의 일부로 포함해야 합니다.

고장 모드는 검증 시험 중에 테스트되는 모드, 테스트되지 않는 모드, 그리고 초기 고장 또는 시간 의존적 고장으로 세분화될 수 있습니다. 일부 위험한 고장 모드는 다양한 이유(예: 난이도, 엔지니어링 또는 운영상의 결정, 지식 부족, 전문성 결여, 누락 또는 체계적 오류, 발생 확률 낮음 등)로 직접 테스트되지 않을 수 있습니다. 테스트되지 않는 알려진 고장 모드가 있는 경우, 장치 설계, 테스트 절차, 주기적인 장치 교체 또는 재조립, 그리고/또는 추론 테스트를 통해 테스트를 수행하지 않음으로써 SIF 무결성에 미치는 영향을 최소화해야 합니다.

초기 고장은 시정 조치가 적시에 이루어지지 않을 경우 치명적이고 위험한 고장이 발생할 가능성이 높은, 성능이 저하되는 상태 또는 조건입니다. 이러한 초기 고장은 일반적으로 최근 또는 초기 벤치마크 검증 테스트(예: 밸브 특성 또는 밸브 응답 시간)와의 성능 비교 또는 검사(예: 막힌 공정 포트)를 통해 감지됩니다. 초기 고장은 대개 시간에 따라 발생합니다. 장치 또는 어셈블리가 사용되는 기간이 길어질수록 성능이 저하되고, 무작위 고장을 유발하는 조건이 발생하기 쉬워지며, 공정 포트가 막히거나 센서에 이물질이 축적되고, 제품 수명이 다하는 등의 문제가 발생합니다. 따라서 검증 테스트 간격이 길수록 초기 고장 또는 시간 의존적 고장이 발생할 가능성이 높아집니다. 초기 고장 방지 조치(포트 퍼징, 열 추적 등) 또한 검증 테스트를 거쳐야 합니다.

위험한 (미발견) 고장을 검증하기 위한 절차를 작성해야 합니다. 고장 모드 및 영향 분석(FMEA) 또는 고장 모드, 영향 및 진단 분석(FMEDA) 기법은 위험한 미발견 고장을 식별하고 검증 범위 확대가 필요한 부분을 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.

많은 성능 검증 시험 절차는 경험과 기존 절차의 템플릿을 기반으로 작성됩니다. 새로운 절차와 더욱 복잡한 안전 정보 필드(SIF)의 경우, 위험한 고장을 분석하고, 시험 절차에서 해당 고장을 어떻게 또는 어떻게 테스트할지 결정하고, 시험 범위를 정하기 위해 FMEA/FMEDA를 활용한 보다 공학적인 접근 방식이 필요합니다. 센서에 대한 거시적 수준의 고장 모드 분석 블록 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. FMEA는 일반적으로 특정 유형의 장치에 대해 한 번만 수행하면 되며, 공정 서비스, 설치 및 현장 테스트 가능성을 고려하여 유사한 장치에 재사용할 수 있습니다.

거시적 수준의 고장 분석 그림 2: 센서 및 압력 트랜스미터(PT)에 대한 이 거시적 수준의 고장 모드 분석 블록 다이어그램은 일반적으로 여러 미시적 고장 분석으로 세분화되는 주요 기능을 보여주며, 이를 통해 기능 테스트에서 해결해야 할 잠재적 고장을 완전히 정의할 수 있습니다.

그림 2: 센서 및 압력 트랜스미터(PT)에 대한 거시적 수준의 고장 모드 분석 블록 다이어그램은 주요 기능을 보여줍니다. 이러한 주요 기능은 일반적으로 여러 미시적 고장 분석으로 세분화되어 기능 테스트에서 다루어야 할 잠재적 고장을 완전히 정의합니다.

알려진 위험하지만 발견되지 않은 고장 중 검증 테스트를 거친 고장의 비율을 검증 테스트 커버리지(PTC)라고 합니다. PTC는 일반적으로 SIL 계산에서 SIF(안전 기능 인터페이스)를 충분히 테스트하지 못한 부분을 "보완"하기 위해 사용됩니다. 많은 사람들이 SIL 계산에 테스트 커버리지 부족을 고려했기 때문에 신뢰할 수 있는 SIF를 설계했다고 잘못 생각합니다. 하지만 실제로는 테스트 커버리지가 75%이고, 이 수치를 SIL 계산에 반영하여 이미 자주 테스트하는 항목들을 추가로 테스트하더라도 통계적으로 25%의 위험한 고장이 발생할 수 있습니다. 저는 그 25%에 속하고 싶지 않습니다.

FMEDA 승인 보고서와 안전 매뉴얼에는 일반적으로 최소한의 성능 검증 절차와 검증 범위가 명시되어 있습니다. 하지만 이는 포괄적인 성능 검증 절차에 필요한 모든 시험 단계를 제시하는 것이 아니라, 단지 지침만을 제공하는 것입니다. 위험한 고장을 분석하기 위해 고장수목분석이나 신뢰성 중심 유지보수와 같은 다른 유형의 고장 분석 방법도 사용됩니다.

검증 테스트는 전체 기능(종단 간) 테스트와 부분 기능 테스트로 나눌 수 있습니다(그림 3). 부분 기능 테스트는 일반적으로 SIF 구성 요소의 SIL 계산 시 테스트 간격이 계획된 가동 중단 또는 정비 기간과 일치하지 않을 때 수행됩니다. 부분 기능 검증 테스트 절차는 SIF의 모든 안전 기능을 함께 테스트할 수 있도록 중복되어야 합니다. 부분 기능 테스트를 수행하더라도 SIF에 대한 초기 전체 기능 검증 테스트와 정비 기간 중 후속 테스트를 수행하는 것이 여전히 권장됩니다.

부분 증명 테스트는 그림 3과 같이 전체 기능 증명 테스트(상단)의 모든 기능을 포괄해야 합니다.

그림 3: 결합된 부분 기능 증명 테스트(하단)는 완전한 기능 증명 테스트(상단)의 모든 기능을 포함해야 합니다.

부분 성능 시험은 장치의 고장 모드 중 일부만 검사합니다. 일반적인 예로는 밸브의 부분 스트로크 테스트가 있는데, 밸브가 고착되지 않았는지 확인하기 위해 밸브를 소량(10~20%)만 움직이는 것입니다. 이러한 부분 성능 시험은 기본 시험 주기에서 실시하는 성능 시험보다 검사 범위가 좁습니다.

검증 시험 절차는 SIF(시스템 정보 인터페이스)의 복잡성과 회사 시험 절차 철학에 따라 다양할 수 있습니다. 어떤 회사는 상세한 단계별 시험 절차를 작성하는 반면, 다른 회사는 비교적 간략한 절차를 사용합니다. 표준 교정과 같은 다른 절차를 참조하여 검증 시험 절차의 분량을 줄이고 시험의 일관성을 확보하기도 합니다. 좋은 검증 시험 절차는 모든 시험이 제대로 수행되고 문서화될 수 있도록 충분한 세부 정보를 제공해야 하지만, 기술자가 단계를 건너뛰고 싶어질 정도로 지나치게 자세해서는 안 됩니다. 시험 단계를 수행하는 기술자가 완료된 시험 단계에 서명하도록 하면 시험이 정확하게 수행되었음을 확인할 수 있습니다. 기기 관리자와 운영 담당자가 완료된 검증 시험에 서명하는 것 또한 검증 시험의 중요성을 강조하고 제대로 완료되었음을 보장하는 데 도움이 됩니다.

절차 개선을 위해 기술자의 의견을 항상 수렴해야 합니다. 성능 검증 절차의 성공 여부는 상당 부분 기술자의 역량에 달려 있으므로, 협력적인 노력이 매우 중요합니다.

대부분의 성능 검증 시험은 일반적으로 가동 중단 또는 정기 보수 기간 동안 오프라인으로 수행됩니다. 하지만 SIL 계산이나 기타 요구 사항을 충족하기 위해 가동 중인 상태에서 온라인으로 성능 검증 시험을 수행해야 하는 경우도 있습니다. 온라인 시험은 안전하게, 공정 차질 없이, 그리고 오작동으로 인한 트립 없이 수행될 수 있도록 운영 부서와의 계획 및 조율이 필수적입니다. 단 한 번의 오작동으로 모든 노력이 수포로 돌아갈 수 있습니다. 이러한 유형의 시험 중 SIF(안전 정보 시스템)가 안전 기능을 완전히 수행할 수 없는 경우, 61511-1 규정 11.8.5항에서는 "SIS(안전 정보 시스템)가 바이패스(수리 또는 시험) 상태일 때, 11.3항에 따라 지속적인 안전 운전을 보장하는 보상 조치를 마련해야 한다"고 명시하고 있습니다. 따라서 성능 검증 시험 절차와 함께 비정상 상황 관리 절차를 수립하여 이러한 조치가 제대로 수행되도록 해야 합니다.

SIF(시스템 영향 테스트)는 일반적으로 센서, 로직 솔버 및 최종 요소의 세 가지 주요 부분으로 나뉩니다. 또한 이러한 세 부분 각각에는 IS 배리어, 트립 앰프, 인터포징 릴레이, 솔레노이드 등과 같은 보조 장치가 포함될 수 있으며, 이러한 장치 또한 테스트해야 합니다. 각 기술에 대한 검증 테스트의 핵심 사항은 아래의 "센서, 로직 솔버 및 최종 요소 테스트" 항목에서 확인할 수 있습니다.

일부 장비는 다른 장비보다 성능 검증이 더 쉽습니다. 많은 최신 유량 및 레벨 측정 기술과 일부 구형 기술은 검증이 더 어려운 범주에 속합니다. 여기에는 코리올리스 유량계, 와류 유량계, 자기 유량계, 공기 투과 레이더, 초음파 레벨 측정기, 현장 공정 스위치 등이 포함됩니다. 다행히 최근에는 이러한 장비들의 진단 기능이 향상되어 검증이 더욱 용이해졌습니다.

SIF 설계 시 현장에서 이러한 장치의 성능 시험을 수행하는 데 따르는 어려움을 반드시 고려해야 합니다. 엔지니어링 부서에서는 실제 시험을 수행하는 담당자가 아니기 때문에 성능 시험에 필요한 사항을 제대로 고려하지 않고 SIF 장치를 선택하기 쉽습니다. 이는 부분 스트로크 테스트에도 마찬가지입니다. 부분 스트로크 테스트는 SIF의 평균 고장 확률(PFDavg)을 향상시키는 일반적인 방법이지만, 나중에 발전소 운영 부서에서 이를 수행하기를 원하지 않거나, 수행하지 않는 경우가 많습니다. 따라서 SIF 설계 시 성능 시험과 관련하여 발전소 운영 부서의 감독이 항상 이루어져야 합니다.

검증 테스트에는 SIF 설치 검사 및 61511-1 조항 16.3.2를 충족하기 위한 필요한 수리가 포함되어야 합니다. 모든 것이 제대로 마무리되었는지 확인하기 위한 최종 검사와 SIF가 공정 서비스에 제대로 복귀되었는지에 대한 이중 확인이 필요합니다.

우수한 시험 절차를 수립하고 시행하는 것은 SIF(안전성 검증 시스템)의 수명 기간 동안 안전성을 확보하는 데 중요한 단계입니다. 시험 절차에는 필수 시험이 일관되고 안전하게 수행되고 문서화될 수 있도록 충분한 세부 정보가 포함되어야 합니다. 검증 시험에서 확인되지 않은 위험한 고장에 대해서는 SIF의 안전성이 수명 기간 동안 적절하게 유지되도록 보완해야 합니다.

효과적인 성능 검증 절차를 작성하려면 잠재적인 위험 고장에 대한 논리적인 엔지니어링 분석, 적절한 방법 선택, 그리고 공장의 시험 역량 범위 내에서 실행 가능한 검증 단계들을 포함해야 합니다. 또한, 모든 부서의 동의를 얻고, 기술자들이 검증 시험을 수행하고 문서화하는 방법을 교육하며, 시험의 중요성을 이해시켜야 합니다. 마치 실제로 그 작업을 수행해야 하는 계측기 기술자의 입장에서, 그리고 시험의 정확성이 생명과 직결된다는 것을 명심하고 지침을 작성하십시오.

Testing sensors, logic solvers and final elements A SIF is typically divided up into three main parts, sensors, logic solvers and final elements. There also typically are auxiliary devices that can be associated within each of these three parts (e.g. I.S. barriers, trip amps, interposing relays, solenoids, etc.) that must also be tested.Sensor proof tests: The sensor proof test must ensure that the sensor can sense the process variable over its full range and transmit the proper signal to the SIS logic solver for evaluation. While not inclusive, some of the things to consider in creating the sensor portion of the proof test procedure are given in Table 1. Table 1: Sensor proof test considerations Process ports clean/process interface check, significant buildup noted Internal diagnostics check, run extended diagnostics if available  Sensor calibration (5 point) with simulated process input to sensor, verified through to the DCS, drift check Trip point check High/High-High/Low/Low-Low alarms Redundancy, voting degradation  Out of range, deviation, diagnostic alarms Bypass and alarms, restrike User diagnostics Transmitter Fail Safe configuration verified Test associated systems (e.g. purge, heat tracing, etc.) and auxiliary components Physical inspection Complete as-found and as-left documentation Logic solver proof test:  When full-function proof testing is done, the logic solver’s part in accomplishing the SIF’s safety action and related actions (e.g. alarms, reset, bypasses, user diagnostics, redundancies, HMI, etc.) are tested. Partial or piecemeal function proof tests must accomplish all these tests as part of the individual overlapping proof tests. The logic solver manufacturer should have a recommended proof test procedure in the device safety manual. If not and as a minimum, the logic solver power should be cycled, and the logic solver diagnostic registers, status lights, power supply voltages, communication links and redundancy should be checked. These checks should be done prior to the full-function proof test.Don’t make the assumption that the software is good forever and the logic need not be tested after the initial proof test as undocumented, unauthorized and untested software and hardware changes and software updates can creep into systems over time and must be factored into your overall proof test philosophy. The management of change, maintenance, and revision logs should be reviewed to ensure they are up to date and properly maintained, and if capable, the application program should be compared to the latest backup.Care should also be taken to test all the user logic solver auxiliary and diagnostic functions (e.g. watchdogs, communication links, cybersecurity appliances, etc.).Final element proof test: Most final elements are valves, however, rotating equipment motor starters, variable-speed drives and other electrical components such as contactors and circuit breakers are also used as final elements and their failure modes must be analyzed and proof tested.The primary failure modes for valves are being stuck, response time too slow or too fast, and leakage, all of which are affected by the valve’s operating process interface at trip time. While testing the valve at operating conditions is the most desirable case, Operations would generally be opposed to tripping the SIF while the plant is operating. Most SIS valves are typically tested while the plant is down at zero differential pressure, which is the least demanding of operating conditions. The user should be aware of the worst-case operational differential pressure and the valve and process degradation effects, which should be factored into the valve and actuator design and sizing.Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).Ambient temperatures can also affect valve friction loads, so that testing valves in warm weather will generally be the least demanding friction load when compared to cold weather operation. As a result, proof testing of valves at a consistent temperature should be considered to provide consistent data for inferential testing for the determination of valve performance degradation.Valves with smart positioners or a digital valve controller generally have capability to create a valve signature that can be used to monitor degradation in valve performance. A baseline valve signature can be requested as part of your purchase order or you can create one during the initial proof test to serve as a baseline. The valve signature should be done for both opening and closing of the valve. Advanced valve diagnostic should also be used if available. This can help tell you if your valve performance is deteriorating by comparing subsequent proof test valve signatures and diagnostics with your baseline. This type of test can help compensate for not testing the valve at worst case operating pressures.The valve signature during a proof test may also be able to record the response time with time stamps, removing the need for a stopwatch. Increased response time is a sign of valve deterioration and increased friction load to move the valve. While there are no standards regarding changes in valve response time, a negative pattern of changes from proof test to proof test is indicative of the potential loss of the valve’s safety margin and performance. Modern SIS valve proof testing should include a valve signature as a matter of good engineering practice.The valve instrument air supply pressure should be measured during a proof test. While the valve spring for a spring-return valve is what closes the valve, the force or torque involved is determined by how much the valve spring is compressed by the valve supply pressure (per Hooke’s Law, F = kX). If your supply pressure is low, the spring will not compress as much, hence less force will be available to move the valve when needed. While not inclusive, some of the things to consider in creating the valve portion of the proof test procedure are given in Table 2. Table 2: Final element valve assembly considerations Test valve safety action at process operating pressure (best but typically not done), and time the valve’s response time. Verify redundancy Test valve safety action at zero differential pressure and time valve’s response time. Verify redundancy  Run valve signature and diagnostics as part of proof test and compare to baseline and previous test Visually observe valve action (proper action without unusual vibration or noise, etc.). Verify the valve field and position indication on the DCS Fully stroke the valve a minimum of five times during the proof test to help ensure valve reliability. (This is not intended to fix significant degradation effects or incipient failures). Review valve maintenance records to ensure any changes meet the required valve SRS specifications Test diagnostics for energize-to-trip systems Leak test if Tight Shut Off (TSO) is required Verify the command disagree alarm functionality Inspect valve assembly and internals Remove, test and rebuild as necessary Complete as-found and as-left documentation Solenoids Evaluate venting to provide required response time Evaluate solenoid performance by a digital valve controller or smart positioner Verify redundant solenoid performance (e.g. 1oo2, 2oo3) Interposing Relays Verify correct operation, redundancy Device inspection

SIF는 일반적으로 센서, 로직 솔버 및 최종 요소의 세 가지 주요 부분으로 나뉩니다. 또한 일반적으로 이러한 세 부분 각각에 연결되는 보조 장치(예: IS 배리어, 트립 앰프, 인터포징 릴레이, 솔레노이드 등)가 있으며, 이러한 장치도 함께 테스트해야 합니다.

센서 성능 검증 테스트: 센서 성능 검증 테스트는 센서가 전체 측정 범위에서 공정 변수를 감지하고 평가를 위해 SIS 로직 솔버에 적절한 신호를 전송할 수 있는지 확인해야 합니다. 표 1은 센서 성능 검증 테스트 절차 설계 시 고려해야 할 사항 중 일부를 제시한 것으로, 모든 사항을 포함하는 것은 아닙니다.

로직 솔버 기능 검증 테스트: 전체 기능 검증 테스트를 수행할 때는 SIF의 안전 조치 및 관련 조치(예: 경보, 재설정, 바이패스, 사용자 진단, 이중화, HMI 등)를 수행하는 데 있어 로직 솔버의 역할을 테스트합니다. 부분 또는 단편적인 기능 검증 테스트의 경우, 각각의 중복 검증 테스트의 일부로 이러한 모든 테스트를 수행해야 합니다. 로직 솔버 제조업체는 장치 안전 설명서에 권장 검증 테스트 절차를 명시해야 합니다. 만약 그렇지 않은 경우, 최소한 로직 솔버의 전원을 껐다 켜고, 로직 솔버의 진단 레지스터, 상태 표시등, 전원 공급 전압, 통신 링크 및 이중화를 점검해야 합니다. 이러한 점검은 전체 기능 검증 테스트 전에 수행해야 합니다.

소프트웨어가 영원히 문제없고 초기 검증 테스트 이후에는 로직 테스트가 필요 없다고 가정해서는 안 됩니다. 문서화되지 않고 승인되지 않았으며 테스트되지 않은 소프트웨어 및 하드웨어 변경 사항과 소프트웨어 업데이트가 시간이 지남에 따라 시스템에 스며들 수 있으므로, 이러한 점을 전체적인 검증 테스트 계획에 반드시 포함시켜야 합니다. 변경 관리, 유지 관리 및 개정 로그를 검토하여 최신 상태로 적절하게 관리되고 있는지 확인해야 하며, 가능하다면 애플리케이션 프로그램을 최신 백업과 비교해야 합니다.

또한 모든 사용자 로직 솔버 보조 및 진단 기능(예: 감시 기능, 통신 링크, 사이버 보안 장치 등)을 테스트하는 데 주의를 기울여야 합니다.

최종 요소 성능 시험: 대부분의 최종 요소는 밸브이지만, 회전 장비 모터 시동기, 가변속 드라이브 및 접촉기, 회로 차단기와 같은 기타 전기 부품도 최종 요소로 사용되며, 이러한 요소의 고장 모드를 분석하고 성능 시험을 수행해야 합니다.

밸브의 주요 고장 모드는 밸브 고착, 응답 시간 과다 또는 과속, 누출이며, 이 모든 것은 트립 시 밸브 작동 공정 인터페이스의 영향을 받습니다. 작동 조건에서 밸브를 테스트하는 것이 가장 이상적이지만, 일반적으로 운영 부서에서는 공장 가동 중에 안전 계장 밸브(SIF)를 트립하는 것을 반대합니다. 대부분의 안전 계장 밸브(SIS)는 일반적으로 공장 가동이 중단된 상태에서 차압이 0인 상태로 테스트되는데, 이는 가장 부담이 적은 작동 조건입니다. 사용자는 최악의 작동 차압과 밸브 및 공정 성능 저하 효과를 인지하고 있어야 하며, 이는 밸브 및 액추에이터 설계 및 크기 결정에 반영되어야 합니다.

Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).

주변 온도는 밸브 마찰 부하에도 영향을 미칠 수 있으므로, 따뜻한 날씨에 밸브를 테스트하는 것은 일반적으로 추운 날씨에 작동하는 경우에 비해 마찰 부하가 가장 적습니다. 따라서 밸브 성능 저하를 판단하기 위한 추론 테스트에 일관된 데이터를 제공하려면 일정한 온도에서 밸브의 내압 테스트를 고려해야 합니다.

스마트 포지셔너 또는 디지털 밸브 컨트롤러가 장착된 밸브는 일반적으로 밸브 성능 저하를 모니터링하는 데 사용할 수 있는 밸브 시그니처를 생성할 수 있습니다. 기준 밸브 시그니처는 구매 주문 시 요청하거나 초기 성능 검증 테스트 중에 생성하여 기준선으로 사용할 수 있습니다. 밸브 시그니처는 밸브의 개폐 상태 모두에 대해 생성해야 합니다. 가능하다면 고급 밸브 진단 기능도 사용하는 것이 좋습니다. 이 기능을 통해 후속 성능 검증 테스트의 밸브 시그니처 및 진단 결과를 기준선과 비교하여 밸브 성능 저하 여부를 확인할 수 있습니다. 이러한 유형의 테스트는 최악의 작동 압력 조건에서 밸브를 테스트하지 않은 경우를 보완하는 데 도움이 될 수 있습니다.

밸브 성능 시험 중 밸브 응답 시간 기록을 타임스탬프와 함께 저장하면 스톱워치 없이도 정확한 측정이 가능합니다. 응답 시간 증가는 밸브 성능 저하 및 밸브 작동에 필요한 마찰 부하 증가를 의미합니다. 밸브 응답 시간 변화에 대한 표준은 없지만, 시험 간 응답 시간 변화 패턴이 부정적으로 나타나는 것은 밸브의 안전 여유 및 성능 저하 가능성을 시사합니다. 최신 SIS 밸브 성능 시험에서는 우수한 엔지니어링 관행으로 밸브 응답 시간 기록 기능을 반드시 포함해야 합니다.

밸브 계측기 공기 공급 압력은 내압 시험 중에 측정해야 합니다. 스프링 복귀 밸브의 경우 밸브 스프링이 밸브를 닫는 역할을 하지만, 이때 작용하는 힘 또는 토크는 밸브 공급 압력에 의해 밸브 스프링이 압축되는 정도에 따라 결정됩니다(훅의 법칙, F = kX). 공급 압력이 낮으면 스프링이 충분히 압축되지 않아 필요할 때 밸브를 움직이는 데 필요한 힘이 줄어듭니다. 내압 시험 절차의 밸브 부분을 구성할 때 고려해야 할 사항 중 일부는 표 2에 나와 있습니다(모든 사항을 포함하는 것은 아님).