Räjähdyssuojaus ja SIL käsittelevät kahta täysin erilaista turvallisuusongelmaa: räjähdyssuojauksella on tarkoitus varmistaa, että "laitteesta ei voi tulla sytytyslähde", kun taas SIL:llä "voiko turvatoiminto toimia luotettavasti". Instrumentilla voi olla räjähdyssuojaussertifikaatti, mutta ei lainkaan SIL-luokitusta, tai sillä voi olla SIL-ominaisuus, mutta se ei vaadi räjähdyssuojaussertifikaattia – ne vastaavat kukin täysin erilaisiin riskikysymyksiin.
I. Minkä ongelman räjähdyssuojaussertifiointi ratkaisee?
Räjähdyssuojaussertifioinnin ydinmääritelmä on varmistaa, että kun sähkölaitteita käytetään räjähdysvaarallisessa ympäristössä, se ei sytytä ympäröivää palavaa kaasua tai pölyä kipinöiden, valokaarien tai itse laitteen synnyttämien korkeiden lämpötilojen vuoksi. Sen looginen lähtökohta on "sytyttävän ja räjähtävän seoksen läsnäolo" ja sen päätepiste on "laite on suunniteltu niin, ettei siitä voi tulla sytytyslähdettä".
Räjähdyssuojausvaatimukset tulee määrittää aiotun sovelluksen ja asennusolosuhteiden perusteella. Ensin on selvitettävä vaara-alueen luokitus: onko se vyöhyke 0, vyöhyke 1 vai vyöhyke 2 ja onko se kaasu- vai pölyympäristö; toiseksi kohdekaasun kaasuryhmä ja lämpötilaluokka on vahvistettava. Erilaiset räjähdyssuojat - kuten luonnostaan vaaraton (Ex ia), tulenkestävä kotelo (Ex d) ja parannettu turvallisuus (Ex e) - sopivat erilaisiin alueisiin ja käyttöolosuhteisiin. Valittaessa ei voi vain katsoa "onko räjähdyssuojausta", vaan on tarkasteltava "mikä räjähdyssuojaus sopii tälle alueelle".
Mikä muu vaatii huomiota räjähdyssuojaussertifioinnin lisäksi? Ei voida katsoa vain "onko räjähdyssuojaustodistusta", vaan täytyy myös tarkistaa, kattaako sertifikaatti kohdetuotemallin, tavoitekäyttöolosuhteet, vaarallisten alueiden luokituksen ja kaasu/pölyryhmän. Räjähdyssuojaustodistus on tyypillisesti sidottu tiettyyn tuotemalliin ja tiettyyn lämpötila-alueeseen ja sähköparametreihin. Jos todelliset käyttöolosuhteet jäävät sertifioinnin ulkopuolelle, tuotetta ei saa käyttää kyseisen sertifikaatin mukaisesti. Lisäksi räjähdyssuojaussertifiointi koskee "ei syttymistä" - se ei takaa mittaustarkkuutta, eikä se takaa oikea-aikaisia hälytyksiä ylipaineen sattuessa - se on toisen järjestelmän asia.
II. Mikä on pääsy kansainväliselle markkinoille?
Kansainvälisille markkinoille pääsy tarkoittaa yksinkertaisesti sanottuna sitä, että tuotteen on täytettävä paikallisten määräysten ja standardien pakolliset vaatimukset, jotta tuote pääsee tietyn maan tai alueen markkinoille. Räjähdyssuojatut tuotteet ovat tässä erityisen tärkeitä, koska turvallisuusvalvonta vaarallisissa paikoissa on pakollista kaikissa maissa.
Eri maiden tyypilliset käytännöt voidaan tiivistää kolmeen tyyppiin. Suoralla muunnolla tarkoitetaan tiettyjä maita tai alueita, jotka hyväksyvät testausraportit tai sertifikaatit, jotka toisen osapuolen sertifiointielimet ovat myöntäneet vastavuoroisen tunnustamisen sopimuksin ilman toistuvaa testausta. Auditointitodistuksen tyyppi viittaa tuojamaahan, joka vaatii riippumattoman tarkastelun ja sertifioinnin kyseisen maan tunnustamalta sertifiointielimeltä. vaikka viejämaalla olisi jo sertifiointi, paikallista prosessia on silti noudatettava. Lisävaatimustyyppi perustuu kansainvälisten yhteisten standardien hyväksymiseen samalla kun se asettaa päälle maan erityiset erovaatimukset, kuten tietyt jännitetasot, etiketin kieli tai merkintätyylit. IECEx-järjestelmän tavoitteena on nimenomaan edistää "yksi standardi, yksi sertifikaatti, yksi merkki" kansainvälistä vastavuoroista tunnustamista, mikä vähentää toistuvan sertifioinnin taakkaa. Mutta tosiasia on, että turvallisuusvalvonnan vuoksi maat säilyttävät edelleen suuren määrän paikallisia vaatimuksia.
III. SIL:n määritelmä ja luokitus
SIL=Safety Integrity Level, joka tulee toiminnallisesta turvallisuusstandardijärjestelmästä (IEC 61508 ja sen prosessiteollisuuden sovellusstandardi IEC 61511). SIL määrittelee varmuuden asteen siitä, että turvainstrumentoitu järjestelmä suorittaa turvatoiminnon onnistuneesti, kun toimia tarvitaan.
Kuinka monta tasoa SIL:llä on? Tasoja on yhteensä neljä, joista SIL 4 on korkein ja SIL 1 alin. Mitä korkeampi taso, sitä pienempi on turvatoiminnon vian todennäköisyys. Pienen kysynnän tilassa (eli korkeintaan yksi toimenpide vuodessa) SIL 1 vastaa keskimääräistä epäonnistumistodennäköisyyttä 10-2-10-1, SIL 2 on 10-3 - 10-2, SIL 3 on 10-10-10-4-4 ja 10-10-4 on, 10⁻⁴. Prosessiteollisuuden yleisimmät vaatimukset ovat SIL 2 ja SIL 3, ja SIL 4 liittyy yleensä sovelluksiin, jotka vaativat korkeinta turvallisuuden eheyttä.
Mitkä sovellukset vaativat SIL:n?
Se, mitkä sovellukset vaativat SIL:ää, ei ole olennaisesti riippuvainen instrumentin tyypistä, vaan riskinarvioinnin tuloksesta. Kyse ei ole siitä, että "apaineen lähetinvaatii SIL:n", vaan "tietyn turvallisuustoiminnon arvioidaan vaativan SIL:ää, ja siihen toimintoon osallistuvien instrumenttien on oltava vaadittuun SIL:iin sopivia." Arvioinnin ydin on: kun tämä turvatoiminto epäonnistuu, kuinka vakavia seurauksia on, kuinka suuri esiintymistiheys on ja voidaanko se välttää nopeasti muilla suojakerroksilla. Prosessiteollisuudessa tyypillisimpiä SIL-skenaarioiden korkean tason suojauksia ovat mm. Lukitukset, hätäpysäytys, palamisen hallinta ja myrkyllisten/palavien kaasujen valvonta. Esimerkiksi reaktorin ylipainesuojan vika voi aiheuttaa säiliön ylivuodon ja kattilan palamisen hallinnan häiriön Kun turvatoiminto epäonnistuu, seurauksena voi olla räjähdyksiä, tulipaloja, kuolemantapauksia, loukkaantumisia tai suuria ympäristövahinkoja, joten yleensä vaaditaan SIL 2 tai jopa SIL 3.
Toinen SIL:ää vaativa sovellusluokka on myrkyllisten kaasujen valvonta ja lukitus, erittäin eheät paineensuojajärjestelmät jne. Vaikka niihin ei välttämättä liity suoraan räjähdyksiä, vikojen seuraukset ovat yhtä vakavat. On erityisesti korostettava, että SIL on osoitettu koko turvainstrumentoidulle toiminnolle, ei liitetty yhteen instrumenttiin. Lähetin voi "tukea SIL 2 -sovelluksia", mutta se, saavuttaako koko silmukka todella SIL 2:n, riippuu silti logiikkaohjaimesta, käyttöventtiileistä, silmukkaarkkitehtuurista, diagnostiikan kattavuudesta ja testiväleistä. Toisaalta kaikki vaarallisilla alueilla olevat instrumentit eivät vaadi SIL:ää: räjähdyssuojaustapaineen lähetinkäytetään vain paikalliseen näyttöön tai tavanomaiseen prosessiohjaukseen, ei vaadi SIL-arviointia, jos se ei osallistu mihinkään turvainstrumentoituun toimintoon; se tarvitsee vain räjähdyssuojaustodistuksen. Siksi "mitkä sovellukset vaativat SIL:ää" palaavat lopulta riskinarviointiin: ovatko seuraukset niin vakavia tämän toiminnon epäonnistumisen jälkeen, että riskin vähentämiseksi on käytettävä turvainstrumentoitua järjestelmää? Jos näin on, SIL vaaditaan; jos perinteinen ohjausjärjestelmä tai muut suojakerrokset riittävät, sitä ei vaadita.
IV. SIL-tasot ja vaarallisen epäonnistumisen todennäköisyys
PFDavg: Keskimääräinen vaarallisen vian todennäköisyys alhaisen kysynnän tilassa - mitä pienempi arvo, sitä pienempi on vian todennäköisyys ja sitä vahvempi turvallisuuskyky.
PFH: Vaarallisen vian todennäköisyys tunnissa - käytetään suuren tarpeen/jatkuvassa tilassa.
V. Räjähdyssuojauksen ja SIL:n välinen suhde
Räjähdyssuojauksen ja SIL:n välinen suhde voidaan tiivistää yhteen lauseeseen: ne vastaavat eri kysymyksiin eivätkä voi korvata toisiaan. Räjähdyssuoja vastaa "sytyttääkö laite ympäröivän ympäristön", kun taas SIL vastaa "voiko turvatoiminto toimia luotettavasti tarvittaessa."
Vaarallisella alueella käytettävän lähettimen on tyypillisesti täytettävä kaksi vaatimustasoa samanaikaisesti: sillä on oltava sopiva räjähdyssuojaustyyppi mukautuakseen asennusalueen vaaraluokitukseen; ja jos se osallistuu turvainstrumentoituun toimintoon, sillä on oltava myös vastaava SIL-ominaisuus. Nämä kaksi sertifikaattia arvioidaan kuitenkin itsenäisesti. Räjähdyssuojaussertifiointi keskittyy koteloon, piirin energianrajoitukseen ja pintalämpötilaan; SIL-sertifiointi keskittyy vaarallisten vikojen todennäköisyyteen, diagnostiikan kattavuuteen, laitteiston vikasietoarkkitehtuuriin ja turvallisuuden elinkaaren hallintaan.
Toisaalta yleinen väärinkäsitys on, että "SIL-sertifikaatti tarkoittaa, että räjähdyssuojausta ei tarvita" tai "räjähdyssuojaussertifikaatti tarkoittaa, että sitä voidaan käyttää turvasilmukassa". Molemmat ajatukset ovat vääriä. SIL-sertifiointi ei arvioi syttymisriskiä, eikä räjähdyssuojaussertifiointi arvioi turvatoimintojen luotettavuutta. Vaarallisen alueen turvasilmukkaan todella sopivalla instrumentilla on oltava sekä voimassa oleva räjähdyssuojaustodistus että SIL-arviointiraportti, ja molempien soveltuvan laajuuden tulee kattaa todelliset käyttöolosuhteet.
