탄력적시티드버터플라이밸브 안전안내서 The High Performance Company
목차 1.0 서론...1 1.1 용어및약어...1 1.2 두문자어...1 1.3 제품지원...2 1.4 관련자료...2 1.5 참조기준 2.0 장치설명...2 3.0 제조된제품을사용하여 SIF 설계...2 3.1 안전기능...2 3.2 환경제한...3 3.3 응용제한...3 3.4 설계검증...3 3.5 SIL 능력...3 3.5.1 체계적건전성...3 3.5.2 무작위건전성...3 3.5.3 안전변수...3 3.6 탄력적시티드버터플라이밸브의 SIS 논리해석기에대한연결...3 3.7 일반요건...4 4.0 설치및가동...4 4.1 설치...4 4.2 물리적위치및배치...4 4.3 공압연결...4 5.0 작동및유지관리...5 5.1 자동시험없이입증시험 5 5.2 부분적자동작동스트로크시험을실시하는입증시험...5 5.3 수리및교체...5 5.4 유효수명...5 5.5 제조업체통지...5 5.6 제품등록...5 시운전점검표... 6
1.0 서론본안전안내서는 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 을사용하는안전계장기능 (SIF) 을설계, 설치, 검증및유지관리하는데필요한정보를제공합니다. 본안내서는 IEC 61508 또는 IEC 61511 기능안전표준을충족하는데필요한요건을서술합니다. 1.1 용어및약어안전 - 용납할수없는피해위험없음. 기능적안전 - 시스템의제어하에있는장비 / 기계 / 공장 / 기구의안전상태를정의된대로이루거나유지하는데필요한조치를수행하는시스템의능력. 기본안전 - 장비는감전이나다른위험요소에의한인체상해위험과그로인한화재및폭발로부터보호하도록설계되고제조되어야합니다. 보호는모든정상작동조건하에서그리고단일고장상태하에서효과적이어야합니다. 안전평가 - 안전관련시스템에의해이루어진안전에대한증거에근거한판단에이르게하는조사. 고장시안전상태 - 밸브액추에이터에서동력이제거되고 ( 스프링복귀액추에이터로해당되는경우 ) 스프링이확장되는상태. 고장시안전 - 밸브가프로세스로부터요구없이지정된고장시안전상태로가게하는고장. 고장시위험 - 프로세스의요구에응답하지않는고장 ( 즉, 지정된고장시안전상태로갈수없음 ). 고장시위험미발견 - 위험하며자동스트로크시험에의해진단되지않는고장. 고장시위험발견 - 위험하지만자동스트로크시험에의해발견되는고장. 고장경보미발견 - 거짓트립을초래하지않거나안전기능을막지않지만자동진단상실을초래하고다른진단에의해발견되지않는고장. 고장경보발견 - 거짓트립을초래하지않거나안전기능을막지않지만자동진단상실이나거짓진단표시를초래하는고장. 고장무영향 - 안전기능의일부이지만안전기능에영향이없는부분품의고장. 저요구모드 - 안전관련시스템에대해작동요구의빈도가입증시험빈도의두배이하인모드. 1.2 두문자어 FMEDA - 고장유형, 영향및진단분석. HFT - 하드웨어고장허용성. MOC - 변동관리. 정부규제당국에응하여업무활동을수행할때종종행해지는특정절차입니다. PFDavg - 평균요구시고장확률. SFF - 안전고장비율, 안전한고장또는진단된불안전고장을야기하는장치의전반적고장율의분수. SIF -, 안전계장기능, 특정위험요소로인한위험을줄이기위한한세트의장비 ( 안전루프 ). SIL - 안전무결성수준, E/E/PE 안전관련시스템에할당될안전기능의안전무결성요건을규정하기위한각수준 ( 네수준중하나 ) 이며여기서안전무결성수준 4 는가장높은안전무결성수준이며안전무결성수준 1 은가장낮은수준입니다. SIS - 안전계장시스템 하나이상의안전계장기능의실행. SIS 는센서, 논리해석기및최종요소의다양한조합으로구성됩니다. 1
1.3 제품지원제품지원은하기처로부터받을수있습니다 : Bray Controls Inc. 13333 Westland Blvd. East Houston, TX, 77041, USA. 전화 : +1 281 894 5454 www.braycontrols.com 1.4 관련자료하드웨어문서 : 제품브로슈어 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브용설치, 작동및유지관리안내서. Bray 기술안내서 TM-1050 지침 / 참고자료 : 안전무결성수준선택 방호계층분석을포함한체계적방법, ISBN 1-55617-777-1, ISA 제어시스템안전평가및신뢰도, 2 판, ISBN 1-55617-638-8, ISA 안전계장시스템검증, 실제적확률계산, ISBN 1-55617-909-9, ISA 1.5 참조기준기능안전 : IEC 61508: 2000 전기 / 전자 / 프로그램가능전자안전관련시스템의기능적안전 ANSI/ISA 84.00.01-2004 (IEC 61511 Mod.) 기능안전 장치공업부분을위한안전계장시스템 2.0 장치설명 S20/21 탄력적시티드버터플라이밸브는공정유체를제어하는데사용됩니다. 동제품은투피스몸체와원피스디스크스템및하나의탄성중합체시트로구성됩니다. 동제품은구조소재에따라 1 (25 mm) 내지 20 (500 mm) 크기의그리고최고 150 psi (10 바 ) 의정격값을가진웨이퍼및러그버전으로공급됩니다. S22/23 탄력적시티드버터플라이밸브는공정유체를제어하는데사용됩니다. 동제품은투피스몸체와크기가 2" (50 mm) 내지 4" 인별개의디스크및스템, 크기가 6 (150 mm) 내지 24 (600 mm) 인원피스디스크스템및하나의중합체시트로구성됩니다. 동제품은 2 (50 mm) 내지 24 (600 mm) 크기의그리고 150 psi (10 바 ) 의정격값을가진웨이퍼및러그버전으로공급됩니다. S30/31 탄력적시티드버터플라이밸브는공정유체를제어하는데사용됩니다. 동제품은원피스몸체와원피스디스크, 스템및하나의탄성중합체시트로구성됩니다. 동제품은 2 (50 mm) 내지 20 (500 mm) 크기의그리고 12 바 (175 psi) 의정격값을가진웨이퍼및러그버전으로공급됩니다. S32/33 탄력적시티드버터플라이밸브는공정유체를제어하는데사용됩니다. 동제품은원피스몸체와원피스디스크, 스템및하나의탄성중합체시트로구성됩니다. 동제품은 24 (600 mm) 내지 36 (900 mm) 크기의웨이퍼버전으로공급됩니다. S32는정격값이 5 바 (75 psi) 이며 S33은정격값이 150 psi (10 바 ) 입니다. S35/36 탄력적시티드버터플라이밸브는공정유체를제어하는데사용됩니다. 동제품은원피스몸체와원피스디스크, 스템및하나의탄성중합체시트로구성됩니다. 동제품은 24" (600 mm) 내지 72 (1800 mm) 크기의플랜지형버전으로공급됩니다. S35는정격값이 75 psi (5 바 ) 이며 S36은정격값이 10 바 (150 psi) 입니다. 설치세부내용은국제플랜지표준 ASME B16.1, B16.5, B16.47, ISO 7005, JIS B2238 등에부합됩니다. 모든 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브는 ISO 5211 표준에부합되는액추에이터 / 작동기장차세부내용과함께제공됩니다. 3.0 제조된제품을사용하여 SIF 설계 3.1 안전기능동력제거시, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 는고장시안전위치로이동합니다. 명시된버전인고장시 - 닫힘또는고장시 - 열림에따라, S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브는밸브디스크를회전하여밸브몸체를통하는유로를닫거나밸브몸체를통하는유로를엽니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 는 IEC 61508 에의해규정된최종요소서브시스템의일부로사용키위한것이며설계된기능에의해이루어진 SIL 수준은설계자가확인해야합니다. 2
3.2 환경제한 SIF 설계자는제품이예상되는환경한도내에서사용하도록지정되었는지점검해야합니다. 환경제한에대해서는 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 제품카탈로그의서비스자료및자재항을참조하십시오. 3.3 응용제한 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의구조소재는해당밸브제품브로슈어에명시되어있습니다. 설계자가현장조건과급기조건을감안하여자재적합성을점검하는것이중요합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 중어느품목이응용한도외에서사용되거나호환성이없는자재와함께사용된경우, 제시된신뢰도자료는무효화됩니다. 3.4 설계검증자세한고장유형, 영향및진단분석 (FMEDA) 보고서는 Bray Controls 에서제공합니다. 동보고서는예상수명뿐만아니라모든고장율과고장유형을상술합니다. 전체안전계장기능 (SIF) 설계에의해이루어진안전무결성수준 (SIL) 은아키텍처, 입증시험간격, 입증시험효과, 일체의자동진단, 평균수리시간및 SIF 포함된모든제품의특정고장율을고려하여 PFDavg 의계산을통해설계자에의해확인되어야합니다. 각서브시스템은최저하드웨어고장허용도 (HFT) 요건을준수하는지확인해야합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 을중복구성으로사용하는경우, 최소한 10% 의공통요인비율이안전무결성계산에포함되어야합니다. FMEDA 에나열된고장율자료는 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의유효수명기간동안만유효합니다. 고장율은이기간후언젠가증가할것입니다. 수명기간이후의임무수행시간에대한 FMEDA 보고서에나열된자료에근거한신뢰 도계산은너무낙관적인결과를나오게할수있습니다 - 즉계산된안전무결성수준이이루어지지않을것입니다. 3.5 SIL 능력 3.5.1 체계적건전성본제품은안전무결성수준 (SIL) 3의제조업체설계공정요건을충족하였습니다. 이것은제조업체에의한체계상의설계오류에대한충분한무결성을이루기위한것입니다. 본제품과함께설계된안전계장기능 (SIF) 은최종사용자에의한 " 이전사용 " 정당화또는설계내의다양한기술중복성없이는명신된수준보다더높은 SIL 수준에서사용하지말아야합니다. 3.5.2 무작위건전성 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은 A 형장치이며최종요소조립에서사용할수있는많은부분품중일부일뿐입니다. 최종요소조립은 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33, S35/36 등과같은 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브, 액추에이터나작동기, 솔레노이드, 고속배출밸브등여러부분품으로구성되며 SIL 은모든부분품의고장율을사용하여전제어셈블리에대해확인되어야합니다. 이분석은일체의하드웨어고장허용율및아키텍처제약을확인해야합니다. 3.5.3 안전변수자세한고장율정보를위해서는, S22/23, S30/31, S32/33, 및 S35/36 을위한고장유형, 영향및진단분석보고서를참조하십시오. 3.6 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의 SIS 논리해석기에대한연결 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 내에서위험한잠재적고장을진단하도록설계된자동진단 ( 예를들면, 부분적스트로크시험 ) 뿐만아니라활발하게안전기능을수행하는안전관련논리해석기에연결됩니다. 3
3.7 일반요건시스템의응답시간은공정안전시간보다짧습니다. Bray 탄력적시티드버터플라이밸브 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은 SIS 의최종요소의일부일뿐입니다. SIF 의모든요소들은안전응답시간을충족하도록선택되어야합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 을포함한모든 SIS 구성요소들은공정가동전에작동해야합니다. 사용자는각밸브의명판이올바로표시되어있는지확인함으로써각 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 이안전응용에사용하기에적합한지확인해야합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 에대해정비및시험을실시하는직원은해당자격을갖추어야합니다. 입증시험의결과를기록하고정기적으로검토해야합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의유효수명은 5.4 항에서서술됩니다. 4.0 설치및가동 4.1 설치 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브는설치, 작동및유지관리안내서에서술된표준방식에따라설치되어야합니다. 환경조건이정격값을초과하지않는지확인하기위해환경을점검해야합니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은물리적검사를위해접근할수있어야합니다. 4.2 물리적위치및배치 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은공압연결을위한충분한공간을갖춘상태에서접근할수있어야하며수동입증시험을허용해야합니다. 기류제한및막힐가능성을최소화하기위해밸브액추에이터에대한공압배관은가능한한짧게직선으로유지해야합니다. 길거나꼬인공압튜브는밸브폐쇄시간을연장시킬수도있습니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 은진동이적은환경에서설치되어야합니다. 과다한진동이예상될수있는경우, 밸브액추에이터에대한공압커넥터의무결성이보장되도록또는적절한감쇠치를사용하여진동이감소되도록각별히주의를기울여야합니다. 4.3 공압연결 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의액추에이터에대한흡입구및배출구공압연결을위해권장하는관은최소한 1/4" (8 mm) 의금속또는 PVC 배관입니다. 액추에이터와솔레노이드밸브와같은제어장치간의배관길이는가능한한짧게하고꼬이지않도록해야합니다. 50 마이크론또는더좋은필터로여과한건조에어만사용하도록권장합니다. 공정기압은설치, 작동및유지관리안내서에명시된요건을충족해야합니다. 공정에어용량은요구되는시간내에밸브액추에이터를움직이기에충분해야합니다. 4
5.0 작동및유지관리 5.1 자동시험없이입증시험입증시험의목적은시스템의자동진단에의해감지되지않는밸브내의고장을감지하는것입니다. 주된관심사항은안전게장기능이의도한기능을수행하는것을막는감지되지않은고장입니다. 입증시험의빈도또는입증시험간격은밸브가적용되는안전계장기능을위한신뢰도계산에서결정되어야합니다. 안전계장기능의요구되는안전 무결성을유지하기위해서는입증시험은계산에서명시된것만큼또는더자주실시되어야합니다. 다음입증시험을권장합니다. 입증시험의결과를기록하고감지된그리고기능안전을약화시키는일체의고장은 Bray Controls 에통보해야합니다. 권장하는입증시험은 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의밸브액추에이터의전행정으로구성됩니다. 표 1: 권장하는입증시험단계조치 1 안전기능을우회하고거짓트립을피하기위해적절한조치를취합니다 2 전행정을실시하여이것이이루어지는것을확인하기위해신호를최종요소구성으로보냅니다 3 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36을육안검사하여손상이나오염이있는지확인합니다 4 귀사의 SIF 검사데이터베이스모든고장을기록합니다 5 바이패스를제거하고그렇지않으면정상작동을복원합니다 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 을위한본입증시험유효범위는 Bray Controls 에서제공하는 FMEDA 보고서에나열되어있습니다. S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 에대한입증시험을실시하는사람은우회절차, 밸브유지관리및회사의변경관리절차를비롯한 SIS 운영교육을받아야합니다. 5.2 부분적자동작동스트로크시험을실시하는입증시험 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 에대한전행전을실시하고밸브이동시간을측정하는자동시험체계는대부분의잠재적으로위험한고장모드들을감지할것입니다. 물리적검사를 ( 표 1 의 2 단계 ) 공장조건에따라결정된간격으로정기적으로실시하도록권장합니다. 권장하는최대검사간격은오년입니다. 5.3 수리및교체 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브용설치, 작동및유지관리안내서내의수리절차를따라야합니다. 5.4 유효수명 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 의정상유효수명은 10 년내지 15 년또는 10,000 사이클입니다. 5.5 제조업체통지감지된그리고기능안전을약화시키는일체의고장은 Bray Controls 에통보해야합니다. Bray Controls 고객서비스에연락하십시오. 5.6 제품등록제품이안전응용에서사용되며제품에관한통지를받기를원하는경우, 제품을 Bray Controls 고객서비스에등록하십시오. 5
시운전점검표다음점검표를 IEC 61508 에부합하는안전중요 SIF 에서 Bray 탄력적시티드버터플라이밸브 S20/21, S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 를이용하기위한지침으로사용할수있습니다. 활동 설계안전무결성수준목표및 PFD 평균결정정확한밸브모드선택 ( 고장시닫힘, 고장시열림 ) 설계결정기록공압호환성및적합성확인 S22/23, S30/31, S32/33 및 S35/36 시험을위한 SIS 논리해석기요건의정의및기록공압연결의선로결정부분행정시험을위한 SIS 논리해석기요건의정의및기록설계공식검토및적합성공식평가실행적합한물리적위치공압연결이적합하고해당법규를따름 SIS 논리해석기밸브액추에이터시험실행입증시험을위한유지관리지침발표확인및시험계획발표실행공식검토및적합성공식평가확인및시험전기연결확인및시험공압연결확인및시험 SIS 논리해석기밸브액추에이터시험확인안전루프기능확인안전루프타이밍측정우회기능시험확인및시험결과공식검토및적합성공식평가유지관리튜브막힘 / 부분적막힘시험안전루프기능기험 결과 확인됨까지날짜 6
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