部分行程测试方案

2016年3月8日

Richard Harvey研究了传统局部中风测试解决方案的优缺点，并展望了新技术在哪些方面取得了进展。

部分行程测试(PST)是油气运营商的重要工具，为验证紧急关闭阀(esv)的安全性和性能提供了一种方法。多年来，该技术通过测试最终元件组件的故障模式的百分比来帮助证明最终元件组件的功能。然而，这两个最常用的PST工具确实存在一些缺点。

PST最初是通过使用简单的机械系统实现的，该系统只能提供测试。随着对诊断能力需求的增长，“智能”系统的发展将PST提升到一个新的水平。今天，存在两种主要类型的系统——定位器和电子系统——它们都提供了不同的方法，每个都必须做出妥协，以确保它们实现演示ESV安全性能的原始目标。

定位器是目前最常见的智能PST系统。它们可能是一个复杂的解决方案，因为尽管设备可以很容易地配置为提供任何所需的部分冲程百分比，但可能需要添加其他组件来维持所需的冲程速度。PST定位器源于控制阀位置技术，是机械测试中明显的替代选择，因为它们已经具有可靠地将阀门移动到给定位置的内置能力。

随着紧急停机(ESD)功能的进一步改进，定位器成为执行器控制系统的基本组成部分。这一发展提供了额外的好处，当与电磁阀结合使用时，可以使用它们来创建有效的冗余ESD。

妥协
然而，定位者也有妥协。例如，他们没有以完全指定的运行速度测试阀门，这意味着他们产生的结果存在一个问号。它们的使用需要重新配置气动控制，它们只能在有限的流量下工作，并且它们不兼容所有阀门类型。它们还具有很高的安全故障率，这可能导致安全功能的假跳闸。难以调试，安装和服务，它们也减少了诊断范围，这是它们所取代的机械系统的主要担忧之一。

为了缓解定位器作为PST方法的缺点，许多制造商和油气运营商转向了电子系统。电子系统能够以类似于紧急情况下所需的方式进行局部中风，可以提供所需水平的诊断，同时还可以解决与定位器相关的问题。这些系统大多使用电子控制箱，将电源连接到电磁阀，并安装在执行器本身附近。为了进行部分冲程测试，他们关闭电磁阀，监测阀门位置或仪表压力，或同时监测两者，以确定测试是否成功。

尽管解决了与定位器相关的一些问题，但电子系统也有局限性。例如，通常需要额外的设备，如电子控制箱，这使得系统更昂贵，也更难维护。通过电磁阀的选择，安全完整性水平(SIL)性能也会受到影响，而电子系统可能会产生假跳闸风险。

虽然定位器和电子系统都能带来好处，但考虑到油气作业固有的安全风险，这两种系统都无法提供全面可靠的解决方案，显然还有改进的空间。

在开发混合解决方案时，利用定位器和电子系统的优点，同时消除各自的弱点，电磁阀是IMI精密工程的出发点。有人指出，由于不需要额外的气动元件，电子系统的操作更简单，而定位器的优点是将诊断系统内置到一个控制元件中。因此，合乎逻辑的结论是，将诊断系统集成到最终的部件中，并将诊断系统安装到高完整性电磁阀中。这导致了第一个完全集成的PST解决方案的诞生，该解决方案具有较低的安全和危险故障率。该设备被命名为ICO4-PST，将公司的高完整性电磁阀与电子控制系统相结合，可提供高水平的诊断，简单的通过/失败报告，降低工程要求，并消除过冲程的可能性。

理查德·哈维(Richard Harvey)是IMI精密工程公司的业务发展经理。


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