部分行程测试（PST）应用

安全仪表系统被用于保护高风险场景，在装置运行期间，联锁回路无法进行功能测试，根据SIL验证软件模拟，SIF回路的要求时失效概率（PFD）主要取决于执行机构。

各部分失效概率占比如图：

为了降低执行机构的PFD, 需要对SIS系统的控制阀/切断阀进行定期检查。通常这类阀门为常开状态且无旁路阀，若进行全行程测试和泄漏测试的检查，只能在生产过程停止或计划停车期间内进行，这样就造成测试成本高或检查周期长。具有PST部分行程测试功能的ESD控制阀/切断阀就较好地解决了长期处于一种状态的阀门在线测试问题。PST部分行程测试只使阀门动作一个小的行程，在线完成测试和诊断分析，几乎不会干扰生产过程的正常进行。

工艺生产装置正常运行中，ESD阀通常处于全开状态，在PST测试中，万一致使ESD阀误关闭，则导致生产装置故障停车造成事故。因此，对于ESD阀的开度要有限制，防止ESD阀误关闭。一般情况下，根据ESD阀的流量特性，PST测试时，ESD阀的开度多设定在70-90%（即关闭行程10%-30%）。

1. 气动执行机构PST

电磁阀长期失电，处于常开状态，气缸常开。做PST时，拧动钥匙阀，这时钥匙阀处于排气状态，气控阀换向，执行机构向关的方向移动。当执行器移动到设定位置时，预设撞块碰到凸轮阀，凸轮阀换向，仪表气通过凸轮阀给钥匙阀气压信号，钥匙阀恢复到初始位置保持进气状态，气控阀复位，执行器朝打开方形移动，恢复到测试前状态，完成PST检测过程。

2. 机械锁定式PST

采用机械锁定方式进行PST，方法简单。对ESD阀进行改造，加装锁定螺栓锁定执行机构行程。

3. 智能阀门定位器式PST

因阀门检测技术的需求，智能阀门定位器厂家把PST加入到智能诊断功能中，作为智能定位器的一项扩展功能，提供对安全阀门的一般故障诊断。PST功能作为ESD定位器的一个重要功能为越来越多的工程设计人员和用户所熟悉。局部小行程测试在不影响工艺流程控制的情况下，阀门小行程动作以测试阀门性能，同时把现场阀门状态及时反馈到控制室，优化了工厂生产，使预防性维修成为可能，减少了那些定期高成本的手动测试。

4. PST与FST检测项对比

PST代替不了FST，二者检测项目比较见下表：

5. 带有PST功能的阀门与无PST功能的阀门，在进行部分行程测试时，PFD还与测试周期有关，以下是用EXIDA SIL评估软件进行计算后的图形对比：

6. 通过以上图形对比，可以看出引入PST后，在检测测试周期（PTI）不变的情况下，PFDavg计算结果和无PST时比较，安全功能回路性能随着PST频率不同约有9%~15%的提高，PST频率越高，安全功能回路性能提高越显著。

有较长测试周期时，随着PST频率增高，PFDavg计算结果下降越快，越有助于提高安全功能回路性能，但不会有数量级的变化，也就是说不会有SIL等级的显著变化。

PST的引入对于长检测周期的安全功能回路有积极影响，检测周期越长，影响越大。对于需要长周期运行而不能进行检测，有需要保证一定安全功能的石油化工流程有重大意义。但因受到其结构以及所选择部件等因素的限制，定量评估变化需要根据实际案例各自分析计算，如果缺乏厂家数据，例如诊断覆盖率或者失效率变化的支撑，估算可信度将大大降低。

来源：北京安必达科技有限公司

作者：郝云燕

小编：ABD