ความแตกต่างระหว่างการป้องกันการระเบิดและ SIL

การป้องกันการระเบิดและ SIL จัดการปัญหาด้านความปลอดภัยที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในสองระดับ: การป้องกันการระเบิดเป็นเรื่องของการทำให้มั่นใจว่า "อุปกรณ์จะไม่กลายเป็นแหล่งกำเนิดประกายไฟ" ในขณะที่ SIL เป็นเรื่องของ "ฟังก์ชันความปลอดภัยสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ" เครื่องมืออาจมีใบรับรองการป้องกันการระเบิดแต่ไม่มีระดับ SIL เลย หรืออาจมีความสามารถด้าน SIL แต่ไม่จำเป็นต้องมีใบรับรองการป้องกันการระเบิด โดยแต่ละประเภทตอบสนองต่อปัญหาความเสี่ยงที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

I. การรับรองการป้องกันการระเบิดช่วยแก้ปัญหาอะไรได้บ้าง

คำจำกัดความหลักของการรับรองการป้องกันการระเบิดคือการยืนยันว่าเมื่อใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในบรรยากาศที่ระเบิดได้ จะไม่จุดประกายก๊าซหรือฝุ่นที่ติดไฟได้โดยรอบเนื่องจากประกายไฟ ส่วนโค้ง หรืออุณหภูมิสูงที่เกิดจากตัวอุปกรณ์เอง จุดเริ่มต้นเชิงตรรกะคือ "การมีอยู่ของส่วนผสมที่ไวไฟและระเบิดได้" และจุดสิ้นสุดคือ "อุปกรณ์ได้รับการออกแบบเพื่อไม่ให้กลายเป็นแหล่งกำเนิดประกายไฟ"

ข้อกำหนดการป้องกันการระเบิดควรพิจารณาจากการใช้งานและเงื่อนไขการติดตั้งที่ต้องการ ขั้นแรก จะต้องชี้แจงการจำแนกประเภทของพื้นที่อันตราย: ไม่ว่าจะเป็นโซน 0, โซน 1 หรือโซน 2 และไม่ว่าจะเป็นสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซหรือเป็นฝุ่น ประการที่สอง ต้องยืนยันกลุ่มก๊าซและระดับอุณหภูมิของก๊าซเป้าหมาย การป้องกันการระเบิดประเภทต่างๆ เช่น ความปลอดภัยจากภายใน (Ex ia), ตู้กันไฟ (Ex d) และความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น (Ex e) เหมาะสำหรับพื้นที่และสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน เมื่อเลือก เราไม่สามารถดูแค่ว่า "มีการป้องกันการระเบิดหรือไม่" แต่ต้องดูว่า "การป้องกันการระเบิดประเภทใดที่เหมาะกับพื้นที่นี้"

มีอะไรอีกที่ต้องให้ความสนใจนอกเหนือจากการรับรองการป้องกันการระเบิด? เราไม่เพียงแต่ดูที่ "มีใบรับรองการป้องกันการระเบิดหรือไม่" แต่ยังต้องตรวจสอบด้วยว่าใบรับรองครอบคลุมรุ่นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย สภาพการปฏิบัติงานเป้าหมาย การจำแนกประเภทพื้นที่อันตราย และกลุ่มก๊าซ/ฝุ่นหรือไม่ โดยทั่วไปใบรับรองการป้องกันการระเบิดจะเชื่อมโยงกับรุ่นผลิตภัณฑ์เฉพาะและช่วงอุณหภูมิเฉพาะและพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า หากสภาพการทำงานจริงอยู่นอกเหนือขอบเขตของการรับรอง ผลิตภัณฑ์อาจไม่สามารถนำมาใช้ตามการรับรองนั้นได้ นอกจากนี้ การรับรองการป้องกันการระเบิดยังเกี่ยวข้องกับ "การไม่จุดติดไฟ" ซึ่งไม่รับประกันความแม่นยำในการวัด และไม่รับประกันการแจ้งเตือนที่ทันเวลาในกรณีที่มีแรงดันเกิน ซึ่งเป็นเรื่องของระบบอื่น

ครั้งที่สอง การเข้าถึงตลาดระหว่างประเทศคืออะไร?

พูดง่ายๆ ก็คือการเข้าถึงตลาดระหว่างประเทศหมายความว่าผลิตภัณฑ์ที่จะเข้าสู่ตลาดของประเทศหรือภูมิภาคนั้น ๆ นั้นจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบังคับของกฎระเบียบและมาตรฐานท้องถิ่น ผลิตภัณฑ์ป้องกันการระเบิดมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในเรื่องนี้ เนื่องจากการควบคุมความปลอดภัยในสถานที่อันตรายเป็นสิ่งจำเป็นในประเทศต่างๆ ทั่วโลก

แนวปฏิบัติทั่วไปของประเทศต่างๆ สามารถสรุปได้เป็น 3 ประเภท ประเภทการแปลงโดยตรงหมายถึงบางประเทศหรือภูมิภาคที่ยอมรับรายงานผลการทดสอบหรือใบรับรองที่ออกโดยหน่วยรับรองของอีกฝ่ายผ่านข้อตกลงการยอมรับร่วมกัน โดยไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบซ้ำ ประเภทการรับรองการตรวจสอบหมายถึงประเทศผู้นำเข้าที่ต้องการการตรวจสอบและรับรองโดยหน่วยงานออกใบรับรองที่ประเทศนั้น ๆ ยอมรับ แม้ว่าประเทศผู้ส่งออกจะมีใบรับรองแล้ว แต่ยังคงต้องปฏิบัติตามกระบวนการท้องถิ่น ประเภทข้อกำหนดเพิ่มเติมนั้นขึ้นอยู่กับการยอมรับมาตรฐานสากลทั่วไปในขณะเดียวกันก็ซ้อนข้อกำหนดส่วนต่างพิเศษของประเทศ เช่น ระดับแรงดันไฟฟ้าเฉพาะ ภาษาของฉลาก หรือรูปแบบการทำเครื่องหมาย เป้าหมายของระบบ IECEx คือการส่งเสริมการยอมรับร่วมกันในระดับสากลของ "หนึ่งมาตรฐาน หนึ่งใบรับรอง หนึ่งเครื่องหมาย" ซึ่งช่วยลดภาระของการรับรองซ้ำ แต่ความจริงก็คือ เมื่อคำนึงถึงการกำกับดูแลด้านความปลอดภัยแล้ว ประเทศต่างๆ ยังคงรักษาข้อกำหนดในท้องถิ่นจำนวนมากไว้

ที่สาม ความหมายและการจำแนกประเภทของ SIL

SIL=ระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย ซึ่งมาจากระบบมาตรฐานความปลอดภัยในการใช้งาน (IEC 61508 และมาตรฐานการใช้งานในอุตสาหกรรมกระบวนการ IEC 61511) SIL กำหนดระดับความเชื่อมั่นว่าระบบเครื่องมือวัดความปลอดภัยจะดำเนินการฟังก์ชันความปลอดภัยได้สำเร็จเมื่อจำเป็นต้องดำเนินการ

SIL มีกี่ระดับ? มีทั้งหมดสี่ระดับ โดย SIL 4 เป็นระดับสูงสุดและ SIL 1 เป็นระดับต่ำสุด ยิ่งระดับสูงเท่าไร ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของฟังก์ชันความปลอดภัยก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น สำหรับโหมดความต้องการต่ำ (เช่น ไม่เกินหนึ่งครั้งต่อปี) SIL 1 สอดคล้องกับความน่าจะเป็นโดยเฉลี่ยของความล้มเหลวที่ 10⁻² ถึง 10⁻¹, SIL 2 คือ 10⁻³ ถึง 10⁻², SIL 3 คือ 10⁻⁴ ถึง 10⁻³ และ SIL 4 คือ 10⁻⁵ ถึง 10⁻⁴. ข้อกำหนดที่พบบ่อยที่สุดในอุตสาหกรรมกระบวนการคือ SIL 2 และ SIL 3 และโดยทั่วไปแล้ว SIL 4 จะเกี่ยวข้องกับการใช้งานที่ต้องการความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัยในระดับสูงสุด

แอปพลิเคชันใดบ้างที่ต้องใช้ SIL

การใช้งานใดที่ต้องใช้ SIL โดยพื้นฐานแล้วไม่ได้ถูกกำหนดโดยประเภทของเครื่องมือ แต่ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการประเมินความเสี่ยง ไม่ใช่ว่า "กเครื่องส่งสัญญาณความดันต้องใช้ SIL" แต่ "ฟังก์ชันความปลอดภัยบางอย่างได้รับการประเมินว่าต้องใช้ SIL และเครื่องมือที่เข้าร่วมในฟังก์ชันนั้นจะต้องเหมาะสมกับ SIL ที่ต้องการ" หัวใจสำคัญของการตัดสินคือ: เมื่อฟังก์ชันความปลอดภัยนี้ล้มเหลว ผลที่ตามมาจะรุนแรงเพียงใด ความถี่ในการเกิดเหตุการณ์สูงเพียงใด และสามารถหลีกเลี่ยงได้ทันทีด้วยชั้นการป้องกันอื่นๆ ในอุตสาหกรรมกระบวนการ การใช้งาน SIL ทั่วไปส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การป้องกันแรงดันเกิน การเชื่อมต่อระดับสูง/ต่ำ การปิดระบบฉุกเฉิน การจัดการการเผาไหม้และการตรวจสอบก๊าซพิษ/ก๊าซที่ติดไฟได้ ตัวอย่างเช่น ความล้มเหลวในการป้องกันแรงดันเกินของเครื่องปฏิกรณ์อาจทำให้ถังแตกหรือเกิดการระเบิดได้ ความล้มเหลวของถังเก็บน้ำในระดับสูงอาจทำให้ถังล้นและเกิดไฟไหม้ได้ ความล้มเหลวของการจัดการการเผาไหม้ของหม้อไอน้ำอาจทำให้เกิดการลุกไหม้ของเตาเผา และความล้มเหลวของระบบการปิดระบบฉุกเฉินอาจทำให้การเบี่ยงเบนของกระบวนการไม่ได้รับการแก้ไขทันเวลา การระเบิด ไฟไหม้ การเสียชีวิต การบาดเจ็บ หรือความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ ดังนั้น โดยปกติแล้วจะต้องใช้ SIL 2 หรือแม้แต่ SIL 3

การใช้งานอีกประเภทหนึ่งที่ต้องใช้ SIL คือการตรวจสอบและเชื่อมต่อก๊าซพิษ ระบบป้องกันแรงดันที่มีความสมบูรณ์สูง ฯลฯ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับการระเบิดโดยตรง แต่ผลของความล้มเหลวก็ร้ายแรงพอๆ กัน ควรเน้นย้ำเป็นพิเศษว่า SIL ได้รับการกำหนดให้กับฟังก์ชันเครื่องมือวัดความปลอดภัยทั้งหมด ไม่ใช่ติดอยู่กับเครื่องมือชิ้นเดียว เครื่องส่งสัญญาณสามารถ "รองรับแอปพลิเคชัน SIL 2" ได้ แต่การที่ลูปทั้งหมดบรรลุผลสำเร็จตาม SIL 2 จริงหรือไม่นั้นยังคงขึ้นอยู่กับตัวควบคุมลอจิก การสั่งงานวาล์ว สถาปัตยกรรมลูป ความครอบคลุมของการวินิจฉัย และช่วงการทดสอบ ในทางกลับกัน เครื่องมือบางชนิดในพื้นที่อันตรายไม่จำเป็นต้องใช้ SIL: อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดเครื่องส่งสัญญาณความดันใช้สำหรับการจัดแสดงในพื้นที่หรือการควบคุมกระบวนการทั่วไปเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องมีการประเมิน SIL หากไม่ได้มีส่วนร่วมในฟังก์ชันที่มีอุปกรณ์วัดความปลอดภัยใดๆ ต้องการใบรับรองการป้องกันการระเบิดเท่านั้น ดังนั้น "แอปพลิเคชันใดที่ต้องใช้ SIL" จึงกลับมาที่การประเมินความเสี่ยงในที่สุด: หลังจากที่ฟังก์ชันนี้ล้มเหลว ผลที่ตามมาจะรุนแรงเพียงพอหรือไม่ที่ต้องใช้ระบบเครื่องมือด้านความปลอดภัยเพื่อลดความเสี่ยง หากเป็นเช่นนั้น จำเป็นต้องมี SIL หากระบบควบคุมแบบเดิมหรือชั้นการป้องกันอื่นๆ เพียงพอ ก็ไม่จำเป็น

IV. ระดับ SIL และความน่าจะเป็นของความล้มเหลวที่เป็นอันตราย

PFDavg: ความน่าจะเป็นโดยเฉลี่ยของความล้มเหลวที่เป็นอันตรายในโหมดความต้องการต่ำ ยิ่งค่าน้อย ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวก็จะยิ่งน้อยลง และความสามารถด้านความปลอดภัยก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น
PFH: ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวที่เป็นอันตรายต่อชั่วโมง - ใช้ในโหมดความต้องการสูง/ต่อเนื่อง

V. ความสัมพันธ์ระหว่างการป้องกันการระเบิดและ SIL

ความสัมพันธ์ระหว่างการป้องกันการระเบิดและ SIL สามารถสรุปได้ในประโยคเดียว: ทั้งสองตอบคำถามที่แตกต่างกันและไม่สามารถแทนที่ซึ่งกันและกันได้ คำตอบการป้องกันการระเบิด "อุปกรณ์จะจุดประกายสภาพแวดล้อมโดยรอบหรือไม่" ในขณะที่ SIL ตอบว่า "ฟังก์ชันความปลอดภัยสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อจำเป็น"

โดยทั่วไปเครื่องส่งสัญญาณที่ใช้ในพื้นที่อันตรายจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองระดับพร้อมกัน: ต้องมีประเภทการป้องกันการระเบิดที่เหมาะสมเพื่อปรับให้เข้ากับระดับความเป็นอันตรายของพื้นที่ติดตั้ง และหากเข้าร่วมในฟังก์ชันที่มีอุปกรณ์วัดความปลอดภัย ก็จำเป็นต้องมีความสามารถ SIL ที่สอดคล้องกันด้วย อย่างไรก็ตาม การรับรองทั้งสองนี้ได้รับการประเมินอย่างแยกจากกัน การรับรองการป้องกันการระเบิดมุ่งเน้นไปที่ตัวเครื่อง ข้อจำกัดพลังงานของวงจร และอุณหภูมิพื้นผิว การรับรอง SIL มุ่งเน้นไปที่ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวที่เป็นอันตราย ความครอบคลุมในการวินิจฉัย สถาปัตยกรรมความทนทานต่อข้อบกพร่องของฮาร์ดแวร์ และการจัดการวงจรชีวิตความปลอดภัย

ในทางกลับกัน ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือ "การมีใบรับรอง SIL หมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันการระเบิด" หรือ "การมีใบรับรองการป้องกันการระเบิดหมายความว่าสามารถใช้ในวงจรนิรภัยได้" ความคิดทั้งสองนี้ผิด การรับรอง SIL ไม่ได้ประเมินความเสี่ยงในการติดไฟ และการรับรองการป้องกันการระเบิดไม่ได้ประเมินความน่าเชื่อถือของฟังก์ชันด้านความปลอดภัย เครื่องมือที่เหมาะสำหรับวงความปลอดภัยในพื้นที่อันตรายอย่างแท้จริงจะต้องมีทั้งใบรับรองการป้องกันการระเบิดที่ถูกต้องและรายงานการประเมิน SIL และขอบเขตที่ใช้บังคับของทั้งสองอย่างจะต้องครอบคลุมสภาพการทำงานจริง