王海清, 毛 奇, 李敏睿, 周益华

(1.中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛 266580; 2.特灵顿(上海)检测认证服务有限公司,上海 200122)

现代化工装置广泛配置有安全仪表系统(SIS),而安全完整性等级(SIL)是衡量安全仪表系统安全功能的关键指标之一[1],通过计算联锁回路的平均需求时失效概率(PFDavg)来确定SIL。IEC61508中计算PFDavg时假设安全相关设备的失效率为恒定[2],但实际中,由于老化、疲劳、磨损等因素,部分安全相关设备的失效率会随使用时间缓慢上升[3],因此，提出选用威布尔分布模拟设备的退化行为。失效率是SIS进行SIL验证的基础,然而目前中国失效数据采集工作尚未系统开展,导致企业自身收集的失效数据未被充分利用[4]。IEC61508标准中指出使用现场反馈数据更新的设备失效率比使用通用数据(PDS或OREDA数据手册)更可取[2]。另一方面,由于安全仪表系统大部分时间处于休眠状态,因此通常通过定期检测去发现其自诊断未检测到的故障。在收集失效数据的同时,验证SIS是否达到或维持其所处的SIL。然而受企业内部生产或外部市场环境的影响,检测可能无法严格按照预定周期开展,这就有必要结合企业收集到的失效数据,在允许的SIL等级情况下,预测或规划下一次检测时间间隔。为解决这些生产实际困难和理论不足,笔者模拟某蜡油加氢裂化装置的紧急泄压阀系统故障记录数据,采用极大似然估计算法分别求解威布尔分布和指数分布参数,并根据检测结果,借鉴API581标准中的安全阀(PSV)检测流程[5],与挪威OLF070标准方法结合[6],实现对两种统计分布下的失效率和检测周期的更新。……