In den letzten Jahren wurde die SIL-Zertifizierung zunehmend in technischen Dokumenten zur Ventilbeschaffung festgelegt. Die folgende Zusammenfassung befasst sich mit Schlüsselkonzepten, Parametern und Implementierungspfaden.
1. Welche SIL-Maßnahmen
SIL (Safety Integrity Level) klassifiziert die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls einer sicherheitstechnischen Funktion bei Anforderung. Für SIL 2 muss die durchschnittliche Ausfallwahrscheinlichkeit bei Bedarf (PFDavg) zwischen 10−310−3 und 10−210−2 liegen.
Die SIL-Bewertung konzentriert sich auf die Zuverlässigkeit der Durchführung einer erforderlichen Aktion bei Bedarf und nicht auf die allgemeine Produktqualität. Für ein einzelnes Ventil handelt es sich bei der erhaltenen Zertifizierung um ein „SIL-Fähigkeitszertifikat“, das kritische Ausfalldaten dokumentiert, einschließlich λDU (Rate gefährlicher unerkannter Ausfälle), λDD (Rate gefährlicher erkannter Ausfälle) und SFF (Anteil sicherer Ausfälle).
2. Kernparameter zum Erreichen von SIL 2
SFF (Safe Failure Fraction) und HFT (Hardware Fault Tolerance):Gemäß IEC 61508-2 werden Hardware-Architekturbeschränkungen gemeinsam angewendet. Für Typ-B-Komponenten (einschließlich Ventile, Stellantriebe und Stellungsregler) erfordert ein einzelner Kanal (HFT=0) einen SFF im Bereich von 60 % bis 90 %, um SIL 2 zu unterstützen. Wenn der SFF unter 60 % liegt, ist eine einkanalige Architektur für SIL 2 nicht zulässig. Wenn eine redundante Architektur (HFT größer oder gleich 1) verwendet wird, kann sogar ein SFF im Bereich von 60–90 % höhere SIL-Stufen unterstützen.
Diagnoseabdeckung:Durch eine Erhöhung der Diagnoseabdeckung, beispielsweise durch Partial Stroke Testing (PST), können einige „unerkannte“ gefährliche Ausfälle in „erkannte“ Ausfälle umgewandelt werden. Vorausgesetzt, dass die PST-Frequenz mindestens das Zehnfache des Proof-Test-Intervalls beträgt, kann in SIL-2-Anwendungen ein einkanaliges Typ-B-Element mit SFF > 60 % verwendet werden.
3. Gemeinsame technische Wege
Um die SIL-2-Zertifizierung zu erreichen, werden drei Hauptansätze verwendet:
Pfad A: Redundante Magnetventile (1oo2 in Reihe)– Ein zusätzliches Magnetventil des gleichen Typs wird in Reihe zum vorhandenen installiert. Das Ventil bleibt geöffnet, wenn einer der Magnete mit Strom versorgt wird, und schließt nur, wenn beide stromlos sind. Diese Option ist mit relativ geringen Anschaffungskosten verbunden und eignet sich für die Erstzertifizierung mit einem typischen Zeitrahmen von 3 bis 6 Monaten.
Pfad B: Partial Stroke Test (PST)-Modul– Dem Stellungsregler oder Stellantrieb wird ein PST-Modul hinzugefügt, das das Ventil automatisch um 10 % bis 20 % seines Hubs bewegt und dann zurückfährt, ohne dass es vollständig geschlossen wird. Dadurch werden unerkannte Fehler in erkannte Fehler umgewandelt. Es bietet ein ausgewogenes Kosten-Nutzen-Verhältnis und dauert in der Regel 6 bis 12 Monate.
Pfad C: Redundante Ventilanordnungen (1oo2 oder 2oo3)– Es werden zwei oder drei unabhängige Ventile und Antriebe mit getrennter Luftversorgung und Stromversorgung sowie physischer Trennung verwendet. Jeder einzelne Ventilverschluss kann den Prozess isolieren. Dieser Ansatz berücksichtigt Szenarien mit höherem Sicherheitsbedarf und dauert in der Regel 12 bis 18 Monate.
4. Überlegungen zur Zertifizierung
Zertifizierungsstellen:Gutachten von TÜV, exida, BV, SGS und anderen international anerkannten Organisationen werden bei Großprojekten grundsätzlich akzeptiert.
Gültigkeit des Zertifikats:Das Zertifikat muss während der gesamten Bauzeit des Projekts gültig bleiben; Ablauf kann die Akzeptanz beeinträchtigen.
Vorbereitung:Die Verfügbarkeit von Dokumenten wie FMEDA-Berichten, Sicherheitshandbüchern und der Dokumentation des ISO 9001-Qualitätsmanagementsystems hat direkten Einfluss auf den Zeitplan und die Kosten für die Zertifizierung.
5. Häufige Ausschreibungsanfragen
Wenn in einem Angebot SIL 2 spezifiziert, aber der erforderliche Zertifikatstyp nicht klar definiert wird, sollte ein Bericht zur SIL-Fähigkeitsbewertung einer akkreditierten Stelle, einschließlich Fehlerdaten und Berechnungsmethodik, vorgelegt werden.
Für SIL 3-Anwendungen reicht eine einkanalige Architektur nicht aus; Es ist eine 1oo2- oder 2oo3-redundante Lösung erforderlich.
Zusammenfassung
Die SIL-Zertifizierung dient in vielen Branchen der Prozessindustrie als Compliance-Voraussetzung für den Marktzugang. Die Auswahl des geeigneten Zertifizierungspfads und der entsprechenden Lösung basierend auf dem Produktportfolio und den Zielprojektanforderungen ist ein praktischer Ansatz. Für projektspezifische Fragen oder Auswahlhilfen empfiehlt sich die Rücksprache mit der technischen Abteilung.
