GBT412542023 爆炸保护系统的功能安全评估方法.docx

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1、爆炸保护系统的功能安全评估方法GBT41254-20222022030 吸布2022100良施发布目次前言I引言1范围12规范性引用文件13术语和定义14功能安全评估通则25功能安全评估程序36文件记录7附录A （资料性）功能安全评估示例8附录B （资料性）失效识别方法12参考文献14图1爆炸保护系统功能安全评估流程2图A. 1除尘器的爆炸抑制和隔离系统8图A. 2系统功能框图9图B.1电源的故障树分析13表A. IHRD灭火器部件失效率的示例9表A. 2 H R D灭火器部件失效的后果和危险程度 1O表A. 3爆炸抑制功能要求时的平均失效概率（PFDaVg） 11引言为了保证爆炸性环境用爆炸

2、保护系统设计和制造的功能安全评估程序和信息的一致性， 需要对其进行标准化。功能安全评估是一种工具，它提供了制造商和用户之间的基本联系。本文件针对爆炸性 环境用爆炸保护系统建立了一套实现功能安全、可靠性和有效性的方法。当爆炸的发生不可避免时，爆炸保护系统可立即终止爆炸和/或限制其影响，并将发生 的爆炸风险减小至可接受水平。在设计爆炸保护系统时，通过对系统的预期故障进行适当分 析，可有效地提高和保证爆炸保护系统的功能安全。因此，有必要对爆炸保护系统进行功能 安全评估。本文件可以为爆炸保护系统提供决策建议，并指导特定类型爆炸保护系统功能安 全相关标准的制定。GBT41254-2022爆炸保护系统的功

3、能安全评估方法1范围本文件描述了爆炸性环境用爆炸保护系统功能安全评估方法的术语和定义、评估通则、 评估程序及文件记录。本文件适用于爆炸保护系统在设计、制造、使用、维护及检测检验等环节的功能安全评 估。本文件不适用于以下情况：一潜在点燃源的识别和点燃危险的风险评估；一爆炸危险环境监测系统的功能安全评估；一特定类型的爆炸保护系统的符合性验证。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 所有的修改单）适用于本文件。G B / T 2 9 0 0 . 3 5 2 0 0

4、8电工术语爆炸性环境用设备G B / T 2 0 4 3 8 （所有部分）电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全3术语和定义GB/T20438 （所有部分）和GB/T2900. 3 5 2 0 0 8界定的以及下 列术语和定义适用于本文件。3 . 1失效狗摸猜状狸狂材在任何系统项目、部分项目、任何管理功能任务或程序中，不执行或不按照预先规定执 行的事件，或不可操作的状态。3 . 2爆炸保护系统勿被狎状狂臭和施打狎狂狂亦打发帝和施井臭呢臭翻井狒臭用于及时终止初期爆炸和/或限制爆炸影响范围的具有独立功能的系统。3 . 3（爆炸保护系统）功能安全狗狸状发帝油狂状段状臭援狗羽苏呢（狂狗彻被狎状狂

5、臭狒 施豺狎狂狂身材发身痛施猾臭呢臭徐材汴臭）与爆炸保护系统（包含安全相关装置）的预期用途和完整性有关的整体安全的一部分。注1 :功能安全取决于爆炸保护系统及其他安全相关系统的正确施行。注2：本定义与GB / T 2 0 4 3 8 . 4 - 2 0 1 7中的定义相偏离，体现出爆炸安全 术语上的差异性。注3 ：爆炸保护系统的功能安全也属于爆炸保护系统性能的一部分。3 . 4（爆炸保护系统）功能安全估计狗牲状发珞狒狂状摸状臭摸狗村分呢村昊方和扑慢分笳 狂状（狂狗笏被种状狂臭和施猾狎狂狂标材发分狒施材昊呢臭分材汴昊）估算或确定爆炸保 护系统安全功能失效发生概率的活动。GBT412&1-2022

6、3 . 5（爆炸保护系统）功能安全评价狗秒状发苏猫狂状摸状具摸狗豺分泥村施援状牲犊办癌 狂扰（狂狗羽被种状狂臭狒施材种狂狂打笏发行狒施材昊泥具标材汴昊）确定爆炸保护系统 的功能安全是否满足预期可接受标准的程序和活动。3 . 6（爆炸保护系统）功能安全评估狗牲状发标狒狂状樱狄臭段为材帝泥接臭笏具汴材状苏 （狂狗羽被狎状狂臭狒施羽狎狂狂标材发行痛施豺臭犯臭将猾汴臭）对爆炸保护系统的功能 安全进行估计和评价的全部活动。4功能安全评估通则 4 .1功能安全评估步骤爆炸保护系统的功能安全评估应按图1所示步骤逐步开展，确保功能安全评估人员用一 种系统化的方法检查并核实爆炸保护系统的全部或部分功能，使之依据

7、设计时的经济技术 要求达到足够的功能 性和完整性级别。注：虚线内容不属于功能安全评估的一部分。 a符合性确认不是功能安全评估的组成部分。 图1爆炸保护系统功能安全评估流程爆炸保护系统功能安全评估分为以下4个步骤： a）第一步：爆炸保护系统的描述（见5. 2 ）； b）第二步：失效/故障的识别（见5. 3 ）； C）第三步：功能安全估计（见5 . 4 ）； 1）功能性； 2 ）完整性；d ）第四步：功能安全评价（见5 . 5 ） 0GBT41254-2022上述4个步骤是决定爆炸保护系统是否达到预期用途中所需预期功能安全级别的基础。功能安全评估结果应在技术文件中详细说明（见第6章）。如果没有达到

8、预期所要求的功能性和完整性级别，则有必要改进爆炸保护系统或重新定 义更合适的预期用途。注：选择适当的措施改进爆炸保护系统不属于本文件的内容。如果功能安全评估由制造商完成，则在技术文件中应对功能安全评估结果进行详细说明 （见第6章）。功能安全评估的实施和执行应以定性方法为支撑，并在适当情况下以定量方法加以补充。4. 2功能安全评估范围爆炸保护系统应基于4. 3规定的所需信息开展评估。爆炸保护系统的功能安全评估应限于其预期用途和可合理预期的误用。注：可合理预期的误用指操作者因疏忽或错误理解而对爆炸保护系统的不正确使用和/ 或操作。误用不是正常操作的一部分。可预期的误用不包括故意行为。4. 3功能安

9、全评估所需信息爆炸保护系统功能安全评估所需信息应至少包括：a ）预期用途；b）用于爆炸保护系统设计的安全特性；c ）维护要求；d）实际和可预期的周边区域环境；e ）相关设计图纸；f）设计计算及开展检查的结果。如果可获取，还应包括：a ）测试报告；b ）事故案例；c）安全相关的出版物。如果爆炸保护系统没有相关的事故案例，则应使用可获取的类似爆炸保护系统的信息。当爆炸保护系统缺少事故案例、仅出现少量事故或轻微事故时不应直接将其评定为低风险。功能安全评估所需信息也包括其他可能的预防措施。上述所需信息需要根据爆炸保护系统相关技术的发展而不断更新。对于定量评估，应在确定数据适用性的前提下使用由数据库、手

10、册、实验室和制造商的规格书中提供的数据。任何与数据相关的不确定性都应记录在第6章规定的文件中。注：数据用于定义可预期的操作要求，与可靠性、适用性、耐用性、通用性、良性的故 障及失效保护特性和标签、警告、标识、可追溯性要求和指示相关。相对于测试数据，基于间接来自经验的专家意见 的一致性数据，宜用于定性评估。5功能安全评估程序5 . 1原则爆炸保护系统功能安全的评估，应根据对爆炸保护系统的功能和所防护的爆炸类型的理 解，按照GBT41254-2022图1所示的功能安全评估流程和步骤开展进行。功能安全评估应包括爆炸保护系统的维护。制造商提供的说明书中应包含所必需的维护 要求，以及与预期用途相关的系统

11、维护不到位的情况。爆炸保护系统功能安全评估的示例见附录A。5. 2爆炸保护系统的描述爆炸保护系统按以下方式分为两类：a ）被动系统，如阻火器、通风系统等；b ）主动系统，如抑制系统等。爆炸保护系统的预期用途应至少从以下方面进行描述：a）爆炸保护系统的生命周期；b ）在使用、时间、空间方面的限制；c ）功能的精确定义；d ）制造材料的选择；e ）性能、寿命和配置；f）爆炸类型的描述；S）工艺条件的限制；h ）维护要求。5 . 3失效的识别5. 3. 1通则应根据爆炸保护系统的潜在失效源对爆炸保护系统进行功能安全评估，为此，应从以下 方面分析爆炸保护系统预期使用时的功能和状态：a ）可能出现的运行

12、故障：b）爆炸保护系统的可靠性；c）可合理预期的误用。应通过功能和系统分析对潜在失效进行评估，并在整个生命周期中分别给予考虑。注： 失效识别方法的示例见附录B。5. 3. 2失效识别的开展6. 3. 2. 1设计与制造应从以下方面识别爆炸保护系统在设计与制造过程中存在的潜在失效：a ）按照预期用途，判断以下方面是否存在潜在失效：7. 阻火器是否具有足够的热传导率；8. 泄放装置是否具有有效压力释放能力；9. 抑制系统是否具有足够的抑制效能；10. ）爆炸保护系统机械结构的尺寸，判断是否存在以下的潜在失效：1 ）抗压性不足；2 ）耐温性不足；3）抗振动与抗冲击能力不足；4）防老化或防腐蚀能力不足

13、；c ）根据爆炸的性质，判断安装场所、安装位置或安装方法是否合适；d）与工艺相关的模式、环境温度、环境压力以及运行阈值或灵敏度是否正确；e ）软件和控制 设备（硬件）是否兼容，软件是否具备合理的安全诊断报警能力；f）硬件是否具有抗电磁干扰的 能力；g）是否具备额外的故障安全措施，如合理的安全冗余；h ）在电源失效的情况下，是否应具有措施保障系统的预期用途。5.3 2 . 2安装应从以下方面识别爆炸保护系统安装过程中存在的潜在失效：a ）破空阀、泄压装置前面的危险区域、反冲力、人员受伤风险等对预期功能的影响；b）密封 不充分；c ）电气条件不满足（如短路、开路、过载和接地故障等）：d）控制和指示

14、设备的能量供应和/或后备电源不足。5. 3. 2. 3操作和维护应识别爆炸保护系统在使用和维护过程中的潜在系统失效场景及防止失效措施，在使用和维护过 程中的潜在失效如下：a ）泄漏污染；b）人为干预不正确或不充分（错误操作、错误安装、错误维护、意外干预）；c）故障显示信息以及缺少紧急停机程序。应在使用说明中对这些缺失或不足的情况以及潜在失效加以详细说明。6. 3. 2. 4 修改对爆炸保护系统进行任何与安全有关的修改后，应将其视为新的系统重新进行功能安全评估。5 . 4功能安全估计7. 4. 1通则对于爆炸保护系统，应通过失效识别结合风险可接受标准要求，确定爆炸保护系统的功能安全要 求。失效识

15、别后，应通过确定失效概率估计爆炸保护系统的功能安全。应根据爆炸保护系统在降低失效概率和/或系统与安全相关的设备的复杂性方面的设计安全要求， 开展定性地、半定量地或定量地功能安全估计。爆炸保护系统的功能安全估计应从以下两方面进行：a ）功能性，即完成系统预期用途所需功能的能力（例如，阻止初期爆炸、减少爆炸压力）；b ） 完整性，即按要求或按时执行这些功能的可靠性。完成所需功能的能力可通过可靠性数据和/或对系统结构的容错性表述来部分量化。对于可能导致系统保护功能失效的每一个参数，如针对功能和完整性要求相关的，应对其进行可 靠性估计和评价。5.4 . 2功能性依据失效发生概率，功能安全估计的功能性应包括技术故障和运行故障，如在不同运行模式和维活动过程中以及事件本身期间，根据故障，可合理预期的使用和误用中预测其行为。对于已确定的爆炸特征，通常应基于最坏的情况开展功能安全估计，即爆炸保护系统的 安全功能缺失。当不适用时，应在只影响爆炸保护系统部分性能的情况下开展功能安全估