Catalogo HIPPS português

Sistema de Proteção contra Sobrepressão
Sistema de Proteção contra Sobrepressão
HIPPS
O QUE É UM SISTEMA HIPPS?
HIPPS é uma sigla para High Integrity Pressure Protection System (Sistema de Proteção contra Sobrepressão), que é
uma aplicação específica do Sistema de segurança instrumentado (SIS)*.
A função do HIPPS é evitar o excesso de pressurização na saída de um poço de produção off-shore, ou seja é
proteger as instalações a jusante do mesmo contra uma sobrepressão ou condições adversas provenientes da
produção.
O HIPPS bloqueia a fonte de sobrepressão antes que o set de pressão aceitável, a jusante do HIPPS, seja
ultrapassado, evitando assim problemas como a perda de contenção através de ruptura (explosão) de uma linha,
navio ou plataforma de exploração off-shore. Portanto, o HIPPS é considerado como uma barreira de proteção entre
uma sobrepressão a montante do sistema e uma planta a jusante do mesmo.
Isto é conseguido fechando-se rapidamente duas válvulas shut-off de segurança, que estão instaladas em série,
evitando que o valor da pressão a jusante da tubulação suba além do esperado.
A Solução Hipps consiste de:
> Iniciadores
> Unidade Lógica
> Elementos Finais
O HIPPS é projetado para alcançar uma condição de “falha segura” desejada para o processo, de acordo com as
seguintes normas:
> IEC 61508 – ”Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety Related System”
> IEC 61511 – ”Functional Safety: safety instrumented systems for the process industry sector” > ANSI/ISA S84.011996 ” – Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries”
PRINCIPAIS VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO HIPPS
Economia:
Os HIPPS são utilizados na indústria de óleo e gás, a fim de fornecer proteção contra a sobrepressão para dutos,
tubulações, vasos e plantas de processo, permitindo o uso de uma pressão com valor mais baixo a sua jusante.
A pressão menor a jusante do SITEMAS HIPPS permite, especialmente em aplicações de dutos e navios, a redução da
espessura da parede dos tubos e os efeitos relacionados a ela, e especificamente:
• Peso e redução de custos para a tubulação e vasos a jusante da HIPPS.
• Aumento da capacidade / débito em aplicações de linha de fluxo.
• Transporte e redução de custos de armazenamento, devido ao volume e à redução de peso.
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Ambiental:
O SISTEMA HIPPS reduz ou elimina completamente a necessidade de instalar dispositivos de alívio, tais como válvulas de alívio,
evitando emissões de gases para a atmosfera.
Segurança:
A proteção e a confiabilidade assegurada por um SISTEMA HIPPS, impede totalmente a sobrepressão em quaisquer tipos de
plantas ou instalações a jusante do mesmo.
QUANDO USAR UM SISTEMA HIPPS?
O uso do HIPPS se torna especialmente a única solução prática e viável do ponto de vista técnico quando:
▪ Restrições ambientais e de segurança limitam a ventilação.
▪ O risco de haver sobre pressão necessita ser reduzido.
▪ Pressão e/ou vazão extremamente altas estão envolvidas.
▪ O tamanho do dispositivo de alívio é difícil de ser especificado ou inadequado devido às reações químicas, fluídos multifásicos
ou conexões em sistemas existentes a fim de evitar a troca de “sistemas flares” quando da necessidade de se adicionar novas
unidades.
Os padrões SIS são baseados em desempenho com o nível de integridade de segurança (SIL), como a medição de desempenho
primário. O SIL deve ser atribuído pelo usuário com base na redução de riscos para alcançar a tolerância aceitável.
É de responsabilidade do usuário, garantir as consistentes e adequadas atribuições SIL, estabelecendo uma filosofia de gestão e
tolerância ao riscos. A redução do risco fornecida pelo HIPPS é equivalente à probabilidade de falha na demanda atribuível a
todos os dispositivos do HIPPS, dos sensores até a Unidade Lógica e elementos finais.
SISTEMA DE ARQUITETURA.
O sistema HIPPS é composto basicamente de uma unidade lógica, duas válvulas tipo shutdown trabalhando na configuração
1oo2 e três transmissores de pressão de trabalho na configuração 2oo3.
Cada dispositivo foi especificado e concebido de forma a garantir que o sistema completo possa ter a classificação SIL 3
-4
-3
(Probabilidade de falha na demanda “PFD” entre 10 e 10 ).
É importante saber que o projeto do HIPPS contempla todos os instrumentos necessários para realizar uma condição de “falha
segura” desejada para o processo. O HIPPS inclui o loop completo entre o sensores de campo e elementos finais com a Unidade
Lógica, juntamente com todos os outros dispositivos e equipamentos necessários para o funcionamento do SIS, tais como
interfaces de usuário SIS, comunicações e fontes de alimentação.
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Sistema de Proteção contra Sobrepressão
HIPPS
PIETRO FIORENTINI está capacitada a projetar, fabricar, montar, testar e fornecer todos os certificados exigidos.
O Sistema HIPPS é compostode uma Unidade Lógica com duas válvulas shutdown e três transmissores inteligentes
de pressão.
INICIADORES
Os iniciadores de sensores de pressão são transmissores de pressão eletrônicos inteligentes, dois fios 4-20 mA ",
montados em um Manifold Interlock". A lógica 2oo3 é implementada na unidade lógica. Os transmissores de
pressão contém auto-diagnósticos e estão programados para enviar sinal de status quando houver um estado de
falha.
Os iniciadores são necessários para detectar as condições perigosas. As unidades lógicas recebem essas leituras reais
de pressão e geram saídas que mudam o estado do elemento final, a fim de minimizar a condição de perigo.
UNIDADE LÓGICA
É responsável pela ativação de sinais de saída relevantes com base em aplicações pré-configuradas e entradas dos
iniciadores (transmissores de pressão).
PLC’s disponíveis no mercado, com certificação 3 SIL, são utilizados como Unidade Lógica. O sistema consiste de
uma Unidade Central de Processamento (CPU) e um I/O redundante a prova de falhas adaptável a aplicações
seguras. Toda a comunicação entre a unidade de controle e o cartão I/O associado é redundante. A Unidade Lógica
também pode ser projetada em um SSL – Solid State Logic, como alternativa.
IO gabinete de Controle pode ser fornecido instalações em zonas classificadas como perigosas, com invólucor EEx-d,
ou para instalações com montagem em racks de 19” com certificação IP-54.
ELEMENTOS FINAIS
Os elementos de controle final contribuem aproximadamente com 50% para a Probabilidade de Falha na Demanda
(PFD). O sistema HIPPS em dois elementos finais trabalhando em uma lógica 1oo2.
A Pietro Fiorentini, graças à sua longa experiência documentada em projetar e fabricar diferentes tipos de válvulas
desde 1940, é capaz de fornecer uma ampla gama de elementos finais de SÉRIE DELTAFLUX para aplicações HIPPS,
SIL 3 CERTIFIED (de acordo com IEC 61508).
O tempo de resposta geral do sistema pode ser na faixa de 2 ou 3 segundos.
A válvula pode ser fornecida com material de construção diferente para todos os seus componentes (tampa, corpo,
assento, bola, vapor).
Faixas de tamanho da válvula de 2 "a 36" rating até ANSI 1500.
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HIPPS com válvulas Deltaflux
VANTAGENS
SEM BYPASS:
Deltaflux para aplicação HIPPS é uma válvula de quarto de volta projetado para ser aberta com pressão diferencial,
não há necessidade de instalar uma linha de by-pass para pressurização e start-up como tipicamente necessário em
válvulas de esfera padrão.
Isto reduz significativamente custos de engenharia e instalação. O perigo causado por acidentes em que o by-pass é
deixado aberto também é evitado.
Padrões IEC, a fim de atingir níveis de segurança máximos, recomenda evitar o uso de by-pass em elementos finais.
CURSO PARCIAL:
Além disso, uma das realizações mais difíceis de cumprir com as normas SIS é o intervalo de testes, muitas vezes
necessário para os elementos finais, tais como válvulas de bloqueio.
Muitas válvulas de bloqueio SIS são testadas apenas em função de virada da unidade, consequentemente muitos
usuários, estão procurando maneiras para complementar os testes de curso parcial off-line completo, de curso
parcial on-line completo ou teste de curso parcial.
Com DELTAFLUX é mais fácil realizar o teste de Curso Parcial (PST), uma alternativa de custo eficaz para testes online curso total (FST).
A válvula é projetada para manter suas capacidades de fechamento e bloqueio automático em todas as condições
operacionais possíveis e até mesmo longos períodos de inatividade não influenciam o tempo de resposta.
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Sistema de Proteção contra Sobrepressão
HIPPS
NORMAS
IEC 61508:
É uma norma de com base no desempenho que fornece um quadro detalhado do ciclo de vida e abordagem para a concepção e
implementação de sistemas de segurança com diferentes níveis de definição de risco. Esta norma é focada principalmente em
equipamentos relacionados com Segurança Elétrica / Eletrônica / eletrônico programável, mas também fornece uma estrutura
para a segurança dos equipamentos relacionados, incluindo componentes mecânicos.
SIS:
A "performance" do sistema instrumentado de segurança (SIS) é baseado em um nível de integridade de segurança (SIL), que é
definida durante o desenvolvimento da especificação de requisitos de segurança.
De acordo com as normas a capacidade do SIS para alcançar um SIL específico deve ser validado em cada fase do projeto e antes
de qualquer alteração feita ao projeto após o comissionamento. Toda a operação, testes e procedimentos de manutenção e
práticas também são julgados por acordo com o SIL desejado.
SIL:
Quatro SIL diferentes são definidas, dependendo da gravidade das consequências, possibilidade de evitar eventos perigosos e
probabilidade nas freqüências deste evento. O SIL deve ser atribuído pelo usuário com base na redução do risco necessário para
alcançar a tolerância de risco do usuário. É responsabilidade do usuário, garantir a consistente e adequada atribuições SIL,
estabelecendo uma filosofia de gestão de risco e tolerância ao risco.
A redução do risco fornecida pelo HIPPS é equivalente à probabilidade de falha na demanda atribuível (PFD) para todos os
dispositivos do HIPPS, sensores, Unidade Lógica e elementos finais. A relação entre SIL e PFD para o Modo de baixa demanda de
operação é mostrado na tabela abaixo.
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Manutenção e Operação
HIPPS
O HIPPS deve ser operado, mantido e testado ao longo da vida da planta. A alta integridade de HIPPS é muitas vezes
obtida através do uso de testes freqüentes. Uma vez que o intervalo de testes necessário é determinado para um
projeto HIPPS particular, o teste deve ser realizado naquela freqüência. Pode ser seis meses ou um ano.
Pietro Fiorentini graças à sua divisão de serviços é capaz de operar em testes de site e a fornecer toda
documentação necessária a fim de preservar o nível de SIL de todo o sistema.
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