Prueba de Carrera Parcial (PST): Guía Práctica para Válvulas ESD y de Cierre de Emergencia
La Prueba de Carrera Parcial (Partial Stroke Testing, PST) es un método de diagnóstico utilizado para mover parcialmente una válvula de cierre automatizada sin completar toda su carrera de proceso. Se utiliza habitualmente en válvulas de parada de emergencia (ESDV) y otras válvulas de cierre relacionadas con la seguridad que pueden permanecer inmóviles durante largos periodos, pero que deben funcionar de forma fiable cuando se produce una demanda de parada.
La PST puede proporcionar información valiosa sobre determinados modos de fallo que afectan a la válvula, al actuador y a los componentes de control asociados, reduciendo al mismo tiempo el impacto operativo que normalmente puede producir una prueba de carrera completa. Sin embargo, la PST no sustituye automáticamente una prueba de carrera completa ni una prueba de comprobación (proof test). Su eficacia depende de la arquitectura de la válvula y del actuador, del método de prueba, de los modos de fallo cubiertos, del procedimiento de ensayo y de los requisitos del ciclo de vida de seguridad aplicable.
Para los ingenieros de automatización de procesos y los equipos de mantenimiento, la pregunta clave no es simplemente:
“¿Puede moverse la válvula?”
sino:
“¿Qué evidencia tenemos de que todo el conjunto automatizado de la válvula de cierre realizará su función requerida cuando se produzca una demanda?”
¿Qué es una Prueba de Carrera Parcial?
La Prueba de Carrera Parcial (PST) es una prueba controlada en la que una válvula de cierre automatizada se desplaza a través de una parte definida de su carrera disponible y posteriormente vuelve a su posición normal de funcionamiento.
El objetivo es comprobar determinados componentes y funciones del elemento final sin completar necesariamente la carrera total de la válvula que se requeriría durante una parada de emergencia real.
Dependiendo de la arquitectura del sistema, una PST puede proporcionar información sobre:
- Movimiento mecánico de la válvula
- Respuesta del actuador
- Disponibilidad de energía neumática o hidráulica
- Funcionamiento de la electroválvula y del circuito de control
- Realimentación de posición
- Respuesta de carrera
- Parámetros de diagnóstico seleccionados
La cobertura diagnóstica exacta depende del conjunto de válvula y de la arquitectura utilizada para realizar la PST.
La PST es especialmente relevante para las válvulas de cierre de emergencia porque estas válvulas pueden permanecer en la misma posición durante largos periodos. Una válvula que no se ha movido durante meses o años puede desarrollar degradación que no sea evidente durante una inspección visual rutinaria.
La PST proporciona una oportunidad para detectar determinadas condiciones de degradación antes de que la válvula sea requerida para ejecutar una función de parada.
¿Por qué se utiliza la PST en válvulas ESD?
Las válvulas de parada de emergencia (ESD) forman parte de funciones de protección en numerosos procesos industriales. Durante el funcionamiento normal, una válvula ESD puede permanecer completamente abierta o completamente cerrada y desplazarse únicamente cuando se produce una demanda de parada o cuando se realiza una prueba programada.
Esto genera un desafío específico de fiabilidad.
Los equipos que funcionan con frecuencia proporcionan oportunidades repetidas para detectar comportamientos anormales. En cambio, una válvula de cierre de emergencia que permanece inmóvil puede desarrollar fallos ocultos mientras aparentemente continúa en condiciones normales.
Entre las posibles causas se encuentran:
- Aumento de la fricción mecánica
- Degradación del actuador
- Pérdida de capacidad neumática o hidráulica
- Problemas en la electroválvula
- Problemas en el acoplamiento mecánico
- Problemas de realimentación de posición
- Degradación de juntas y componentes
- Corrosión o deterioro ambiental
- Pérdida o degradación de la fuente de energía
La PST puede proporcionar una capa adicional de diagnóstico mediante el accionamiento controlado de determinadas partes del conjunto automatizado de la válvula, sin requerir necesariamente una carrera completa durante cada prueba.
Esto puede ser especialmente útil cuando las pruebas de carrera completa generan una interrupción operativa significativa.
La PST es una prueba de diagnóstico, no un sustituto universal de la prueba de comprobación
Una de las distinciones más importantes desde el punto de vista de ingeniería es la diferencia entre Prueba de Carrera Parcial y proof test o prueba de comprobación.
Una PST solo desplaza la válvula a través de una parte definida de su carrera. Por lo tanto, no necesariamente pone de manifiesto todos los modos de fallo que podrían impedir que la función completa de seguridad se ejecute correctamente.
Una prueba de carrera completa puede proporcionar una verificación funcional más amplia porque la válvula debe completar la carrera especificada. El alcance y la cobertura exactos de una prueba de comprobación dependen de la función de seguridad, del procedimiento de prueba y de la arquitectura del equipo.
Por lo tanto:
La PST debe considerarse normalmente una medida adicional de diagnóstico y prueba dentro del ciclo de vida de seguridad, y no un sustituto automático de la estrategia de pruebas de comprobación requerida.
Cuando la PST se utiliza para apoyar una función instrumentada de seguridad, su contribución debe evaluarse considerando los modos de fallo reales, la cobertura de la prueba, el intervalo de prueba y los cálculos de seguridad funcional aplicables a la función de seguridad.
PST frente a Prueba de Carrera Completa
| Aspecto | Prueba de Carrera Parcial (PST) | Prueba de Carrera Completa (FST) |
|---|---|---|
| Movimiento de la válvula | Parte definida de la carrera disponible | Carrera completa especificada |
| Objetivo principal | Diagnóstico y detección de determinados modos de fallo | Verificación funcional más amplia |
| Impacto en el proceso | Normalmente menor cuando la arquitectura permite realizar la prueba en servicio | Potencialmente mayor debido al movimiento completo de la válvula |
| Cobertura de fallos | Depende de la arquitectura y del recorrido utilizado durante la prueba | Más amplia para los modos de fallo ejercitados durante la carrera completa |
| Verificación del cierre | Generalmente no se demuestra únicamente mediante PST | Puede evaluarse cuando el procedimiento incluye la verificación correspondiente |
| Función en mantenimiento | Capa adicional de diagnóstico | Parte importante de la estrategia funcional o de prueba de comprobación |
| Sustitución de la prueba de comprobación | No automáticamente | Depende de la estrategia de seguridad aprobada |
Por lo tanto, PST y FST no deben considerarse necesariamente tecnologías competidoras. En muchas aplicaciones desempeñan funciones diferentes dentro de la estrategia global de mantenimiento y seguridad funcional.
¿Qué modos de fallo puede detectar una PST?
Dependiendo de la arquitectura del sistema, una PST puede detectar determinados mecanismos de fallo que afectan a la capacidad de la válvula de cierre automatizada para desplazarse a través de la parte de carrera que se está probando.
Estos pueden incluir:
- Aumento de la fricción de la válvula
- Stiction o resistencia mecánica anormal
- Degradación del rendimiento del actuador
- Energía insuficiente para el accionamiento
- Determinados problemas neumáticos o hidráulicos
- Problemas de la electroválvula o del circuito de control
- Degradación del acoplamiento mecánico
- Respuesta de carrera anormal
- Anomalías en la realimentación de posición
- Cambios inesperados en el tiempo de carrera o en la respuesta de la prueba
El valor de la PST aumenta cuando los resultados se registran y se comparan a lo largo del tiempo, en lugar de tratar cada prueba únicamente como un resultado de aprobado o no aprobado.
Por ejemplo, un aumento progresivo del tiempo de carrera puede proporcionar una indicación temprana de degradación incluso cuando la válvula todavía completa correctamente la PST definida.
¿Qué no puede detectar una PST por sí sola?
La PST no debe presentarse como una prueba diagnóstica completa para todos los posibles modos de fallo peligrosos.
Dependiendo de la arquitectura de la válvula y del sistema de PST, algunas condiciones pueden quedar fuera de la cobertura efectiva de la prueba.
Entre ellas pueden encontrarse:
- Modos de fallo fuera del recorrido probado
- Determinadas condiciones de fuga en el asiento
- Algunos fallos mecánicos que no son ejercitados durante la prueba
- Determinados fallos de instrumentación o realimentación, dependiendo de la arquitectura
- Modos de fallo que no estén incluidos en el método de diagnóstico utilizado
- Fallos asociados a componentes que no forman parte del circuito probado
Por esta razón, la evaluación de ingeniería debe comenzar con la función de seguridad prevista y sus modos de fallo, y no únicamente con el dispositivo PST.
La cobertura de una PST depende de la arquitectura. El sistema de prueba debe evaluarse respecto a los modos de fallo específicos que se pretende detectar.
¿Cómo funciona una Prueba de Carrera Parcial?
Una secuencia simplificada de PST puede representarse de la siguiente manera:
Comando PST → dispositivo de control/interfaz → electroválvula o circuito neumático → movimiento del actuador → movimiento parcial de la válvula → realimentación/diagnóstico → retorno a la posición normal
La arquitectura exacta varía según la aplicación y el fabricante.
Un conjunto automatizado de válvula de cierre puede incluir:
- Válvula de proceso
- Actuador neumático, hidráulico o eléctrico
- Electroválvula o elemento equivalente de interfaz con el elemento final
- Finales de carrera o realimentación de posición
- Dispositivo PST o posicionador con capacidad de diagnóstico
- PLC de seguridad, SIS o interfaz de control
- Capacidad de diagnóstico local o remoto
El comando PST inicia un movimiento controlado. El sistema supervisa la respuesta esperada y determina si el comportamiento medido cumple los criterios de prueba establecidos.
Posteriormente, la válvula debe volver a su posición normal de funcionamiento y debe confirmarse su disponibilidad para una demanda real de parada.
Procedimiento de Prueba de Carrera Parcial
El procedimiento de PST debe definirse para el conjunto específico de válvula y para las condiciones de operación de la instalación. No debería basarse únicamente en un porcentaje genérico de la carrera de la válvula.
1. Definir el objetivo de la prueba
Identificar qué se pretende verificar mediante la PST y qué modos de fallo forman parte de la cobertura diagnóstica prevista.
2. Confirmar las condiciones del proceso
Verificar que el proceso se encuentra en una condición adecuada para realizar el movimiento previsto y que la prueba no genera un riesgo operativo o de seguridad inaceptable.
3. Verificar los permisos de prueba
Confirmar que la válvula, el actuador, el sistema de control y la arquitectura PST están preparados para la prueba y que se cumplen los enclavamientos o permisos necesarios.
4. Iniciar la PST
Ordenar a la válvula que realice el movimiento parcial definido mediante el método de prueba aprobado.
5. Supervisar la respuesta de la válvula
Supervisar parámetros relevantes como el recorrido, la respuesta del actuador, la realimentación de posición, el tiempo de carrera y otros datos de diagnóstico disponibles.
6. Evaluar el resultado
Comparar la respuesta medida con los criterios de aceptación aprobados y, cuando corresponda, con la línea base establecida.
7. Devolver la válvula a su posición normal
Verificar que la válvula retorna correctamente a su posición normal de funcionamiento.
8. Confirmar la disponibilidad para parada
Confirmar que la válvula y la función de seguridad permanecen disponibles para una demanda real de parada.
9. Registrar el resultado
Registrar la fecha de la prueba, identificación de la válvula, método utilizado, parámetros medidos, resultado y cualquier observación anormal.
10. Revisar las tendencias anormales
Un resultado fallido o degradado debe incorporarse al proceso de mantenimiento y análisis técnico, en lugar de limitarse a restablecer la alarma sin investigar la causa.
Criterios de Aceptación de una PST
No existe un único criterio universal de aceptación de PST que deba aplicarse a todas las válvulas ESD.
Los criterios de aceptación deben establecerse mediante el procedimiento de ingeniería y prueba aprobado para la válvula, el actuador, la arquitectura PST y la aplicación de seguridad específica.
Los criterios habituales pueden incluir:
- Finalización satisfactoria del recorrido parcial definido
- Tiempo de carrera dentro del límite especificado
- Respuesta esperada del actuador
- Realimentación de posición válida
- Comportamiento neumático o hidráulico dentro de los límites definidos cuando se monitoriza
- Retorno correcto a la posición normal de funcionamiento
- Ausencia de indicaciones diagnósticas anormales
- Ausencia de cambios inesperados respecto a la línea base establecida
En aplicaciones relacionadas con la seguridad, los criterios de aceptación deben estar documentados y controlados como parte del procedimiento de pruebas y mantenimiento aplicable.
No aplique automáticamente una regla genérica de 10 %, 15 % o 20 % de carrera sin verificar ese valor frente al equipo específico, la documentación del fabricante y los requisitos del proyecto.
¿Con qué frecuencia debe realizarse una PST en una válvula ESD?
La frecuencia de las pruebas debe determinarse mediante la estrategia de seguridad y mantenimiento de la instalación, y no mediante un intervalo universal.
El intervalo adecuado puede depender de:
- Requisitos de seguridad
- Supuestos de tasas de fallo
- Nivel de integridad de seguridad requerido
- Cobertura diagnóstica
- Intervalo de prueba de comprobación
- Tecnología de la válvula y del actuador
- Restricciones del proceso
- Recomendaciones del fabricante
- Historial de funcionamiento
- Resultados anteriores de PST
Para una función instrumentada de seguridad, cualquier modificación del intervalo de prueba debe evaluarse dentro del ciclo de vida de seguridad funcional y de los cálculos correspondientes.
El papel de la electroválvula en la PST
La electroválvula de parada puede formar una parte importante de la arquitectura de control y del circuito neumático de una válvula de cierre de emergencia.
Dependiendo del diseño de PST, la electroválvula y el circuito neumático asociado pueden participar directamente en la secuencia de prueba.
Entre los aspectos que pueden requerir evaluación se encuentran:
- Respuesta de la electroválvula
- Presión de alimentación
- Capacidad de escape
- Fugas internas
- Movimiento del carrete o del obturador de la electroválvula
- Estado de los tubos neumáticos
- Integridad de la señal de control
- Arquitecturas redundantes de electroválvulas cuando sean aplicables
Por ello, el resultado de una PST debe interpretarse dentro del contexto del conjunto completo del elemento final y no considerando el dispositivo PST como un componente aislado.
Esto es especialmente importante cuando se investiga un resultado anormal. El problema puede estar en la válvula, el actuador, la electroválvula, el circuito neumático, el sistema de realimentación o el propio dispositivo PST.
PST y Seguridad Funcional
Cuando una válvula de cierre automatizada forma parte de una Función Instrumentada de Seguridad (SIF), la PST debe considerarse dentro del ciclo de vida completo de seguridad funcional.
IEC 61508 proporciona el marco general para la seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad. IEC 61511 establece el marco específico para Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS) en el sector de procesos, incluyendo requisitos relacionados con especificación, diseño, instalación, operación y mantenimiento.
Una SIF típica puede representarse como:
Sensor → Solucionador lógico → Elemento final
La válvula de cierre automatizada normalmente forma parte del subsistema del elemento final.
Por lo tanto, la evaluación de la PST debe considerar la función de seguridad completa y no únicamente la válvula.
¿La PST aumenta el SIL?
No. La PST no aumenta automáticamente el SIL de una función instrumentada de seguridad.
La PST puede contribuir a detectar determinados fallos peligrosos no detectados. Cuando su eficacia diagnóstica está adecuadamente establecida, esta información puede considerarse en el análisis de seguridad funcional y en los cálculos de fiabilidad correspondientes.
Sin embargo, el rendimiento de seguridad depende de la SIF completa, incluyendo:
- Subsistema de sensores
- Solucionador lógico
- Elemento final
- Tasas de fallo
- Cobertura diagnóstica
- Intervalos de prueba
- Cobertura de la prueba de comprobación
- Arquitectura
- Consideraciones de causa común
- Capacidad sistemática
Por lo tanto, afirmaciones como “la PST hace que la válvula sea SIL 3” pueden resultar técnicamente engañosas si no se refieren a una arquitectura específica que haya sido evaluada mediante el cálculo de seguridad correspondiente.
Una formulación de ingeniería más precisa sería:
La PST puede contribuir a detectar determinados fallos peligrosos en un elemento final relacionado con la seguridad y puede contribuir al rendimiento global de seguridad cuando se incorpora correctamente a la evaluación de seguridad funcional.
PST, PFDavg y Cobertura Diagnóstica
La Probabilidad Media de Fallo a Demanda (PFDavg) es uno de los parámetros considerados en la evaluación de funciones instrumentadas de seguridad de baja demanda.
Las pruebas y los diagnósticos pueden influir en la probabilidad de que determinados fallos peligrosos permanezcan sin detectar antes de que se produzca una demanda.
Sin embargo, la PFDavg no está determinada únicamente por la PST.
Desde una perspectiva de ingeniería:
Rendimiento de seguridad = arquitectura completa de la SIF + datos de fallo + diagnósticos + intervalos de prueba + cobertura de proof test + otros parámetros del ciclo de vida
La PST debe evaluarse, por tanto, como un elemento de la estrategia global de pruebas y diagnóstico.
Para la verificación SIL o los cálculos reales de PFDavg deben utilizarse la metodología aprobada del ciclo de vida de seguridad y los datos de fallo específicos del proyecto.
¿Por qué es importante la PST en válvulas de cierre que funcionan con poca frecuencia?
Una válvula de cierre automatizada puede permanecer en la misma posición durante largos periodos y, al mismo tiempo, tener que funcionar inmediatamente cuando se produce una condición peligrosa.
Esto crea la posibilidad de que aparezcan fallos ocultos.
Por ejemplo, una junta del actuador puede degradarse sin que sea evidente durante una inspección visual. La fricción mecánica puede aumentar gradualmente. Una electroválvula puede volverse poco fiable. La calidad del aire de instrumentos puede deteriorarse. La señal de realimentación puede volverse intermitente.
Sin pruebas, algunas de estas condiciones pueden permanecer ocultas hasta que la válvula sea requerida.
La PST proporciona una oportunidad controlada para ejercitar determinados componentes del elemento final antes de una demanda real de parada.
PST y Monitorización de Condición
El valor de la PST aumenta cuando los resultados se utilizan como datos de condición y no únicamente como eventos aislados de aprobado/no aprobado.
Una estrategia práctica de monitorización puede seguir esta secuencia:
Evento PST → respuesta medida → comparación con línea base → análisis de tendencias → decisión de mantenimiento
Los parámetros relevantes pueden incluir:
- Tiempo de carrera
- Respuesta del actuador
- Posición de la válvula
- Presión de alimentación
- Presión y recuperación cuando sean aplicables
- Estado de diagnóstico
- Repetibilidad de la prueba
Un cambio gradual en estos parámetros puede proporcionar información útil para la planificación del mantenimiento.
De esta forma, la PST puede formar parte de una estrategia más amplia de monitorización de condición de válvulas.
Lista de Verificación de Mantenimiento para PST
Válvula y conjunto mecánico
- Comprobar fricción o resistencia anormal.
- Verificar el estado del acoplamiento entre actuador y válvula.
- Comprobar corrosión o degradación mecánica.
- Revisar comportamientos anormales de carrera.
Actuador
- Verificar el dimensionamiento y la capacidad de operación.
- Comprobar la disponibilidad de energía.
- Revisar la respuesta del actuador.
- Inspeccionar juntas y componentes mecánicos cuando sea necesario.
Sistema neumático o hidráulico
- Verificar la presión de alimentación.
- Comprobar tubos y conexiones.
- Buscar fugas.
- Revisar filtros y reguladores cuando sean aplicables.
Electroválvula e instrumentación
- Verificar el funcionamiento de la electroválvula.
- Comprobar las señales de realimentación.
- Comprobar finales de carrera o transmisores de posición.
- Revisar alarmas de diagnóstico.
Datos de prueba
- Registrar los resultados de PST.
- Comparar los resultados con pruebas anteriores.
- Revisar cambios en el tiempo de carrera.
- Investigar resultados repetidamente marginales.
- Documentar las acciones correctivas.
Errores habituales de ingeniería en PST
1. Considerar la PST como una prueba de comprobación completa
La PST no proporciona automáticamente una cobertura completa de todos los modos de fallo peligrosos.
2. Utilizar un porcentaje de carrera genérico
El recorrido adecuado depende de la válvula, el actuador, la arquitectura PST y los requisitos del proceso.
3. Evaluar únicamente el resultado aprobado/no aprobado
Los datos de tendencia pueden proporcionar indicaciones tempranas de degradación.
4. Ignorar la electroválvula y el circuito neumático
El elemento final es un sistema. Una válvula en buenas condiciones mecánicas no puede compensar un fallo en el circuito de control o en la fuente de energía.
5. Tratar el SIL como una característica de producto
El SIL se aplica a la función de seguridad y a su arquitectura evaluada, no simplemente a una válvula o a un dispositivo PST individual.
6. Ignorar las condiciones del proceso
Una PST debe realizarse bajo condiciones controladas que no creen un riesgo operativo o de seguridad inaceptable.
7. No definir criterios de aceptación
Toda estrategia PST debe disponer de criterios documentados para evaluar los resultados.
Modernización de la Automatización de Válvulas de Cierre Existentes mediante PST
Agregar o mejorar la capacidad de PST no significa necesariamente sustituir todo el conjunto de la válvula de cierre.
Una válvula existente puede seguir siendo mecánicamente adecuada mientras sus componentes de automatización y diagnóstico se hayan quedado obsoletos o sean difíciles de mantener.
Por ello, una evaluación de ciclo de vida debería considerar el conjunto completo:
- Estado de la válvula
- Estado del actuador
- Electroválvula
- Circuito neumático o hidráulico
- Realimentación de posición
- Interfaz de control
- Capacidad PST
- Capacidad de diagnóstico
- Disponibilidad de repuestos
- Obsolescencia
Dependiendo de la aplicación, la modernización puede centrarse en la capa de automatización y diagnóstico en lugar de sustituir una válvula que continúa siendo mecánicamente adecuada.
La pregunta de ingeniería debería ser: ¿Qué parte del sistema automatizado de cierre está limitando actualmente la fiabilidad o la capacidad de diagnóstico?
Este enfoque permite desarrollar una estrategia de ciclo de vida más disciplinada: comprender el sistema existente, identificar la limitación real y modernizar únicamente donde la evidencia de ingeniería lo justifique.
Escenarios Prácticos de Ingeniería
Escenario 1 — Válvula ESD offshore
Una válvula ESD instalada en una plataforma offshore permanece normalmente abierta. Durante una emergencia debe desplazarse hasta su posición segura definida.
Una prueba de carrera completa puede generar un impacto operativo significativo.
Una estrategia PST correctamente diseñada puede proporcionar información adicional de diagnóstico entre pruebas funcionales completas o pruebas de comprobación, siempre de acuerdo con la estrategia de seguridad y mantenimiento aprobada.
Escenario 2 — Válvula de cierre en una tubería
Una válvula de aislamiento de una tubería puede permanecer completamente abierta durante largos periodos. Su actuador y sistema neumático pueden sufrir degradación sin que exista un movimiento operativo frecuente.
La PST proporciona una oportunidad controlada para ejercitar determinados componentes del sistema de automatización y detectar comportamientos anormales antes de una demanda real de parada.
Escenario 3 — Elemento final de una SIS
Una válvula de cierre automatizada forma parte de una SIF con un objetivo SIL definido.
En este caso, la estrategia PST debe evaluarse conjuntamente con la arquitectura completa de la SIF, los datos de fallo, la estrategia de prueba de comprobación, la cobertura diagnóstica y los requisitos aplicables de seguridad funcional.
¿Cuándo deberían considerar los ingenieros una PST?
La PST puede ser considerada cuando se presentan varias de las siguientes condiciones:
- La válvula de cierre permanece normalmente inmóvil.
- Las pruebas de carrera completa generan una interrupción significativa del proceso.
- La detección de fallos ocultos es importante.
- El elemento final forma parte de una función relacionada con la seguridad.
- La arquitectura de automatización permite diagnósticos adecuados.
- El equipo de mantenimiento necesita mejor información sobre la condición del activo.
- Los datos históricos pueden utilizarse para análisis de tendencias.
- La instalación busca mejorar la eficiencia de las pruebas sin debilitar la estrategia de seguridad aprobada.
La PST no es automáticamente apropiada para todas las válvulas. La decisión debe basarse en el proceso, la arquitectura de la válvula, la función de seguridad, la cobertura de prueba y la estrategia de mantenimiento.
PST y el Conjunto Completo de la Válvula Automatizada
Una válvula de cierre no debería evaluarse únicamente como un cuerpo de válvula.
La cadena funcional puede incluir:
Sensor de proceso → solucionador lógico de seguridad → interfaz de salida → electroválvula/elemento de control → actuador → válvula → realimentación de posición
Un fallo en cualquiera de las partes relevantes de esta cadena puede afectar a la capacidad del elemento final para ejecutar su función requerida.
Por esta razón, una estrategia PST significativa debe entenderse dentro del contexto del conjunto completo de la válvula automatizada.
Preguntas Frecuentes sobre Partial Stroke Testing
¿Qué es una Prueba de Carrera Parcial?
La Prueba de Carrera Parcial (PST) es una prueba diagnóstica controlada que mueve una válvula de cierre automatizada a través de una parte definida de su carrera y posteriormente la devuelve a su posición normal. Se utiliza para detectar determinados modos de fallo sin completar habitualmente toda la carrera de la válvula.
¿Por qué se utiliza la PST en válvulas ESD?
La PST se utiliza porque las válvulas ESD pueden permanecer inmóviles durante largos periodos mientras deben funcionar de forma fiable cuando se produce una demanda. La PST proporciona una oportunidad para ejercitar determinados componentes del elemento final y detectar determinadas condiciones de degradación antes de una demanda real.
¿Cuál es la diferencia entre PST y una prueba de carrera completa?
La PST mueve la válvula a través de una parte limitada y definida de su carrera. Una prueba de carrera completa comprueba todo el movimiento especificado de la válvula. La PST normalmente proporciona una cobertura de fallos más limitada y no debería considerarse automáticamente un sustituto de una prueba de carrera completa o de comprobación.
¿La PST sustituye la prueba de comprobación?
No. La PST no sustituye automáticamente una prueba de comprobación. Su contribución a la estrategia de pruebas depende de la función de seguridad específica, los modos de fallo, la cobertura diagnóstica, los procedimientos de prueba y los requisitos aplicables de seguridad funcional.
¿Qué fallos puede detectar una PST?
Dependiendo de la arquitectura, la PST puede detectar determinados problemas relacionados con el movimiento de la válvula, la respuesta del actuador, el rendimiento neumático o hidráulico, el funcionamiento de la electroválvula, la realimentación y otros componentes incluidos en el circuito de diagnóstico.
¿Qué fallos no puede detectar una PST?
La PST no proporciona una cobertura universal. Determinados fallos fuera del recorrido probado, algunas condiciones de fuga del asiento y fallos que se encuentren fuera del circuito de diagnóstico pueden permanecer sin detectar. La cobertura real debe evaluarse para cada arquitectura específica.
¿La PST aumenta el SIL?
No. La PST no aumenta automáticamente el SIL de una función instrumentada de seguridad. Puede contribuir a detectar determinados fallos peligrosos y, cuando su eficacia está adecuadamente establecida, puede considerarse dentro de la evaluación de seguridad funcional.
¿Con qué frecuencia debe realizarse una PST en una válvula ESD?
No existe un intervalo universal para todas las aplicaciones. La frecuencia debe definirse mediante la estrategia de seguridad y mantenimiento, considerando los requisitos de la SIF, los datos de fallo, el intervalo de prueba de comprobación, la cobertura diagnóstica, la tecnología del equipo, las recomendaciones del fabricante y el historial operativo.
¿Qué debe incluir un procedimiento de PST?
Un procedimiento adecuado debería definir el objetivo de la prueba, las condiciones del proceso, los permisos, el inicio de la prueba, el movimiento esperado de la válvula, los parámetros supervisados, los criterios de aceptación, los requisitos de retorno al servicio, el registro de resultados y la respuesta ante resultados anormales.
¿Qué función tiene la electroválvula en una PST?
La electroválvula puede formar una parte importante del circuito de control y neumático de la válvula de cierre. Dependiendo del diseño PST, su funcionamiento y el circuito neumático asociado pueden formar parte de la prueba o de la supervisión. Por ello, su estado debe considerarse al evaluar los resultados de la PST.
Conclusiones Principales de Ingeniería
- La Prueba de Carrera Parcial es un método de diagnóstico para válvulas de cierre automatizadas.
- La PST es especialmente útil para válvulas ESD y de cierre que permanecen normalmente inmóviles y en las que la degradación puede permanecer oculta.
- La PST no sustituye automáticamente una prueba de comprobación. Su contribución depende de la arquitectura, los modos de fallo y la estrategia de seguridad.
- La cobertura de la PST depende de la aplicación. La prueba debe evaluarse respecto a los modos de fallo que pretende detectar.
- No existe un porcentaje universal de carrera ni un único criterio de aceptación para PST. Los parámetros deben definirse para el equipo y la aplicación específicos.
- La PST no aumenta automáticamente el SIL. Su posible contribución al rendimiento de seguridad funcional debe evaluarse dentro de la SIF completa.
- La electroválvula, el actuador, la válvula, la realimentación y el sistema de energía forman parte de la cadena de fiabilidad del elemento final.
- El análisis de tendencias puede aumentar el valor de la PST. Los cambios en la respuesta de carrera y otros parámetros diagnósticos pueden apoyar el mantenimiento y la monitorización de condición.
- La modernización no requiere necesariamente sustituir toda la válvula. Primero debe identificarse la limitación real del ciclo de vida.
Perspectiva de Ingeniería
La Prueba de Carrera Parcial no debería considerarse simplemente una característica de un dispositivo.
Para una válvula de cierre automatizada, la PST forma parte de una estrategia de ingeniería más amplia que incluye selección de válvula, actuación, instrumentación, diagnóstico, pruebas, mantenimiento y seguridad funcional.
Por lo tanto, la pregunta más útil no es:
“¿Tenemos PST?”
sino:
“¿Qué modos de fallo detecta realmente nuestra estrategia PST, qué queda fuera de su cobertura y cómo se integra el resultado en el ciclo de vida completo de seguridad y mantenimiento?”
Para instalaciones existentes, el mismo principio se aplica a la modernización. Una válvula mecánicamente adecuada puede no necesitar ser sustituida simplemente porque sus sistemas de automatización o diagnóstico se hayan quedado obsoletos.
Una evaluación de ingeniería estructurada puede identificar si la limitación se encuentra en la válvula, el actuador, la electroválvula, la instrumentación, la interfaz de control, el sistema de diagnóstico o la estrategia de mantenimiento.
Comprender la función. Identificar el modo de fallo. Verificar la cobertura de la prueba. Modernizar cuando la evidencia de ingeniería lo justifique.
Referencias y Normas de Ingeniería
- IEC 61508 — Seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad.
- IEC 61511 — Seguridad funcional: sistemas instrumentados de seguridad para el sector de la industria de procesos.
- IEC 61511-1 — Requisitos de marco, definiciones, sistema, hardware y aplicación para sistemas instrumentados de seguridad.
- IEC 61508-2 — Requisitos para sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad.
Las ediciones aplicables de las normas, las especificaciones del proyecto, la documentación del fabricante y los procedimientos aprobados de la instalación deben comprobarse siempre al desarrollar o ejecutar una PST o una prueba de comprobación.
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¿Necesita evaluar una válvula de cierre existente?
Si una válvula ESD o de cierre requiere mejores capacidades de diagnóstico, PST o modernización de su sistema de automatización, el primer paso debería ser evaluar el conjunto completo de la válvula automatizada en lugar de sustituir automáticamente la válvula.
NordenFlow puede apoyar una evaluación de ingeniería que incluya la válvula, el actuador, la electroválvula, la instrumentación, la arquitectura de diagnóstico y los requisitos de ciclo de vida.
Evaluar el sistema existente. Identificar la limitación real. Modernizar únicamente cuando la justificación de ingeniería lo respalde.