Разбиране на нивата на пътуване
Определение: Какво е ниво на пътуване?
Ниво на пътуване (наричана още зададена точка за изключване, аварийно изключване или критична аларма) е най-високата вибрация или праг на състояние в системите за защита на машините, който, когато бъде превишен, автоматично инициира аварийно изключване на оборудването, за да се предотвратят катастрофални повреди. Нивата на изключване обикновено се задават при амплитуди на вибрации, при които продължаващата работа рискува бързо, необратимо увреждане на машината или създава опасности за безопасността. За разлика от по-ниските нива на аларми които уведомяват операторите, нивата на изключване изпълняват автоматични защитни действия, премахвайки човешкото вземане на решения от критичния път, когато всяка секунда е от значение.
Нивата на изключване са задължителни за критични турбомашини съгласно API 670 и други стандарти за безопасност, представлявайки последната линия на защита, предотвратяваща катастрофални повреди, които биха могли да унищожат оборудване на стойност милиони, да причинят наранявания или да създадат екологични емисии.
Задаване на нива на изключване
Въз основа на праговете на щетите
- Настройте под нивото на вибрациите, причиняващи незабавни щети
- Обикновено 10-20× базова линия или горна част на ISO зона D
- Вземете предвид хлабините (задействане на датчика за близост преди контакт)
- Вземете предвид ограниченията на натоварването на лагерите
- Фактор за границите на безопасност
Ръководство по API 670
За турбомашини:
- Вибрационно изключване на вала: обикновено 25 мила (635 µm) от пик до пик
- Корпус на лагера: обикновено скорост 0,5-0,6 инча/сек (12-15 мм/сек)
- Трябва да е с 2 гласа (два независими сензора са съгласни)
- Обикновено забавяне във времето < 1-5 секунди
Специфични за машината фактори
- Разстояния: Изключване преди контакт на ротора с уплътнения или статор
- Граници на лагера: Под прага на повреда при натоварване на лагера
- Исторически данни: Вибрация при предишни повреди
- Препоръки на производителя: OEM спецификации, ако има такива
Ниво на изключване спрямо други аларми
| Ниво | Типична стойност | Действие | Хронология |
|---|---|---|---|
| Сигнал | 2× базова линия | Разследване | Седмици до месеци |
| Предупреждение | 4× базова линия | Поддръжка на плана | 1-4 седмици |
| Опасност | 8× базова линия | Спешен ремонт | Дни |
| Пътуване | 12-15× базова линия | Автоматично изключване | Незабавно (секунди) |
Изисквания за внедряване
Хардуер
- Постоянно инсталирани сензори (не базирани на маршрут)
- Специализиран хардуер за наблюдение с възможност за изключване
- Резервни сензори за критични изключения (гласуване 2 от 2 или 2 от 3)
- Надеждно захранване (резервно захранване от UPS)
- Възможност за хардуерно изключване, независимо от софтуера
Интеграция на системи за безопасност
- Връзка към DCS/PLC система за безопасност
- Резервни изключващи вериги
- Безопасност при откази (повреда на сензора причинява изключване или аларма)
- Редовно тестване на функцията за изключване
- SIL (Ниво на интегритет на безопасността) рейтинг за приложения, критични за безопасността
Време за реакция
- От откриване до иницииране на изключване: < 1 секунда типично
- Общо време за изключване: зависи от оборудването (секунди до минути)
- Трябва да е достатъчно бързо, за да се предотвратят повреди
- Балансирайте скоростта с предотвратяването на ненужни пътувания
Управление на събития за пътуване
Кога се случва пътуването
- Незабавно: Оборудването се изключва автоматично
- Аларма: Операторите са уведомени за състоянието и причината за прекъсването
- Събиране на данни: Данните за вибрациите преди/по време на пътуването са запазени
- Разследване: Определете първопричината
- Заключване: Предотвратяване на рестартиране, докато не се изчисти
Действия след пътуването
- Проверете оборудването за повреди
- Анализирайте запазените данни за вибрациите
- Идентифицирайте повредата, която е причинила изключването
- Поправка на установения проблем
- Проверете дали зададената точка на изключване е подходяща
- Документиране на събитието и поуките
Нулиране на пътуването
- Изисква ръчно нулиране (не автоматично)
- Проверка, която е причинила проблем
- Авторизация за рестартиране
- Проверката след пътуването е завършена
Предотвратяване на фалшиви пътувания
Правилен избор на зададена точка
- Достатъчно високо, за да се избегнат неудобни пътувания
- Достатъчно ниско, за да защити оборудването
- Типично: 20-30% граница над алармата за опасност
- Отчитане на преходните вибрации по време на стартиране
Закъснения във времето
- Краткото забавяне (1-5 секунди) потвърждава трайно състояние
- Предпазва от прекъсвания поради моментни пикове
- Трябва да е достатъчно късо за защита
- Балансирайте предотвратяването на нежелани пътувания спрямо скоростта на реакция
Логика на гласуването
- Изисква се два сензора да се съгласуват (2 от 2)
- Или два от три сензора (гласуване с 2 от 3)
- Предотвратява повреда на единичен сензор поради фалшиво задействане
- Повишава надеждността
Тестване и проверка
Функционално тестване
- Периодично тестване на функцията за изключване (минимум веднъж годишно)
- Симулирайте висока вибрация или инжектирайте тестов сигнал
- Проверете дали изключването се извършва правилно
- Тествайте всички резервни канали
- Документирайте резултатите от тестовете
Калибриране
- Сензорите се калибрират редовно
- Зададените стойности за изключване са проверени
- Измерено време за реакция на системата
- Всички компоненти на веригата за изключване са тествани
Регулаторен и стандартен контекст
API 670
- Задължително вибрационно изключване за турбомашини > 10 000 к.с.
- Определя зададени стойности, логика на гласуване, тестване
- Индустриален стандарт за критично оборудване
Стандарти за системи за безопасност
- IEC 61508 (функционална безопасност)
- IEC 61511 (безопасност в процесната промишленост)
- SIL оценки за системи за задействане
Нивата на изключване представляват най-високия защитен праг в системите за мониторинг на машините, като автоматично изключват оборудването, когато вибрациите показват предстояща катастрофална повреда. Правилната настройка на нивата на изключване, внедряването с резервен надежден хардуер, редовните тестове и интеграцията със системите за безопасност гарантират, че тази критична последна линия на защита функционира правилно, за да предотврати разрушаване на оборудването и инциденти, свързани с безопасността, във висококачествени, критични въртящи се машини.