Forståelse af turniveauer
Definition: Hvad er et turniveau?
Turniveau (også kaldet nedlukningssætpunkt, nødudløsning eller kritisk alarm) er den højeste vibrationer eller en tærskelværdi i maskinbeskyttelsessystemer, der, når den overskrides, automatisk starter nødnedlukning af udstyr for at forhindre katastrofale skader. Tripniveauer er typisk indstillet til vibrationsamplituder, hvor fortsat drift risikerer hurtig, uoprettelig skade på maskinen eller skaber sikkerhedsfarer. I modsætning til lavere alarmniveauer der underretter operatører, udfører tripniveauer automatiske beskyttelseshandlinger og fjerner menneskelig beslutningstagning fra den kritiske sti, når hvert sekund tæller.
Tripniveauer er obligatoriske for kritisk turbomaskineri i henhold til API 670 og andre sikkerhedsstandarder, og repræsenterer den sidste forsvarslinje, der forhindrer katastrofale fejl, der kan ødelægge udstyr til en værdi af millioner, forårsage skader eller skabe miljøudledninger.
Indstilling af turniveauer
Baseret på skadesgrænser
- Sæt under vibrationer, der forårsager øjeblikkelig skade
- Typisk 10-20× basislinje eller toppen af ISO-zone D
- Tag højde for afstande (nærhedssonde udløses før kontakt)
- Overvej lejebelastningsgrænser
- Faktorer i sikkerhedsmarginer
API 670-vejledning
For turbomaskineri:
- Akselvibrationsudløsning: typisk 25 mils (635 µm) peak-to-peak
- Lejehus: typisk hastighed på 0,5-0,6 in/s (12-15 mm/s)
- Skal stemmes med to stemmer (to uafhængige sensorer er enige)
- Tidsforsinkelse typisk < 1-5 sekunder
Maskinspecifikke faktorer
- Rydninger: Udløsning før rotoren kommer i kontakt med pakninger eller stator
- Lejegrænser: Under lejebelastningsbrudtærskel
- Historiske data: Vibrationer ved tidligere fejl
- Producentens anbefalinger: OEM-specifikationer, hvis tilgængelige
Tripniveau vs. andre alarmer
| Niveau | Typisk værdi | Handling | Tidslinje |
|---|---|---|---|
| Alert | 2× basislinje | Undersøge | Uger til måneder |
| Advarsel | 4× basislinje | Planlæg vedligeholdelse | 1-4 uger |
| Fare | 8× basislinje | Akut reparation | Dage |
| Rejse | 12-15× basislinje | Automatisk nedlukning | Øjeblikkelig (sekunder) |
Implementeringskrav
Hardware
- Permanent installerede sensorer (ikke rutebaserede)
- Dedikeret overvågningshardware med nedlukningsfunktion
- Redundante sensorer til kritiske udløsninger (2 ud af 2 eller 2 ud af 3 afstemning)
- Pålidelig strømforsyning (UPS-backup)
- Fastforbundet nedlukningsfunktion uafhængig af software
Integration af sikkerhedssystemer
- Tilslutning til DCS/PLC-sikkerhedssystem
- Redundante udløsningskredsløb
- Fejlsikkert design (sensorfejl forårsager udløsning eller alarm)
- Regelmæssig test af turfunktionen
- SIL-klassificering (Safety Integrity Level) til sikkerhedskritiske applikationer
Svartid
- Detektion til nedlukningsstart: < 1 sekund typisk
- Samlet nedlukningstid: afhænger af udstyr (sekunder til minutter)
- Skal være hurtig nok til at forhindre skader
- Balancer hastighed med at forhindre unødvendige ture
Håndtering af rejsebegivenheder
Hvornår rejsen finder sted
- Umiddelbar: Udstyret slukker automatisk
- Alarm: Operatører underrettet om triptilstand og årsag
- Dataopsamling: Vibrationsdata før/under turen gemt
- Undersøgelse: Bestem den grundlæggende årsag
- Udlåsning: Forhindr genstart, indtil ryddet
Handlinger efter rejsen
- Undersøg udstyret for skader
- Analysér gemte vibrationsdata
- Identificér den fejl, der forårsagede udløsningen
- Reparer identificeret problem
- Bekræft at trip-setpunktet var korrekt
- Dokumentér begivenhed og erfaringer
Nulstilling af tur
- Kræver manuel nulstilling (ikke automatisk)
- Bekræftelse af, at årsagen er adresseret
- Tilladelse til genstart
- Eftersyn efter turen er gennemført
Forebyggelse af falske ture
Korrekt valg af sætpunkt
- Høj nok til at undgå generende ture
- Lav nok til at beskytte udstyr
- Typisk: 20-30% margin over farealarm
- Tag højde for forbigående vibrationer under opstart
Tidsforsinkelser
- Kort forsinkelse (1-5 sekunder) bekræfter vedvarende tilstand
- Forhindrer ture fra kortvarige pigge
- Skal være kort nok til beskyttelse
- Balance mellem forebyggelse af generende ture og responshastighed
Afstemningslogik
- Kræver at to sensorer stemmer overens (2 ud af 2)
- Eller to af tre sensorer (2 ud af 3 stemmer)
- Forhindrer fejl i en enkelt sensor på grund af falsk udløsning
- Øger pålideligheden
Test og verifikation
Funktionel testning
- Periodisk test af turfunktion (minimum årligt)
- Simuler høj vibration eller injicér testsignal
- Bekræft at nedlukningen udføres korrekt
- Test alle redundante kanaler
- Dokument testresultater
Kalibrering
- Sensorer kalibreres regelmæssigt
- Trip-sætpunkter verificeret
- Målt systemresponstid
- Alle komponenter i turkæden er testet
Regulerings- og standardkontekst
API 670
- Obligatorisk vibrationsudløsning for turbomaskiner > 10.000 HK
- Angiver sætpunkter, afstemningslogik, test
- Industristandard for kritisk udstyr
Standarder for sikkerhedssystemer
- IEC 61508 (funktionel sikkerhed)
- IEC 61511 (sikkerhed i procesindustrien)
- SIL-klassificeringer for tursystemer
Tripniveauer repræsenterer den ultimative beskyttelsestærskel i maskinovervågningssystemer, der automatisk lukker udstyr ned, når vibrationer indikerer en nært forestående katastrofal fejl. Korrekt indstilling af tripniveauer, implementering med redundant pålidelig hardware, regelmæssig testning og integration med sikkerhedssystemer sikrer, at denne kritiske sidste forsvarslinje fungerer korrekt for at forhindre udstyrsødelæggelse og sikkerhedshændelser i vigtige, roterende maskiner af høj værdi.