Den API 670-Standard verstehen
Definition: Was ist API 670?
API 670 (American Petroleum Institute Standard 670: “Maschinenschutzsysteme”) ist der weltweit anerkannte Industriestandard, der Mindestanforderungen für Schwingungs-, Temperatur- und Positionsüberwachungssysteme festlegt, die einen automatischen Alarm- und Abschaltschutz für kritische rotierende Maschinen in der Erdöl-, Chemie- und Energieindustrie bieten. API 670 definiert Sensortypen und -mengen, Alarm-/Auslösesollwerte, Redundanzanforderungen, Testverfahren und Systemdesignkriterien, um einen zuverlässigen Maschinenschutz vor katastrophalen Ausfällen zu gewährleisten.
Die Einhaltung der API 670 ist für die meisten großen Turbomaschinen (> 10.000 PS) im Kohlenwasserstoffbereich obligatorisch und wird auch außerhalb der Erdölindustrie als bewährte Methode eingesetzt. Sie stellt den Industriestandard für Maschinenschutz, wobei Sicherheit und Zuverlässigkeit mit der praktischen Umsetzung in Einklang gebracht werden.
Geltungsbereich und Anwendbarkeit
Abgedeckte Ausrüstung
- Dampf- und Gasturbinen
- Radial- und Axialkompressoren
- Kreiselpumpen im kritischen Betrieb
- Generatoren und Motoren > 10.000 PS
- Expander und Gebläse
- Allgemein: kritische Turbomaschinen in der Erdöl- und Energieindustrie
Bei Bedarf
- Ausstattung > 10.000 PS typischerweise zwingend erforderlich
- Kritischer Dienst (kein Backup, schwerwiegende Folgen)
- Vertragliche Anforderungen
- Unternehmensstandards
- Oft freiwillig als Best Practice angewendet
Wichtige Anforderungen
Radiale Schwingungsüberwachung
- Sensoren: XY Näherungssensor Paare an jedem Lager (mindestens 4 Sonden pro Lager)
- Messung: Wellenverschiebung relativ zum Lager
- Alarm: Typischerweise 10-15 mils (250-380 µm) Spitze-Spitze
- Reise: Typischerweise 25 mil (635 µm) Spitze-Spitze
- Ansprechzeit: < 1 Sekunde von der Auslösung bis zum Beginn der Abschaltung
Axiale Positionsüberwachung
- Sensoren: 2 axiale Wegmesstaster (redundant)
- Zweck: Axiallagerzustand, axiale Rotorposition
- Alarm/Auslösung: Einstellung auf Basis des verfügbaren Axialspiels
Phasenreferenz (Keyphasor)
- Sensoren: 2 Schlüsselphasengeber Sonden (redundant)
- Zweck: Einmal pro Umdrehung für Phase und Geschwindigkeit
- Erfordernis: Obligatorisch für die vollständige Rotoranalyse
Lagertemperatur
- Sensoren: 2 RTDs pro Lager (redundant)
- Alarm: Typischerweise 95–105 °C
- Reise: Typischerweise 110–120 °C
Entlassung und Abstimmung
Sensorredundanz
- Mindestens 2 Sensoren für jeden kritischen Parameter
- Verhindert den Ausfall einzelner Sensorpunkte
- Aktiviert die Abstimmungslogik
Abstimmungslogik
- 2 aus 2 (UND): Beide Sensoren müssen übereinstimmen, um auszulösen
- 2 von 3: Zwei beliebige der drei Sensoren lösen eine Aktion aus (bevorzugt bei kritischen Situationen)
- Zweck: Ausgleich zwischen Vermeidung von Fehlauslösungen und Ausfallschutz
Monitorredundanz
- Manchmal werden Racks mit zwei Monitoren angegeben
- Unabhängige Stromversorgungen
- Durchgängig ausfallsicheres Design
Systemfunktionen
Erforderliche Funktionen
- Echtzeitanzeige aller Parameter
- Alarm- und Auslösefunktionen mit Zeitverzögerung
- Alarmquittierung und -rücksetzung
- Bode und Umlaufbahndiagramme
- Ereignisaufzeichnung
- Diagnosesoftwaretools
Datenaufzeichnung
- Kontinuierliche Trendanalyse aller Parameter
- Erfassung transienter Vorgänge beim Starten/Herunterfahren
- Alarmereignisdaten
- Historische Archivierung
Testanforderungen
Werksabnahmetest (FAT)
- Komplettes System vor dem Versand getestet
- Alle Funktionen überprüft
- Kalibrierung bestätigt
- Mitgelieferte Dokumentation
Site Acceptance Test (SAT)
- Nach der Installation vollständiger Funktionstest
- Überprüfen Sie alle Sensorkanäle
- Testen Sie die Alarm- und Auslösefunktionen
- Validierung anhand von Spezifikationen
Regelmäßige Tests
- Vierteljährliche oder jährliche Funktionstests
- Überprüfen Sie, ob die Auslösekreise funktionsfähig sind
- Überprüfung der Sensorkalibrierung
- Dokumentationsanforderungen
Letzte Überarbeitungen
5. Auflage (2014)
- Modernisiert für digitale Systeme
- Erhöhte Anforderungen an die Cybersicherheit
- Aktualisierte Sensorspezifikationen
- Verbesserte Testverfahren
- Aktuelle Version weit verbreitet
Zugehörige Normen
- API 617: Axial- und Radialkompressoren
- API 610: Kreiselpumpen
- API 684: Rotordynamikanalyse
- ISO 7919: Wellenschwingungsgrenzen
- ISO 10816: Lagergehäuse-Vibrationsgrenzen
API 670 ist der grundlegende Standard für Maschinenschutzsysteme in der Erdöl-, Chemie- und Energieindustrie. Durch die Festlegung von Sensorkonfigurationen, Redundanz, Alarm-/Auslösestufen und Testanforderungen gewährleistet API 670 eine konsistente und zuverlässige Schutzimplementierung in Anlagen weltweit und verhindert katastrophale Ausfälle von Turbomaschinen durch bewährte Überwachungs- und automatische Abschaltfunktionen.