API 670規格の理解
API 670 （American Petroleum Institute Standard 670: “Machinery Protection Systems”）は、石油・化学・発電産業の重要な回転機械に対して自動警報および停止保護を提供する振動、温度、位置監視システムの最小要件を規定する、世界的に認知された業界標準です。センサの種類と数量、警報およびトリップ機能、冗長性要件、試験手順、システム設計基準を定義しており、すべて信頼性の高い 機械保護 致命的な障害から守るため。以下のような一般的な指針では ISO 20816 その方法を説明します 評価する 振動の深刻度について、API 670では、恒久的に設置されるシステムをどのように構築すべきかを定めています。 監視する 機械を停止させ、自爆する前に遮断する。
API 670 は、炭化水素用途の重要ターボ機械について購入者が指定することが一般的です — その適用範囲は、普遍的な出力しきい値ではなく、購入者、機械’の重要度、およびプロジェクト仕様によって定義されます — また、石油産業を大きく超えてベストプラクティスとして広く採用されています。これは保護に関する合意された考え方を示しています 重要機器、安全性と信頼性を、実用的な導入とのバランスを考慮して検討する。
1. 適用範囲
この基準は、予期せぬ故障が発生した場合に最も危険または多大な損失をもたらす可能性のある機械を対象としています。具体的には、通常、大型で高速、かつ予備機が設置されていない単一ラインの設備が該当します。
対象機器
- 蒸気タービンとガスタービン
- 遠心圧縮機と軸流圧縮機
- 重要な用途の遠心ポンプ
- 重要用途の大型発電機およびモータ
- 膨張機と送風機
- 一般的に、石油・電力業界における重要なターボ機械は
必要な場合
- 購入者またはプロジェクト仕様で適用が指定される場合 — 通常は大型で予備機のない、影響度の高い機械列
- 重要サービス（バックアップなし、障害時の影響が大きい）
- 購入者と販売者間の契約上の要件
- 企業の技術基準
- 広く認められたベストプラクティスとして、自発的に採用されることが多い
2. 主な要件
API 670では、次のように規定している 何 を測定するか、 いくつの 使用するセンサ、および警報・トリップ機能がどのように動作すべきか。実際の設定値は標準では固定されていません — それらは、機械’の設計、軸受すきま、ロータダイナミクス挙動に基づき、購入者と OEM が各機械ごとに設定します。主要な測定項目は、ラジアル振動、軸方向位置、位相基準、軸受温度です。
ラジアル振動モニタリング
- センサー: XY 近接プローブ 各ベアリングにペアで設置（1台あたり最低4本、1ベアリングあたり2本）。
- 測定： 軸 変位 軸受に対して――非接触式渦電流プローブはハウジングではなく、シャフト自体を監視します。
- アラーム/トリップ: setpoints in ピークツーピーク 変位は機械ごとに固有です — 標準によって普遍的な値として固定されるのではなく、購入者と OEM が軸受すきまとロータダイナミクス解析から定義します。
- 応答時間 トリップ検知からシャットダウン開始まで1秒未満。
軸方向位置監視
- センサー: 2つの軸方向変位プローブ（冗長構成）。
- 目的： モニター スラストベアリング 状態およびローターの軸方向の位置。
- アラーム/トリップ: 利用可能な軸方向のクリアランスに合わせて設定する。
位相基準（キーフェーザー）
- センサー: に キーフェーザー プローブ（冗長）。
- 目的： 1回転あたりのタイミング 位相 および速度測定。
- 要件： ローターの完全な解析には必須です。これがないと、ボード線図、極座標図、軌道図などのプロットを作成できません。
ベアリング温度
- センサー: ベアリングごとに2つのRTD（冗長構成）。
- アラーム： 通常は95～105℃である。.
- トリップ： 通常は110～120℃である。.
3. 冗長性と投票
保護システムは、実際の故障時には作動し、誤検知時には作動しない場合にのみ有用である。API 670は、冗長化されたセンサーから投票ロジックへ信号を送ることで、このバランスを実現している。
センサーの冗長性
- 各重要パラメータにつき、少なくとも2つのセンサーが必要です。
- 単一のセンサーの故障によって保護機能が停止するのを防ぎます。
- 投票ロジックにより、実際のイベントとセンサーの故障を区別できるようにします。
投票ロジック
- 2 対 2 (AND): トリップが発行されるには、両方のセンサーの値が一致している必要があります。
- 3つのうち2つ: 3つのセンサーのうち2つが作動するとアクションが実行される――これは、最も重要な機械において推奨される構成である。
- 目的： 誤作動の防止と、信頼性の高い故障保護の必要性とのバランスをとること。
モニターの冗長性
- デュアルモニターラックが指定されることがあります。
- 各チャンネルに独立した電源を装備。
- チェーン全体にわたるフェイルセーフ設計。
4. システムの機能とテスト
必要な機能
- 監視対象のすべてのパラメータをリアルタイムで表示します。
- 設定可能な遅延時間を備えたアラームおよびトリップ機能。
- アラームの確認とリセット。
- ボード線図 そして 軌道 診断用のプロット。
- イベントの記録と過去のアーカイブ化。
- 診断用ソフトウェアツール。
データ記録
- すべてのパラメータの継続的なトレンド表示。
- 起動時および停止時の過渡現象の捕捉。多くの問題は、この段階で初めて顕在化する。
- アラームイベントデータのスナップショット。
- 長期にわたる履歴データのアーカイブ化。
受入検査および定期検査
API 670では、保護機能が据え付け前に実証され、その実証が製品寿命を通じて維持されるよう、体系的な試験プログラムが規定されています：
- 工場受入試験（FAT）： 出荷前にシステム全体の検査を行い、すべての機能が正常であることを確認し、校正を完了させ、関連書類を添付します。
- サイト受入試験（SAT）： 設置後、包括的な機能試験を実施し、すべてのセンサーチャンネルを確認するとともに、アラームおよびトリップ機能を動作確認し、システムが仕様を満たしていることを検証します。
- 定期的な検査： 四半期ごとまたは年1回の機能試験を実施し、トリップ回路が正常に作動することを確認するとともに、センサーの校正を再確認し、記録を最新の状態に保つ。
5. 改訂、関連規格、および現場でのバランス調整
について 第5版（2014年） デジタルシステムの基準を最新化し、サイバーセキュリティ要件を追加し、センサーの仕様を更新し、試験手順を改善したもので、現在最も広く採用されているバージョンです。API 670は、関連する一連の文書群の一部でもあります：
- API 617： 軸流式および遠心式コンプレッサー。
- API 610： 遠心ポンプ。
- API 684: ロータ動力学解析。
- ISO 7919: 軸振動の許容値（ハウジングの測定値に対する、軸側の対応値）。
- ISO 20816: 軸受ハウジングの振動許容値（旧ISO 10816）。
API 670がどのような役割を果たすのか、明確にしておく価値がある ない これはマシンを保護しますが、修正は行いません。永続システムが軸受における1×成分のピークの上昇を検知した場合、 アンバランス…とはいえ、修理は依然としてバランス調整作業であり、通常は現場で行われます。例えば、次のようなポータブルな2チャンネルアナライザー バランセット-1A API 670システムをまさにこの点で補完するものであり、機械自身の軸受における1×振幅と位相を測定し、補正係数を算出し、そして 残留アンバランス 修理後にバランス状態を検証する際も、固定された保護プローブに触れることはありません。
要するに、API 670 は石油、化学、電力産業における機械保護システムの基幹標準です。センサ構成、冗長性、警報およびトリップ機能、試験を規定することで、世界中の設備で一貫した信頼性の高い保護を確保し、実証済みの監視と自動停止によってターボ機械の壊滅的故障を防ぎます。
