Forståelse av turnivåer
Definisjon: Hva er et turnivå?
Turnivå (også kalt avstengningssettpunkt, nødutløsning eller kritisk alarm) er den høyeste vibrasjon eller tilstandsterskel i maskinbeskyttelsessystemer som, når den overskrides, automatisk starter nødavstengning av utstyr for å forhindre katastrofal skade. Utløsningsnivåer settes vanligvis til vibrasjonsamplituder der fortsatt drift risikerer rask, irreversibel skade på maskinen eller skaper sikkerhetsfarer. I motsetning til lavere alarmnivåer som varsler operatører, utløsningsnivåer utfører automatiske beskyttelsestiltak, og fjerner menneskelig beslutningstaking fra den kritiske banen når hvert sekund teller.
Trippnivåer er obligatoriske for kritisk turbomaskineri i henhold til API 670 og andre sikkerhetsstandarder, og representerer den siste forsvarslinjen for å forhindre katastrofale feil som kan ødelegge utstyr verdt millioner, forårsake skader eller skape miljøutslipp.
Angi turnivåer
Basert på skadegrenser
- Sett under vibrasjon som forårsaker umiddelbar skade
- Typisk 10–20× grunnlinje eller toppen av ISO-sone D
- Ta hensyn til avstander (nærhetsprobe utløses før kontakt)
- Vurder lagerbelastningsgrenser
- Faktorer i sikkerhetsmarginer
API 670-veiledning
For turbomaskineri:
- Akselvibrasjonsutløsning: vanligvis 25 mils (635 µm) topp-til-topp
- Lagerhus: typisk 0,5–0,6 tommer/s (12–15 mm/s) hastighet
- Må stemmes med to stemmer (to uavhengige sensorer er enige)
- Tidsforsinkelse vanligvis < 1–5 sekunder
Maskinspesifikke faktorer
- Klaringer: Utløsning før rotoren kommer i kontakt med tetninger eller stator
- Bæringsgrenser: Under terskel for brudd på lagerbelastning
- Historiske data: Vibrasjon ved tidligere feil
- Produsentens anbefalinger: OEM-spesifikasjoner hvis tilgjengelig
Tripnivå vs. andre alarmer
| Nivå | Typisk verdi | Handling | Tidslinje |
|---|---|---|---|
| Varsle | 2× grunnlinje | Undersøk | Uker til måneder |
| Advarsel | 4× grunnlinje | Planlegg vedlikehold | 1–4 uker |
| Fare | 8× grunnlinje | Haster reparasjon | Dager |
| Tur | 12–15× grunnlinje | Automatisk avstengning | Umiddelbar (sekunder) |
Implementeringskrav
Maskinvare
- Permanent installerte sensorer (ikke rutebaserte)
- Dedikert overvåkingsmaskinvare med avstengningsfunksjon
- Redundante sensorer for kritiske utløsninger (2 av 2 eller 2 av 3 avstemning)
- Pålitelig strømforsyning (UPS-backup)
- Fastkoblet avstengningsfunksjon uavhengig av programvare
Integrering av sikkerhetssystemer
- Tilkobling til DCS/PLC-sikkerhetssystem
- Redundante utløserkretser
- Feilsikker design (sensorfeil forårsaker utløsning eller alarm)
- Regelmessig testing av utløserfunksjon
- SIL-vurdering (Safety Integrity Level) for sikkerhetskritiske applikasjoner
Responstid
- Deteksjon til nedstengningsinitiering: < 1 sekund typisk
- Total nedstengningstid: avhenger av utstyr (sekunder til minutter)
- Må være rask nok til å forhindre skade
- Balanse mellom hastighet og unødvendige turer
Håndtering av reisearrangementer
Når turen inntreffer
- Umiddelbar: Utstyret slår seg av automatisk
- Alarm: Operatører varslet om feiltilstand og årsak
- Datafangst: Vibrasjonsdata før/under turen lagret
- Etterforskning: Bestem rotårsaken
- Utlåsing: Forhindre omstart til det er fjernet
Handlinger etter turen
- Inspiser utstyret for skader
- Analyser lagrede vibrasjonsdata
- Identifiser feilen som forårsaket utløsningen
- Reparer identifisert problem
- Bekreft at trippinnstillingen var riktig
- Dokumenter hendelse og læring
Tilbakestilling av tur
- Krever manuell tilbakestilling (ikke automatisk)
- Bekreftelse på at årsaken er adressert
- Autorisasjon for omstart
- Inspeksjon etter tur fullført
Forebygging av falske turer
Riktig valg av settpunkt
- Høy nok til å unngå plagsomme turer
- Lav nok til å beskytte utstyr
- Typisk: 20–30% margin over farealarm
- Ta hensyn til forbigående vibrasjoner under oppstart
Tidsforsinkelser
- Kort forsinkelse (1–5 sekunder) bekrefter vedvarende tilstand
- Forhindrer turer fra kortvarige topper
- Må være kort nok til beskyttelse
- Balanse mellom forebygging av uønskede turer og responshastighet
Stemmelogikk
- Krever at to sensorer stemmer overens (2 av 2)
- Eller to av tre sensorer (2 av 3 stemmer)
- Forhindrer feil på én sensor på grunn av falsk utløsning
- Øker påliteligheten
Testing og verifisering
Funksjonell testing
- Periodisk testing av utløserfunksjon (minimum årlig)
- Simuler høy vibrasjon eller injisere testsignal
- Bekreft at avstengningen utføres riktig
- Test alle redundante kanaler
- Dokumenttestresultater
Kalibrering
- Sensorer kalibreres regelmessig
- Trippsettpunkter bekreftet
- Systemresponstid målt
- Alle komponenter i turkjeden testet
Regulerings- og standardkontekst
API 670
- Obligatorisk vibrasjonsutløsning for turbomaskiner > 10 000 hk
- Spesifiserer settpunkter, avstemningslogikk, testing
- Bransjestandard for kritisk utstyr
Standarder for sikkerhetssystemer
- IEC 61508 (funksjonell sikkerhet)
- IEC 61511 (sikkerhet i prosessindustrien)
- SIL-klassifiseringer for tursystemer
Trippnivåer representerer den ultimate beskyttelsesterskelen i maskinovervåkingssystemer, og slår automatisk av utstyr når vibrasjon indikerer nært forestående katastrofal feil. Riktig innstilling av tripnivå, implementering med redundant pålitelig maskinvare, regelmessig testing og integrering med sikkerhetssystemer sikrer at denne kritiske siste forsvarslinjen fungerer riktig for å forhindre utstyrsødeleggelse og sikkerhetshendelser i viktige roterende maskiner av høy verdi.