Tripniveaus begrijpen
Definitie: Wat is een triplevel?
Tripniveau (ook wel shutdown-instelpunt, noodstop of kritisch alarm genoemd) is de hoogste trillingen of conditiedrempel in machinebeveiligingssystemen die, bij overschrijding, automatisch een noodstop van de apparatuur in gang zet om catastrofale schade te voorkomen. Uitschakelniveaus worden doorgaans ingesteld op trillingsamplitudes waarbij voortgezette werking snelle, onherstelbare schade aan de machine riskeert of veiligheidsrisico's creëert. In tegenstelling tot lagere alarmniveaus die operators waarschuwen, voeren trip levels automatisch beschermende acties uit, waardoor menselijke besluitvorming uit het kritieke pad wordt gehaald wanneer elke seconde telt.
Trip-niveaus zijn verplicht voor kritieke turbomachines volgens API 670 en andere veiligheidsnormen en vormen de laatste verdedigingslinie om catastrofale storingen te voorkomen die apparatuur ter waarde van miljoenen kunnen vernietigen, verwondingen kunnen veroorzaken of tot schadelijke stoffen in het milieu kunnen leiden.
Tripniveaus instellen
Gebaseerd op schadedrempels
- Ingesteld onder trillingen die onmiddellijk schade veroorzaken
- Meestal 10-20× basislijn of bovenkant van ISO-zone D
- Houd rekening met spelingen (afstand van de nabijheidssonde vóór contact)
- Houd rekening met de draaglastlimieten
- Houd rekening met veiligheidsmarges
API 670-richtlijnen
Voor turbomachines:
- Trillingsuitslag van de as: typisch 25 mils (635 µm) piek-tot-piek
- Lagerhuis: typisch 0,5-0,6 inch/s (12-15 mm/s) snelheid
- Moet 2-gestemd zijn (twee onafhankelijke sensoren die het eens zijn)
- Tijdvertraging meestal < 1-5 seconden
Machinespecifieke factoren
- Ruimtes: Trip voordat de rotor in contact komt met de afdichtingen of de stator
- Draagvermogenlimieten: Onder de grenswaarde voor lagerbelastingfalen
- Historische gegevens: Trillingen bij eerdere storingen
- Aanbevelingen van de fabrikant: OEM-specificaties indien beschikbaar
Tripniveau versus andere alarmen
| Niveau | Typische waarde | Actie | Tijdlijn |
|---|---|---|---|
| Waarschuwing | 2× basislijn | Onderzoeken | Weken tot maanden |
| Waarschuwing | 4× basislijn | Plan onderhoud | 1-4 weken |
| Gevaar | 8× basislijn | Dringende reparatie | Dagen |
| Reis | 12-15× basislijn | Automatische uitschakeling | Onmiddellijk (seconden) |
Implementatievereisten
Hardware
- Vast geïnstalleerde sensoren (niet routegebaseerd)
- Speciale bewakingshardware met uitschakelmogelijkheid
- Redundante sensoren voor kritieke ritten (2-uit-2 of 2-uit-3 stemming)
- Betrouwbare stroomvoorziening (UPS-back-up)
- Vaste uitschakelmogelijkheid, onafhankelijk van software
Integratie van veiligheidssystemen
- Aansluiting op DCS/PLC-veiligheidssysteem
- Redundante tripcircuits
- Fail-safe ontwerp (sensorstoring veroorzaakt trip of alarm)
- Regelmatig testen van de tripfunctie
- SIL-classificatie (Safety Integrity Level) voor veiligheidskritische toepassingen
Reactietijd
- Van detectie tot initiatie van uitschakeling: < 1 seconde typisch
- Totale uitschakeltijd: afhankelijk van de apparatuur (seconden tot minuten)
- Moet snel genoeg zijn om schade te voorkomen
- Breng snelheid in evenwicht met het voorkomen van onnodige ritten
Reisevenementenbeheer
Wanneer een reis plaatsvindt
- Onmiddellijk: Apparatuur schakelt automatisch uit
- Alarm: Operators op de hoogte gebracht van de reisomstandigheden en oorzaak
- Gegevensverzameling: Trillingsgegevens voor/tijdens de rit opgeslagen
- Onderzoek: Bepaal de grondoorzaak
- Uitsluiting: Voorkom herstart totdat het probleem is opgelost
Acties na de reis
- Controleer de apparatuur op schade
- Analyseer opgeslagen trillingsgegevens
- Identificeer de fout die de trip heeft veroorzaakt
- Reparatie geïdentificeerd probleem
- Controleer of het trip-instelpunt juist was
- Documenteer gebeurtenissen en leermomenten
Reis resetten
- Vereist handmatige reset (niet automatisch)
- Verificatie dat de oorzaak is aangepakt
- Autorisatie voor herstart
- Na-reisinspectie voltooid
Preventie van valse struikelpartijen
Juiste setpointselectie
- Hoog genoeg om hinderlijke ritten te vermijden
- Laag genoeg om apparatuur te beschermen
- Typisch: 20-30% marge boven gevaaralarm
- Houd rekening met voorbijgaande trillingen tijdens het opstarten
Tijdvertragingen
- Een korte vertraging (1-5 seconden) bevestigt de aanhoudende toestand
- Voorkomt struikelen door kortstondige pieken
- Moet kort genoeg zijn voor bescherming
- Balans tussen het voorkomen van hinderlijke uitstapjes en de reactiesnelheid
Stemlogica
- Vereisen dat twee sensoren het met elkaar eens zijn (2 uit 2)
- Of twee van de drie sensoren (2 van de 3 stemmen)
- Voorkomt dat een enkele sensor uitvalt door een verkeerde activering
- Verhoogt de betrouwbaarheid
Testen en verificatie
Functioneel testen
- Periodieke test van de tripfunctie (minimaal jaarlijks)
- Simuleer hoge trillingen of injecteer een testsignaal
- Controleer of het afsluiten correct wordt uitgevoerd
- Test alle redundante kanalen
- Documenteer testresultaten
Kalibratie
- Sensoren regelmatig gekalibreerd
- Trip-setpoints geverifieerd
- Gemeten systeemresponstijd
- Alle componenten in de tripketting getest
Regelgevende en normencontext
API 670
- Verplichte trillingstest voor turbomachines > 10.000 pk
- Specificeert setpoints, stemlogica en testen
- Industriestandaard voor kritieke apparatuur
Normen voor veiligheidssystemen
- IEC 61508 (functionele veiligheid)
- IEC 61511 (veiligheid in de procesindustrie)
- SIL-classificaties voor tripsystemen
Uitschakelniveaus vormen de ultieme beschermingsdrempel in machinebewakingssystemen en schakelen apparatuur automatisch uit wanneer trillingen wijzen op een dreigende catastrofale storing. Een correcte instelling van het uitschakelniveau, implementatie met redundante, betrouwbare hardware, regelmatige tests en integratie met veiligheidssystemen zorgen ervoor dat deze kritieke laatste verdedigingslinie correct functioneert en apparatuurvernietiging en veiligheidsincidenten in waardevolle, kritieke roterende machines voorkomt.