O que é proteção de máquinas? Sistemas de segurança para equipamentos • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é proteção de máquinas? Sistemas de segurança para equipamentos • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é proteção de máquinas? Sistemas de segurança para equipamentos

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Entendendo os Sistemas de Proteção de Máquinas

Definição: O que é proteção de máquinas?

Proteção de máquinas (também chamado de proteção de equipamentos ou salvaguarda de máquinas) refere-se a sistemas de monitoramento e controle que detectam automaticamente condições operacionais perigosas (vibração Os sistemas de proteção (que podem exceder limites de segurança, temperaturas excessivas ou pressões anormais) executam ações de proteção (alarmes, desligamentos) para evitar danos catastróficos aos equipamentos, riscos à segurança ou vazamentos ambientais. A prioridade dos sistemas de proteção é evitar danos em vez de manter a produção, implementando projetos à prova de falhas em que falhas de sensores ou de energia resultam em desligamento seguro em vez de operação contínua.

A proteção de máquinas é distinta de monitoramento de condições (que monitora o estado dos equipamentos para o planejamento de manutenção): os sistemas de proteção fornecem resposta imediata a emergências, executando desligamentos automáticos em segundos quando os limites críticos são excedidos, enquanto o monitoramento de condição fornece alertas antecipados com semanas ou meses de antecedência para intervenções planejadas.

Componentes do sistema de proteção

Sensores (instalados permanentemente)

  • Sondas de proximidade medição do deslocamento do eixo
  • Acelerômetros em alojamentos de rolamentos
  • Sensores de temperatura (RTDs, termopares)
  • Transmissores de pressão e vazão
  • Sensores de posição axial
  • Normalmente redundantes (2 ou 3 sensores por medição)

Hardware de monitoramento

  • Processador de sistema de proteção dedicado
  • Processamento de sinal em tempo real
  • Lógica de votação (2 de 2 ou 2 de 3)
  • Saídas de relé para desligamento
  • Separado do DCS/PLC para maior independência

Lógica de desligamento e atuadores

  • Circuitos de disparo com fiação fixa (não apenas por software)
  • Válvulas solenoides para desligamento de turbinas
  • Disjuntores para desligamento do motor
  • Projeto à prova de falhas (a perda de energia causa o desligamento)

Padrão API 670

Requisitos para Turbomáquinas

Padrão industrial para proteção de máquinas:

  • Obrigatório para turbomáquinas com potência superior a 10.000 HP.
  • Especifica os tipos e quantidades de sensores.
  • Define a lógica de votação e a redundância.
  • Define os horários de alarme e atraso da viagem.
  • Requer independência do controle de processo

Configuração típica do sensor (de acordo com a API 670)

  • Vibração radial: 2 conjuntos de sondas de proximidade XY (4 sondas por rolamento)
  • Posição axial: 2 sondas de deslocamento axial
  • Keyphasor: sensores de referência de 2 fases
  • Temperatura do rolamento: 2 sensores de temperatura por rolamento
  • Total: Normalmente, são de 12 a 20 canais por máquina.

Proteção versus Monitoramento de Condição

Aspecto Monitoramento de Condições Sistema de proteção
Propósito Detecção precoce de falhas para planejamento Prevenir danos catastróficos
Tempo de resposta Horas a semanas Segundos
Limiares Menor (alerta antecipado) Maior (perigo imediato)
Ações Notificações, ordens de serviço Desligamento automático
Confiabilidade Precisão é importante Crítico à prova de falhas
Redundância Opcional Obrigatório

Integração

  • Os sistemas modernos combinam ambas as funções.
  • Os mesmos sensores servem para proteção e CM (Controle de Movimento).
  • Diferentes níveis de processamento e alarme
  • Vias de proteção independentes e pré-configuradas

Parâmetros de proteção

Vibração

  • Deslocamento do eixo: Medição por sonda de proximidade, deslocamento típico de 25 mils (635 µm) pp
  • Velocidade da caixa do rolamento: Deslocamento típico de 0,5 a 0,6 pol/s (12 a 15 mm/s)
  • Aceleração: Para proteção de alta frequência

Posição

  • Posição axial: Desligamentos devido a movimento excessivo do eixo (falha do rolamento de encosto)
  • Expansão diferencial: Crescimento do rotor versus crescimento da carcaça
  • Excentricidade: Posição do rotor na folga do rolamento

Temperatura

  • Temperatura do metal do rolamento (normalmente 110-120°C de disparo)
  • temperatura do óleo de drenagem do rolamento
  • temperaturas de enrolamento

Votação e Redundância

Lógica 2 de 2 (E)

  • Ambos os sensores devem concordar para que o alarme seja acionado.
  • Impede deslocamentos indevidos devido à falha de um único sensor.
  • Risco: Ambos os sensores devem funcionar (não há proteção se ambos falharem).

2 de 3 (Maioria)

  • A concordância entre dois dos três sensores causa o desligamento do motor.
  • Melhor confiabilidade (tolera um sensor com defeito)
  • Mais caro (três sensores)
  • Preferencial para aplicações críticas.

Desvio e teste

  • Capacidade de ignorar canais individuais para testes/manutenção
  • Não é possível contornar todos os canais de proteção simultaneamente.
  • controles de bypass com chave
  • Reinicialização automática do bypass após um determinado período.

Testes e manutenção

Teste Funcional

  • Testes periódicos completos do sistema (trimestralmente a anualmente)
  • Simular condições de viagem
  • Verificar se o desligamento foi executado
  • Teste todos os canais redundantes.
  • Resultados do documento

Calibração do sensor

  • Anual ou por especificação
  • Verificação do ponto de ajuste da viagem
  • Teste de tempo de resposta do sistema
  • Manter registros de calibração

Manutenção do sistema

  • Mantenha os sensores limpos e em bom funcionamento.
  • Verifique as fontes de alimentação.
  • Verificar o funcionamento do relé e do atuador
  • Atualize o software/firmware conforme necessário.

Os sistemas de proteção de máquinas são a rede de segurança que impede falhas catastróficas em equipamentos por meio do desligamento automático quando condições perigosas são detectadas. Enquanto o monitoramento de condição fornece alertas antecipados para manutenção planejada, os sistemas de proteção oferecem resposta imediata a emergências, tornando-os recursos de segurança obrigatórios em turbomáquinas críticas e equipamentos rotativos de alto valor, onde falhas podem ter graves consequências operacionais, de segurança ou ambientais.

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