Förstå resenivåer
Definition: Vad är en trippnivå?
Resenivå (även kallat avstängningsbörvärde, nödlarm eller kritiskt larm) är det högsta vibration eller tillståndströskel i maskinskyddssystem som, när den överskrids, automatiskt initierar nödavstängning av utrustning för att förhindra katastrofala skador. Utlösningsnivåer är vanligtvis inställda på vibrationsamplituder där fortsatt drift riskerar snabba, irreversibla skador på maskinen eller skapar säkerhetsrisker. Till skillnad från lägre larmnivåer som meddelar operatörer, utlösningsnivåer utför automatiska skyddsåtgärder och tar bort mänskligt beslutsfattande från den kritiska vägen när varje sekund räknas.
Utlösningsnivåer är obligatoriska för kritiska turbomaskiner enligt API 670 och andra säkerhetsstandarder, och representerar den sista försvarslinjen för att förhindra katastrofala fel som kan förstöra utrustning värd miljontals kronor, orsaka skador eller skapa miljöutsläpp.
Ställa in trippnivåer
Baserat på skadegränsvärden
- Ställ in under vibrationer som orsakar omedelbar skada
- Vanligtvis 10–20× baslinje eller toppen av ISO-zon D
- Ta hänsyn till avstånd (avståndsmätare utlöses före kontakt)
- Beakta lagerbelastningsgränser
- Faktor i beräkningen av säkerhetsmarginaler
API 670-vägledning
För turbomaskineri:
- Axelvibrationsutlösning: typiskt 25 mils (635 µm) topp-till-topp
- Lagerhus: typiskt 0,5-0,6 tum/s (12-15 mm/s) hastighet
- Måste röstas med två röster (två oberoende sensorer är överens)
- Tidsfördröjning vanligtvis < 1–5 sekunder
Maskinspecifika faktorer
- Klareringar: Utlösning innan rotorn kommer i kontakt med tätningar eller stator
- Bäringsgränser: Under tröskelvärdet för lagerbelastningsbrott
- Historiska data: Vibrationer vid tidigare fel
- Tillverkarens rekommendationer: OEM-specifikationer om tillgängliga
Trippnivå jämfört med andra larm
| Nivå | Typiskt värde | Handling | Tidslinje |
|---|---|---|---|
| Varna | 2× baslinje | Undersöka | Veckor till månader |
| Varning | 4× baslinje | Planera underhåll | 1–4 veckor |
| Fara | 8× baslinje | Brådskande reparation | Dagar |
| Resa | 12–15× baslinje | Automatisk avstängning | Omedelbart (sekunder) |
Implementeringskrav
Hårdvara
- Permanent installerade sensorer (ej ruttbaserade)
- Dedikerad övervakningshårdvara med avstängningsfunktion
- Redundanta sensorer för kritiska utlösningar (2 av 2 eller 2 av 3 röstning)
- Tillförlitlig strömförsörjning (UPS-backup)
- Fast avstängningsfunktion oberoende av programvara
Integrering av säkerhetssystem
- Anslutning till DCS/PLC-säkerhetssystem
- Redundanta utlösningskretsar
- Felsäker design (sensorfel orsakar utlösning eller larm)
- Regelbunden testning av utlösningsfunktionen
- SIL-klassificering (Safety Integrity Level) för säkerhetskritiska applikationer
Svarstid
- Detektion till initiering av avstängning: < 1 sekund typiskt
- Total avstängningstid: beror på utrustning (sekunder till minuter)
- Måste vara tillräckligt snabb för att förhindra skador
- Balansera hastighet med att undvika onödiga resor
Reseevenemangshantering
När resan inträffar
- Omedelbar: Utrustningen stängs av automatiskt
- Larm: Operatörer underrättade om utlösningstillstånd och orsak
- Datainsamling: Vibrationsdata före/under resan sparad
- Undersökning: Fastställ grundorsaken
- Lockout: Förhindra omstart tills rensningen är klar
Åtgärder efter resan
- Inspektera utrustningen för skador
- Analysera sparade vibrationsdata
- Identifiera felet som orsakade utlösningen
- Reparera identifierat problem
- Kontrollera att utlösningsbörvärdet var korrekt
- Dokumentera händelse och lärdomar
Resan återställs
- Kräv manuell återställning (inte automatisk)
- Verifiering av att orsaken åtgärdades
- Auktorisering för omstart
- Efterkontroll slutförd
Förebyggande av falska resor
Val av rätt börvärde
- Tillräckligt hög för att undvika störande resor
- Tillräckligt låg för att skydda utrustning
- Typiskt: 20-30% marginal över faralarm
- Ta hänsyn till övergående vibrationer under uppstart
Tidsfördröjningar
- Kort fördröjning (1–5 sekunder) bekräftar ihållande tillstånd
- Förhindrar resor från tillfälliga toppar
- Måste vara tillräckligt kort för skydd
- Balans mellan förebyggande av störande resor och svarshastighet
Röstningslogik
- Kräver att två sensorer överensstämmer (2 av 2)
- Eller två av tre sensorer (2 av 3 röster)
- Förhindrar felaktig utlösning på enstaka sensorer
- Ökar tillförlitligheten
Testning och verifiering
Funktionell testning
- Periodisk testning av utlösningsfunktion (minst årligen)
- Simulera hög vibration eller injicera testsignal
- Kontrollera att avstängningen utförs korrekt
- Testa alla redundanta kanaler
- Dokumentera testresultat
Kalibrering
- Sensorer kalibreras regelbundet
- Börvärden för utlösning verifierade
- Systemets svarstid uppmätt
- Alla komponenter i reskedjan testade
Regelverk och standardkontext
API 670
- Obligatorisk vibrationsutlösning för turbomaskiner > 10 000 hk
- Anger börvärden, röstningslogik, testning
- Branschstandard för kritisk utrustning
Standarder för säkerhetssystem
- IEC 61508 (funktionell säkerhet)
- IEC 61511 (säkerhet inom processindustrin)
- SIL-klassificeringar för utlösningssystem
Utlösningsnivåer representerar den ultimata skyddströskeln i maskinövervakningssystem och stänger automatiskt av utrustning när vibrationer indikerar ett omedelbart katastrofalt fel. Korrekt inställning av utlösningsnivåer, implementering med redundant och tillförlitlig hårdvara, regelbunden testning och integration med säkerhetssystem säkerställer att denna kritiska sista försvarslinje fungerar korrekt för att förhindra utrustningsförstörelse och säkerhetsincidenter i värdefulla, kritiska roterande maskiner.