La norme API 670 est une norme de l’industrie et décrit les exigences minimales pour un système de protection de la machine. Ceci inclut, mesurant la vibration d’arbre radial, la vibration de boîtier, la position de l’arbre axial, la vitesse de rotation de l’arbre, la chute de la tige de piston, la référence de phase, la survitesse et les températures de la machine critiques.
La norme inclut les exigences relatives au matériel (capteurs et systèmes), l’installation, la documentation et les tests. Dans cet article, nous nous concentrons uniquement sur la partie qui décrit la survitesse et nous limiter à cette norme. Les éléments principaux sont décrits.
La définition de la survitesse
La survitesse se produit lorsque la vitesse de rotation d’une machine rotative, telle qu’une turbine à vapeur ou à gaz, dépasse ses limites de conception. Les conséquences d’un événement de survitesse varient selon le type de machine et par modèle. Le temps que la survitesse dure et le degré de survitesse relative à la limite de conception est également décisif pour les conséquences.
Même si les fabricants donnent généralement à la machinerie une certaine marge de sécurité dans la conception en ce qui concerne le dépassement de la vitesse de rotation maximale, un événement de survitesse peut entraîner un développement de dommages rapides et percutants. Pour éviter cela, il est important d’équiper la machine avec un système de surveillance de la survitesse.
Détection de survitesse électronique
Dans le passé, des machines ont été surveillées par la protection de la survitesse mécanique, mais de nos jours, la protection de la survitesse électronique est la norme. Par conséquent, l’API 670 décrit uniquement les exigences des systèmes de détection électroniques et les définit comme suit:
Un système de détection de survitesse électronique est constitué de capteurs de vitesse, d’alimentation, de relais de sortie, de traitement du signal et de logique d’alarme / d’arrêt / d’intégrité. Sa fonction est de mesurer en permanence la vitesse de rotation de l’arbre et d’activer ses relais de sortie lorsqu’une condition de survitesse est détectée.
Matériel séparé et logique
L’API 670 décrit qu’un système de détection de survitesse électronique doit être exclusivement dédié à la détection de survitesse. Le système doit être isolé à partir d’autres systèmes de surveillance et de protection et n’est pas autorisé à partager des composants. Cela garantit que le fonctionnement du système est vérifiable et non dépendant d’autres systèmes.
Temps de réponse
Un système de détection de survitesse électronique, pour ces machines auquel s’applique la norme API 670, doit être composée de trois circuits de mesure indépendants. Pour maximiser la sécurité et la disponibilité de la machine, un vote à deux sur trois (2oo3) est utilisé pour activer la fonction de déclenchement. En d’autres termes, si au moins deux des trois capteurs détectent la survitesse, la fonction de déclenchement sera activée.
Le vote est lié à l’architecture d’un système de voyage (1oo2, 2oo2, 2oo3, et ainsi de suite). Il peut être défini comme le nombre minimum de “chemins” qui devrait fonctionner hors du nombre total de chemins disponibles dans l’architecture. Par exemple, avec une architecture 1OO2 au moins un chemin doit fonctionner, alors qu’avec une architecture 2oo4, au moins deux chemins devraient fonctionner.
Il va sans dire que le temps de réponse lors d’un événement de survitesse est très important. L’API 670 décrit que le système peut prendre jusqu’à 40 millisecondes pour détecter la survitesse et avoir le commutateur des sorties de relais. Il convient de noter que 40 millisecondes ne sont pas toujours assez rapides pour empêcher le rotor d’atteindre une vitesse au-dessus de ses spécifications de conception en raison de la rampe.
Les actions suivantes doivent avoir lieu dans ces 40 millisecondes:
- Les trois circuits de mesure (canaux) mesurent la vitesse de rotation.
- Les valeurs mesurées sont indépendamment comparées à la valeur de déclenchement.
- La structure de vote détermine le nombre de circuits de mesure ont déterminé un événement de survitesse.
- Lorsque au moins deux des capteurs ont détecté une survitesse, le relais de sortie doit changer.
Dans le diagramme ci-dessous, ces étapes sont montrées schématiquement:
Représentation schématique d’un système de détection de survitesse électronique; Trois capteurs pointés sur la surface de mesure, connectés au système de détection où le vote a lieu avec un relais comme sortie.
Source: API Standard 670
Speedsys; Système de protection de la survitesse
Istec a développé les Speedsys: un système de protection de survitesse de conception certifié. Nous avons dépouillé toutes les fonctionnalités supplémentaires et sommes retournés au cœur de la protection de la survitesse telle que définie par la norme API 670. Les Speedsys comportent un intervalle de test minimal de 10 ans, une évolutivité pour une notation supérieure de SIL grâce à des structures de vote et d’une architecture basée sur l’émetteur, par opposition à des architectures complexes basées sur des racks. Les Speedsys offrent le même niveau de protection que tout système à base de rack, mais est beaucoup plus accessible financièrement pour un équipement rotatif plus grand et plus grand.
