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.
Indice
Qu’est-ce que la protection de la survitesse?
Pour prévenir les situations dangereuses et les dommages graves de la machine lors d’une situation de survitesse, un système de détection de survitesse (SAO) est installé. Sur la base des directives de la CEI, des directives de l’API et des spécifications de la machine fournies par l’OEM, la fiabilité, le temps de réaction et les valeurs limites sont définies dans la logique système. Ces paramètres garantissent que le système peut trébucher / arrêter la machine à temps lorsqu’elle fonctionne plus rapidement que celle autorisée par les spécifications de conception. Les ODS enverront une alarme et initieront un voyage qui fera l’arrêt de la machine par le système d’arrêt d’urgence (ESD).
Les effets potentiels d’une situation de survitesse peuvent être catastrophiques; Les conséquences financières peuvent ajouter des millions de dollars à la suite de dommages, de perte de production et d’arrêt non planifié. De plus, les conséquences potentielles pour l’environnement et la sécurité opérationnelle sont énormes. Par conséquent, avoir un ODS installé est obligatoire.
Même si la sécurité a la plus haute priorité, la disponibilité de la machine est également d’une grande importance. Il est donc crucial que les SAO n’interviennent que lorsqu’il est nécessaire, car un voyage de machine conduit à des temps d’arrêt coûteux. Une configuration matérielle appropriée est essentielle, mais juste le début. Les systèmes de détection de survitesse nécessitent un ingénierie approprié, la mise en service et la maintenance tout au long de leur vie afin de garantir la sécurité et la disponibilité de la machine.
Quelles sont les causes de survitesse?
Les situations de survitesse sur les machines en rotation doivent être empêchées à tout prix. Même le moindre survitesse pourrait entraîner une contrainte mécanique qui provoque déformer les pièces de la machine en rotation. Les situations de survitesse plus graves peuvent provoquer la fin de la lame de se frotter contre le logement. Dans la situation de survitesse la plus sévère, les lames peuvent se détacher, ce qui entraîne des pièces de machine pénétrant dans le logement.
Arbre cassé
Lorsqu’un arbre d’entraînement se casse, le moteur subira soudainement une résistance minimale. Avec la force motrice (carburant ou vapeur) restante, le rotor sera capable d’accélérer rapidement et de dépasser les limites mécaniques de la machine. Un système de détection de survitesse avancé détectera lorsqu’une machine en rotation dépasse le seuil d’accélération maximal tolérable, déclenche une alarme et initier une fonction de déclenchement avant même d’une situation de survitesse réelle. Cependant, il faudra un certain temps pour la force motrice de disparaître, au cours de laquelle la machine pourrait toujours atteindre un niveau de vitesse dangereuse. Par conséquent, il est essentiel d’avoir une connaissance approfondie de votre machine et de savoir quelles accélérations sont acceptables à chaque vitesse.
Vanne Dysfonctionnement
Les vannes de régulation / Vannes de sécurité sont des parties mécaniques d’une machine vulnérable aux dysfonctionnements. Les vannes de contrôle bloquées pourraient conduire à des situations inattendues; Lorsqu’une vanne de commande d’une turbine à vapeur est bloquée ou lorsque l’une de ses vannes de pression reste ouverte, elle pourrait entraîner une force de conduite excessive sur l’arbre. Tout comme avec un arbre cassé, cela pourrait provoquer une accélération excessive et une survitesse.
Test des dispositifs de survitesse mécaniques
La protection mécanique / hydraulique survitesse peut échouer lors d’un test de survitesse. Ces systèmes ont des modes de défaillance qui ne peuvent être testés que lors d’une excursion réelle sur la vitesse. Lorsque le système est bloqué en raison du vernis ou du saleté, le système de détection de survitesse ne fermez pas les machines lorsque cela est nécessaire.
Erreur humaine
Même si la plupart des systèmes sont automatisés, il reste encore de la place pour les actions humaines et les interférences. Par exemple: pendant les activités de maintenance, laissant une substitution en place après une butée de maintenance. Un autre exemple est une erreur de l’opérateur. Cela est devenu de moins en moins probable en raison des développements technologiques nécessitant une contribution humaine minimale, mais il reste l’une des causes de survitesse des machines en rotation.
Entrée de capteur incorrecte
Un capteur qui est incorrect monté ou ajusté, et des erreurs de configuration du système, pourraient corrompre le signal de vitesse qui provoque une entrée incorrecte de la logique système. Cela laisse la machine tournante vulnérable aux situations de survitesse non détectées.
Défaillance du système de contrôle
Une défaillance du système de contrôle de la vitesse peut entraîner une situation de survitesse. Un système de contrôle de vitesse est utilisé pour réguler la vitesse de la machine en rotation. Un signal d’entrée non valide d’erreur de programmation pourrait définir une défaillance du système de contrôle de la vitesse en mouvement, ce qui pourrait ultérieurement causer une survitesse.
4 raisons pour lesquelles les systèmes de protection de la survitesse ne devraient pas être trop complexes
Les systèmes de protection de la survitesse ont l’une des fonctions les plus importantes concernant les mesures de sécurité pour la rotation des machines. En tant que tel, ces systèmes nécessitent des fonctions de sécurité avancées pour détecter la survitesse et les situations d’accélération excessives et agissent en conséquence pour éviter les dommages et les temps d’arrêt. Cependant, avancé ne devrait pas être confondu pour complexe, car la complexité ne signifie pas nécessairement que le système est « meilleur ». Plus il y a de fonctions un système de protection de survitesse, plus il devient complexe, mais pas nécessairement plus avancé.
Noyau de la protection de la survitesse
Les normes de la machine principales telles que l’API 670 et la CEI 61508 ont une exigence principale pour la rotation des machines: être équipée d’un système de protection de la survitesse à la pointe de la technologie. Le noyau de la protection de la survitesse consiste à détecter la survitesse et les situations d’accélération excessives et initier un relais de déclenchement au besoin. Toute autre fonction est classée comme des compléments et ne nécessitent pas d’adhérer aux directives de sécurité de la machine.
Frais
Les systèmes complexes avec plus de fonctions sont plus chers. Tout d’abord en raison des coûts des fonctions secondaires, tels que les fonctions de surveillance, qui ne contribuent pas directement à la fonction principale: protection de la survitesse. Plus de fonctions nécessitent plus de matériel, ce qui augmente les coûts du système lui-même ainsi que les coûts d’installation (c’est-à-dire le câblage, les armoires d’instrumentation, etc.). Le matériel nécessite une maintenance périodique; Plus le matériel devient plus intensif de maintenance.
Ces systèmes sont souvent surchargés pour des équipements tournants plus petits et / ou moins critiques qui nécessitent une simple protection de la survitesse. Cela laisse des opérateurs avec le choix de mettre en œuvre un système à peine justifiable financièrement pour son application ou de laisser la machine non protégée.
Complexité et expertise
Avec la complexité, une exigence plus exigeante pour un savoir-faire étendu concernant l’exploitation et la maintenance du système de protection de la survitesse. Les systèmes ne sont généralement contrôlés que lors du redressement, ce qui rend leur fiabilité de la plus haute importance. Alors que les systèmes de protection de la survitesse ne nécessitent pas d’attention quotidienne, ce n’est généralement pas une expertise dédiée mais une partie d’une description de travail plus importante. En tant que tel, il est important que ces systèmes soient aussi simples que possible et non dépendant d’une expertise décroissante. Plus le système est complexe, plus la chance des erreurs humaines. Ceci est particulièrement le cas des systèmes de protection de la survitesse, car personne n’a vraiment la possibilité d’acquérir de l’expérience en raison des longs intervalles de maintenance.
Vérification et test
Le système de sécurité plus complexe, plus il est exigeant ses exigences de test et de vérification. Pour tester et vérifier un système de sécurité, le processus est interrompu; Un intervalle de test de longue preuve annule la nécessité d’interrompre régulièrement le processus. Un système qui se concentre uniquement sur le noyau de la protection de la survitesse peut atteindre des intervalles de test supérieurs à 10 ans, à un point où il n’est pas à tester avant d’atteindre la fin de la vie. Il est important de noter que plus le système de protection de la survitesse est important, plus l’intervalle de test est petit, et plus le processus est interrompu. Il est donc important d’avoir un système approprié pour votre application spécifique, plutôt que de mettre en œuvre un système « Overkill » pour l’application.
