Velocidade ocorre quando a velocidade de rotação de uma máquina rotativa, como uma turbina de vapor ou gás, excede seus limites de design. As conseqüências de um evento de sobrevelocidade variam por tipo de máquina e por modelo. O tempo que o evento de sobrevelocidade dura e o grau de sobrevelocidade em relação ao limite de design também é decisivo para as conseqüências.
Índice
O que é proteção de sobrevelocidade?
Para evitar situações perigosas e danos graves da máquina durante uma situação de sobrevelocidade, um sistema de detecção de sobrevelocidade (ODS) está instalado. Com base nas diretrizes IEC, diretrizes da API e as especificações da máquina fornecidas pelo OEM, a confiabilidade, o tempo de reação e os valores-limite são definidos na lógica do sistema. Essas configurações garantem que o sistema possa desarmar / desligar a máquina no tempo quando estiver sendo executado mais rápido do que permitido pelas especificações de design. Os ODs enviarão um alarme e iniciarão uma viagem que fará com que a máquina seja desligada pelo Sistema de Desligamento de Emergência (ESD).
Os efeitos potenciais de uma situação excessiva podem ser catastróficas; As consequências financeiras podem adicionar milhões de dólares como resultado de danos, perda de produção e paralisação não planejada. Além disso, as possíveis conseqüências para o meio ambiente e a segurança operacional são enormes. Portanto, ter um ODS instalado é obrigatório.
Embora a segurança tenha a maior prioridade, o tempo de atividade da máquina também é de grande importância. Portanto, é crucial que os ODS intervêm apenas quando é necessário, como uma viagem de máquina leva ao tempo de inatividade dispendioso. Uma configuração adequada de hardware é essencial, mas apenas o começo. Os sistemas de detecção de sobrevelocidade exigem engenharia, comissionamento e manutenção adequadas ao longo de sua vida para garantir a segurança e a disponibilidade da máquina.
O que causa sobrevelocidade?
As situações de sobrevelocidade em máquinas rotativas devem ser evitadas a todo custo. Mesmo o menor sobrevelocidade pode levar ao estresse mecânico que causa peças de máquina de rotação para deformar. Situações de sobrevelocidade mais severas podem fazer com que as extremidades da lâmina esfregue contra o alojamento. Na situação de sobrevelocidade mais severa, as lâminas podem se soltar, o que resulta em peças de máquina penetrando no alojamento.
Eixo quebrado
Quando um eixo de transmissão quebra, o motor de repente experimentará resistência mínima. Com a força motriz (combustível ou vapor), o rotor será capaz de acelerar rapidamente e exceder os limites mecânicos da máquina. Um avançado sistema de detecção de sobrevelocidade detectará quando uma máquina de rotação exceder o limite máximo de aceleração tolerável, acionará um alarme e iniciar uma função de viagem antes de ocorrer uma situação real de sobrevelocidade. No entanto, levará algum tempo para a força motriz desaparecer, durante o qual a máquina ainda pode atingir um nível de velocidade perigosa. Portanto, é essencial ter conhecimento aprofundado da sua máquina e saber quais acelerações são aceitáveis a cada velocidade.
Válvula mau funcionamento
Válvulas de controle / válvulas de segurança são partes mecânicas de uma máquina que são vulneráveis a mau funcionamento. As válvulas de controle presas poderiam levar a situações inesperadas; Quando uma válvula de controle de uma turbina a vapor estiver presa ou quando uma de suas válvulas de pressão permanece aberta, pode levar a força motriz excessiva no eixo. Assim como com um eixo quebrado, isso poderia causar aceleração excessiva e sobrevelocidade.
Testando dispositivos mecânicos de gastos
A proteção de sobrevelocidade mecânica / hidráulica pode falhar durante um teste de sobrevelocidade. Esses sistemas têm modos de falha que só podem ser testados ao criar uma situação real de sobrevelocidade. Quando o sistema está preso devido a verniz ou sujeira, o sistema de detecção de sobrevelocidade não desligará a maquinaria quando necessário.
Erro humano
Embora a maioria dos sistemas seja automatizada, ainda há espaço para ações humanas e interferência. Por exemplo: Durante as atividades de manutenção, deixando uma substituição no lugar após uma parada de manutenção. Outro exemplo é um erro do operador. Isso tornou-se menos e menos provável devido a desenvolvimentos tecnológicos que exigem uma entrada humana mínima, mas continua sendo uma das causas de sobrevelocidade para máquinas rotativas.
Entrada incorreta do sensor
Um sensor que é incorretamente montado ou ajustado e erros de configuração do sistema, pode corromper o sinal de velocidade que causa uma entrada incorreta na lógica do sistema. Isso deixa a máquina rotativa vulnerável a situações de sobrevelocidade não detectadas.
Falha do sistema de controle
Uma falha do sistema de controle de velocidade pode levar a uma situação de sobrevelocidade. Um sistema de controle de velocidade é usado para regular a velocidade da máquina de rotação. Um sinal de entrada inválido de erro de programação pode definir uma falha do sistema de controle de velocidade em movimento, que poderia subseqüentemente causar excesso de velocidade.
4 razões pelas quais os sistemas de proteção de sobrevelocidade não devem ser excessivamente complexos
Os sistemas de proteção de sobrevelocidade têm uma das funções mais importantes em relação às medidas de segurança para máquinas rotativas. Como tal, esses sistemas exigem funções avançadas de segurança para detectar as situações de sobrevelocidade e de aceleração excessiva e agir de acordo para evitar danos e tempo de inatividade. No entanto, avançado não deve ser confundido com o complexo, já que a complexidade não significa necessariamente que o sistema seja “melhor”. Quanto mais funções tiverem um sistema de proteção de sobrevelocidade, o mais complexo se torna, mas não necessariamente mais avançado.
Núcleo de proteção contra sobrevelocidade
Os principais padrões de máquinas, como a API 670 e o IEC 61508, têm um requisito principal para máquinas rotativas: a ser equipado com um sistema de proteção de sobrevelocidade de última geração. O núcleo da proteção de sobrevelocidade é detectar as situações de sobrevelocidade e de aceleração excessiva e iniciar um relé de viagem quando necessário. Quaisquer outras funções são classificadas como add-ons e não são um requisito para aderir às diretrizes de segurança da máquina.
Custos
Sistemas complexos com mais funções são mais caros. Em primeiro lugar, devido aos custos das funções secundárias, como as funções de monitoramento, que não contribuem diretamente para a função central: proteção contra sobrevelocidade. Mais funções exigem mais hardware, o que aumenta os custos do próprio sistema, bem como os custos de instalação (isto é, fiação, armários de instrumentação, etc.). Hardware requer manutenção periódica; Quanto mais hardware o sistema mais intensivo de manutenção se torna.
Estes sistemas são frequentemente exagerados para equipamentos rotativos menores e / ou menos críticos que requer proteção simples de gastos. Isso deixa os operadores com a escolha de implementar um sistema que dificilmente é financeiramente justificável para sua aplicação, ou deixar a máquina desprotegida.
Complexidade e experiência
Com a complexidade vem um requisito mais exigente para o amplo know-how sobre a operação e manutenção do sistema de proteção de sobrevelocidade. Os sistemas geralmente são verificados apenas durante a reviravolta, tornando sua confiabilidade da maior importância. Como sistemas de proteção de sobrevelocidade não exigem atenção diária, geralmente não é uma especialização dedicada, mas parte de uma descrição maior do trabalho. Como tal, é importante que esses sistemas sejam tão simples quanto possível, e não dependentes de uma perícia diminuindo. Quanto mais complexo o sistema, maior a chance de erros humanos. Este é especialmente o caso com sistemas de proteção de sobrevelocidade, como ninguém realmente tem a oportunidade de ganhar experiência devido aos longos intervalos de manutenção.
Verificação e teste
Quanto mais complexo um sistema de segurança, mais exigindo seus testes e requisitos de verificação são. Para testar e verificar um sistema de segurança, o processo é interrompido; Um intervalo de teste de longa prova nega a necessidade de interromper o processo regularmente. Um sistema que é focado apenas no núcleo da proteção de sobrevelocidade pode atingir intervalos de teste de acima de 10 anos, a um ponto em que não precisar ser testado antes de chegar ao fim da vida. É importante notar que, mais funções, um sistema de proteção de sobrevelocidade, menor será o intervalo de teste, e quanto mais o processo é interrompido. Portanto, é importante ter um sistema adequado para sua aplicação específica, em vez de implementar um sistema que seja “exagero” para o aplicativo.
