معيار API 670 هو معيار صناعي ويصف الحد الأدنى لمتطلبات نظام حماية الماكينة (MPS). ويشمل ذلك، قياس اهتزاز العمود الشعاعي، واهتزاز الغلاف، وموضع العمود المحوري، وسرعة دوران العمود، وانخفاض قضيب المكبس، ومرجع الطور، والسرعة الزائدة، ودرجات حرارة الماكينة الحرجة.
يتضمن المعيار المتطلبات المتعلقة بالأجهزة (أجهزة الاستشعار والأنظمة) والتركيب والتوثيق والاختبار. في هذه المقالة، نركز فقط على الجزء الذي يصف السرعة الزائدة ونقتصر على هذا المعيار. يتم وصف العناصر الرئيسية.
تعريف السرعة الزائدة
تحدث السرعة الزائدة عندما تتجاوز سرعة دوران الآلة الدوارة مثل التوربينات البخارية أو الغازية حدود تصميمها. تختلف عواقب حدث السرعة الزائدة باختلاف نوع الماكينة والطراز. كما أن الوقت الذي يستغرقه حدث السرعة الزائدة ودرجة السرعة الزائدة بالنسبة للحد التصميمي حاسمان أيضاً بالنسبة للعواقب.
على الرغم من أن المصنعين عادةً ما يمنحون الماكينة هامش أمان معين في التصميم فيما يتعلق بتجاوز السرعة القصوى للدوران، إلا أن حدث السرعة الزائدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث ضرر سريع ومؤثر. لمنع ذلك، من المهم تزويد الماكينة بنظام مراقبة السرعة الزائدة.
يستمر المقال أدناه
هل تريد معرفة المزيد عن السرعة الزائدة؟ اطلب نسخة مجانية من كتابناSpeed »
(نظرًا لمحدودية عدد النسخ، ننصحك بطلب الكتاب مسبقًا الآن!)
الكشف الإلكتروني للسرعة الزائدة
في الماضي، كانت الماكينات تتم مراقبتها عن طريق الحماية الميكانيكية للسرعة الزائدة، ولكن في الوقت الحاضر أصبحت الحماية الإلكترونية للسرعة الزائدة هي المعيار. ولذلك، تصف API 670 متطلبات أنظمة الكشف الإلكترونية فقط وتحددها على النحو التالي:
يتكون نظام الكشف الإلكتروني للسرعة الزائدة من مستشعرات السرعة، وإمدادات الطاقة، ومرحلات الخرج، ومعالجة الإشارات، ومنطق الإنذار/إيقاف التشغيل/التكامل. وتتمثل وظيفته في قياس سرعة دوران عمود الدوران باستمرار وتنشيط مرحلات الخرج عند اكتشاف حالة السرعة الزائدة.
أجهزة ومنطق منفصلان
تصف API 670 أن نظام الكشف الإلكتروني للسرعة الزائدة يجب أن يكون مخصصًا حصريًا للكشف عن السرعة الزائدة. يجب أن يكون النظام معزولاً عن أنظمة المراقبة والحماية الأخرى ولا يسمح بمشاركة المكونات. وهذا يضمن إمكانية التحقق من عمل النظام وعدم اعتماده على أنظمة أخرى.
وقت الاستجابة
يجب أن يتكون نظام الكشف الإلكتروني للسرعة الزائدة، بالنسبة للماكينات التي ينطبق عليها معيار API 670، من ثلاث دوائر قياس مستقلة. ولتعظيم سلامة الماكينة وتوافرها إلى أقصى حد، يتم استخدام تصويت اثنين من أصل ثلاثة (2oo3) لتفعيل وظيفة الرحلة. وبعبارة أخرى، إذا اكتشف اثنان على الأقل من أجهزة الاستشعار الثلاثة زيادة السرعة، فسيتم تنشيط وظيفة الرحلة.
يرتبط التصويت ببنية نظام الرحلات (1oo2، 2oo2، 2oo2، 2oo3، وهكذا). يمكن تعريفه على أنه الحد الأدنى لعدد "المسارات" التي يجب أن تعمل من إجمالي عدد المسارات المتاحة داخل البنية. على سبيل المثال، مع بنية 1oo2 يجب أن يعمل مسار واحد على الأقل، بينما مع بنية 2oo4 يجب أن يعمل مساران على الأقل.
وغني عن البيان أن زمن الاستجابة أثناء حدث السرعة الزائدة مهم للغاية. وتصف API 670 أن النظام قد يستغرق ما يصل إلى 40 مللي ثانية لاكتشاف السرعة الزائدة وتبديل مخرجات المرحل. وتجدر الإشارة إلى أن 40 مللي ثانية ليست دائمًا بالسرعة الكافية لمنع الدوار من الوصول إلى سرعة أعلى من مواصفات التصميم بسبب زيادة السرعة.
يجب أن تتم الإجراءات التالية خلال هذه الـ 40 مللي ثانية:
- تقيس دوائر القياس الثلاث (القنوات) سرعة الدوران.
- تتم مقارنة القيم المقاسة بشكل مستقل بقيمة الرحلة المحددة.
- تحدد بنية التصويت عدد دوائر القياس التي حددت حدث السرعة الزائدة.
- عندما يكتشف اثنان على الأقل من أجهزة الاستشعار زيادة السرعة، يجب أن يتم تبديل مرحل الإخراج.
في الشكل أدناه، تظهر هذه الخطوات بشكل تخطيطي:
تمثيل تخطيطي لنظام الكشف الإلكتروني للسرعة الزائدة؛ ثلاثة مستشعرات موجهة نحو سطح القياس، متصلة بنظام الكشف حيث يتم التصويت باستخدام مرحل كمخرج.
المصدر: معيار API 670
سبيدسيس
تتحقق فلسفتنا من خلال SpeedSys؛ وهو نظام كشف السرعة الزائدة المصنف SIL للآلات الدوارة. إنه يوفر الطبقة الأساسية للحماية مع بنية مدمجة. تتيح بنيته التقنية الصغيرة footprint وتركيبه منخفض التأثير الحماية المتقدمة لمجموعة واسعة من التطبيقات. يتوفر SpeedSys في نسختين. SpeedSys 200؛ لتطبيقات SIL 2 الأقل تطلبًا وSpeedSys 300 لتطبيقات SIL 3 الصعبة والحرجة.
