Bardzo ważne jest, aby maszyny i instalacje w fabryce działały bez zakłóceń, zwłaszcza gdy fabryka musi pracować przez całą dobę. Nieplanowane przestoje są wysoce niepożądane, ponieważ powodują wysokie i niepotrzebne koszty. Dlatego kluczowe znaczenie ma ciągłe monitorowanie każdej maszyny, a zwłaszcza tych o największym znaczeniu, w celu zapobiegania uszkodzeniom maszyn, które prowadzą do (długotrwałych) nieplanowanych przestojów.
W przypadku istnienia zobowiązania dostawczego wiąże się to również z dodatkowymi kosztami dla firmy. Jeśli fabryka nie może działać przez dłuższy czas z powodu awarii lub uszkodzenia maszyny, firma nie jest w stanie wywiązać się ze swoich zobowiązań dostawczych. Chociaż wymagana jest znaczna inwestycja w system monitorowania, może ona zadecydować o tym, czy uda się zapobiec awarii, czy też do niej dojdzie. Ponadto w znacznym stopniu przyczynia się to do bezpieczeństwa pracowników, fabryki i środowiska. System monitorowania maszyn działa autonomicznie; po zainstalowaniu nikt nie musi ingerować w jego działanie. Gwarantuje to, że system nie jest podatny na potencjalne błędy ludzkie, które są główną przyczyną wypadków przemysłowych.
Przykład
Gdy turbina osiąga nadmierną prędkość z powodu awarii, konsekwencje są katastrofalne, jeśli nie ma systemu monitorowania. Gdy turbina przekroczy maksymalną osiągalną prędkość, system monitorowania musi interweniować, wyłączając turbinę. Dzieje się to, gdy uruchamia się wartość alarmowa, powodując wyłączenie turbiny przez system monitorowania. Wyłączenie maszyny jest ostatnią barierą przed faktycznym wystąpieniem awarii. Często poprzedzają to inne usterki, które powodują, że turbina osiąga nadmierną prędkość. Przykłady takich usterek obejmują problemy z wałem, generatorem lub sprzęgłem.
Izolowana warstwa zabezpieczeń
Izolowana warstwa zabezpieczeń stanowi ostatnią barierę przed wystąpieniem awarii; system monitorowania wyłącza maszynę. Kontynuując poprzedni przykład: turbina gazowa osiąga nadmierną prędkość obrotową i przekracza wstępnie ustawione wartości alarmowe. Przekroczona zostaje maksymalna liczba obrotów na minutę, a maszyna zostaje natychmiast wyłączona. Zanim zadziała izolowana warstwa zabezpieczeń, zazwyczaj poprzedza ją kilka etapów. Jeden błąd prowadzi do kolejnego, aż do osiągnięcia wartości alarmowych i wyłączenia maszyny. W przypadku nadmiernej prędkości błędy mogą pojawiać się tak szybko, że pracownicy nie są w stanie zareagować na czas. Dlatego ogromne znaczenie ma obecność systemu monitorowania, który reaguje w ciągu 40 milisekund (wytyczna API 670). Izolowana warstwa zabezpieczeń nigdy nie jest podłączona do sieci (zewnętrznej), co czyni ją odporną na cyberataki.
Monitorowanie maszyn i monitorowanie stanu technicznego
Systemy monitorowania maszyn są zaprojektowane tak, aby zapewnić wyłączenie maszyny w razie konieczności, jeśli pojawi się sytuacja zagrożenia. Często jest to wynikiem serii błędów. Opcje pomiarów drgań mogą zapewnić jasny obraz stanu maszyny, często umożliwiając interwencję, zanim zostaną osiągnięte wartości alarmowe i uruchomi się system monitorowania maszyn.
Przykład
W 2009 roku doszło do poważnego wypadku w elektrowni wodnej w Rosji (Sayano-Shushenskaya). Drgania spowodowały zmęczenie materiału śrub mocujących zawór turbiny. Śruby pękły, co spowodowało poluzowanie się zaworu i wtargnięcie dużej ilości wody pod wysokim ciśnieniem do pomieszczenia generatora, powodując rozległe zniszczenia. 76 osób zginęło, gdy turbina w elektrowni wodnej eksplodowała z powodu drgań. Oprócz ofiar śmiertelnych elektrownia wodna miała moc wyjściową wynoszącą 6400 MW. Dla porównania: największa elektrownia (węglowa) w Holandii ma moc wyjściową 1560 MW. Nagłe zatrzymanie całej elektrowni wodnej spowodowało, że region pozostał bez prądu. Koszty naprawy wyniosły ponad 1,5 miliarda i trwały ponad 5 lat.
Zmęczenie materiału spowodowane drganiami mogło zostać wykryte przez system monitorowania maszyn (monitorowanie drgań). System monitorowania maszyn (z monitorowaniem stanu technicznego) ma zatem ogromne znaczenie. Chociaż prawdopodobieństwo wystąpienia podobnego zdarzenia jest bardzo małe, konsekwencje są niewyobrażalne.
Monitorowanie maszyn pod kątem bezpieczeństwa
Chociaż nieplanowane przestoje są zawsze niepożądane, system monitorowania maszyn może zapobiec poważnym konsekwencjom, takim jak ofiary śmiertelne, szkody środowiskowe oraz uszkodzenia zakładu (i maszyn). Konsekwencje działania turbiny zbyt podatnej na drgania są niewyobrażalne (jak pokazano na rysunku 1). Oprócz możliwości ofiar śmiertelnych fabryka ulega tak poważnym uszkodzeniom, że przywrócenie jej do stanu gotowości operacyjnej zajmie miesiące (jeśli nie lata). Spowoduje to poważne problemy finansowe i ewentualne trudności z realizacją dostaw. Dotyczy to elektrowni wodnej, w przypadku której istnieje obowiązek dostaw.
- Zobacz też: Znaczenie konserwacji predykcyjnej
