Misure di risoluzione dei problemi per le fluttuazioni dei punti di misurazione dello spostamento assiale curvo e i guasti del circuito aperto

Durante le operazioni del turno di notte in un impianto, un disturbo nelle condizioni di processo ha causato una fluttuazione improvvisa del segnale nel punto di misurazione dello spostamento assiale Bently per il riduttore del compressore booster dell'unità di separazione dell'aria, seguita immediatamente da un allarme di guasto a circuito aperto. Poiché questo punto di misurazione opera su una logica di interblocco "due su due" (2oo2), vi era un alto rischio di attivazione del sistema di interblocco. Al ricevimento del rapporto, il team di strumentazione ha immediatamente contattato il team di processo, ha elaborato i permessi di manutenzione e bypass dell'interblocco, ha garantito l'isolamento di sicurezza sul lato di processo e si è recato sul posto per risolvere il problema.

Sintomi iniziali: Il segnale del punto di misurazione è fluttuato prima di cadere in uno stato di circuito aperto; l'uscita del driver della sonda di prossimità era 0V e la resistenza della bobina della sonda era 8Ω (indicando che la sonda stessa era funzionante).

I. Processo di risoluzione dei problemi sul campo

1. Misurazione al driver della sonda di prossimità (campo): La tensione di alimentazione misurata al driver della sonda di prossimità Bently era di circa 12V, mentre la tensione di uscita del driver era 0V. La resistenza della bobina della sonda misurata era 8Ω, rientrando nell'intervallo accettabile, escludendo danni alla sonda stessa. Una tensione di alimentazione anormalmente bassa è stata preliminarmente identificata come causa del guasto.
2. Verifica alla barriera di sicurezza (sala quadri): Lavorando con il team di sistemi, la tensione di uscita della barriera di sicurezza nella sala quadri è stata misurata a circa 12V. Questo era inferiore alla tensione di alimentazione nominale standard di 23-24V per i driver delle sonde di prossimità Bently, portando a un sospetto preliminare di guasto della barriera di sicurezza. È stato eseguito un ciclo di alimentazione (riavvio) sulla barriera di sicurezza; tuttavia, l'uscita è rimasta a 12V dopo il ripristino dell'alimentazione. Poiché il guasto persisteva, un problema temporaneo risolvibile con un semplice riavvio è stato escluso.
3. Localizzazione del guasto tramite isolamento segmentato: I tre cavi che collegano la barriera di sicurezza al campo (alimentazione 24V, comune/COM e uscita segnale) sono stati scollegati. La misurazione dell'uscita della barriera di sicurezza in isolamento ha mostrato che la tensione è tornata a 23,2V, confermando che la barriera di sicurezza stessa era funzionante e che il guasto si trovava nel circuito del cavo tra il quadro e il campo.
4. Conferma del guasto del cavo: Sono state effettuate misurazioni di resistenza di isolamento per ogni nucleo del cavo. È stato rilevato un guasto intermittente a terra sulla linea comune (COM). Quando si verificava il guasto a terra, questo abbassava la tensione di alimentazione del circuito, causando un'alimentazione insufficiente al driver; ciò ha causato instabilità e fluttuazioni del segnale, portando infine a un guasto a circuito aperto con il peggioramento della condizione di messa a terra. I guasti intermittenti a terra sono influenzati da fattori quali vibrazioni, compressione del cavo e fluttuazioni della temperatura e dell'umidità ambientali; questi guasti sono di natura sporadica e tendono a manifestarsi più frequentemente di notte, quando le vibrazioni delle apparecchiature sono intense.
5. Rimedio temporaneo (sostituzione con cavo di riserva): Recuperare il cavo di riserva per il circuito interessato, ricablare entrambe le estremità e verificare le specifiche di schermatura e messa a terra. Dopo il cablaggio, rimisurare l'alimentazione all'ingresso del proximitor (confermando 23,2V); verificare che l'alimentazione sia ripristinata e che il segnale di misurazione sia tornato online. Una volta stabilizzata la lettura della misurazione, coordinarsi con le operazioni per ripristinare l'interblocco e chiudere il permesso di lavoro.
6. Elementi di verifica post-cablaggio
   • Verificare nuovamente che la tensione di alimentazione del proximitor sia stabile nell'intervallo 22,5-24V;
   • Controllare lo strato di schermatura: messa a terra a punto singolo sul lato quadro e schermo flottante sul lato campo (la messa a terra su entrambe le estremità è vietata);
   • Monitorare i valori TSI in tempo reale e rivedere i dati di tendenza a 12 ore per assicurarsi che non ci siano picchi o fluttuazioni improvvise;
   • Per i punti di misurazione "due su due" (ridondanti), verificare contemporaneamente l'alimentazione, la resistenza e i dati di tendenza dell'altro canale, e documentare il confronto;
   • Ripristinare l'interblocco solo dopo aver confermato la stabilità del punto di misurazione, quindi chiudere il permesso di lavoro.

II. Misure di prevenzione e ottimizzazione della causa principale

1. Cablaggio: L'area del riduttore del compressore è soggetta a elevate vibrazioni; i cavi non devono essere instradati a diretto contatto con la carcassa dell'apparecchiatura e devono essere tenuti lontani da zone ad alta temperatura e aree soggette ad attrito indotto da vibrazioni. Utilizzare condotti protettivi per i cavi per prevenire l'usura dell'isolamento causata da vibrazioni a lungo termine, che possono portare a messa a terra intermittente. Condurre test periodici di isolamento sui cavi di misurazione TSI e includere controlli dell'isolamento dei cavi nei protocolli di ispezione delle revisioni principali.
2. Proximitor e barriere di sicurezza: L'alimentazione negativa del sistema Bently è molto sensibile alle cadute di tensione. Una connessione allentata o un guasto a terra sulla linea COM (comune) possono abbassare direttamente l'alimentazione a 24V a circa 12V, manifestandosi come fluttuazioni del segnale o errori di circuito aperto, sintomi tipici di questo tipo di guasto. Includere i controlli della tensione di alimentazione del proximitor nelle ispezioni giornaliere; non fare affidamento esclusivamente sulle letture del display DCS.
3. Gestione degli interblocchi: Per i punti di interblocco con logica "due su due" (2oo2), garantire un monitoraggio attento delle condizioni operative dell'unità e ridurre al minimo la durata del bypass dell'interblocco ogni volta che un guasto a singolo canale lo richiede. Affinare i piani di risposta alle emergenze per definire chiaramente le azioni coordinate richieste tra il personale di processo e di strumentazione in caso di fluttuazioni del segnale o interruzioni del filo nei punti di misurazione TSI.
4. Gestione del registro guasti: Registrare questo guasto intermittente a terra nel registro guasti di strumentazione dell'unità. Marcare il cavo difettoso; individuare il punto di danneggiamento e analizzare la causa dell'usura durante il prossimo arresto programmato. Organizzare formazione del team sui segni caratteristici dei guasti a terra del terminale comune nelle sonde Bently per prevenire diagnosi errate che coinvolgono barriere di sicurezza o proximitor.
5. Monitoraggio delle tendenze: Regolare le soglie di allarme all'interno del sistema TSI per fornire avvisi precoci per piccoli salti o fluttuazioni nei punti di misurazione dello spostamento, piuttosto che attendere che si verifichi un'interruzione del filo prima di agire.

III. Riepilogo del guasto

La causa principale di questo guasto è stato il danneggiamento dell'isolamento del filo del nucleo comune (COM) del cavo TSI che va dal quadro al riduttore del compressore booster. Ciò ha causato un guasto intermittente a terra che ha abbassato la tensione di alimentazione negativa al proximitor, provocando fluttuazioni iniziali del segnale seguite da un'interruzione del filo. Inizialmente si è sospettato un guasto della barriera di sicurezza perché non era stato eseguito un isolamento segmentato del cavo. Per i sistemi di sonde a correnti parassite Bently, la messa a terra intermittente del terminale comune è una causa frequente di fluttuazioni e interruzioni del filo nei punti di misurazione dello spostamento su macchinari vibranti di grandi dimensioni. Durante la risoluzione dei problemi, dare priorità ai test di isolamento con isolamento segmentato del cavo per evitare la sostituzione non necessaria di barriere di sicurezza, proximitor o sonde, migliorando così l'efficienza della risoluzione dei guasti.