Меры устранения неполадок при колебаниях точек измерения сгибающегося осевого смещения и неисправностях открытой цепи

Во время ночных работ на заводе нарушение технологических условий вызвало внезапное колебание сигнала на точке измерения осевого смещения Bently для редуктора компрессора разделения воздуха, за которым немедленно последовал сигнал об обрыве цепи. Поскольку эта точка измерения работает по логике блокировки «два из двух» (2oo2), существовал высокий риск срабатывания системы блокировки. Получив сообщение, группа по обслуживанию приборов немедленно связалась с технологической группой, оформила разрешения на техническое обслуживание и обход блокировки, обеспечила безопасную изоляцию со стороны технологического процесса и приступила к устранению неисправности на месте.

Первоначальные симптомы: Сигнал точки измерения колебался, прежде чем перейти в состояние обрыва цепи; выходной сигнал драйвера датчика приближения составлял 0 В, а сопротивление катушки датчика было 8 Ом (что указывает на исправность самого датчика).

I. Процесс устранения неисправностей на месте

1. Измерение на драйвере датчика приближения (поле): Измеренное напряжение питания драйвера датчика приближения Bently составляло приблизительно 12 В, в то время как выходное напряжение драйвера составляло 0 В. Сопротивление катушки датчика составило 8 Ом — в пределах допустимого диапазона — что исключает повреждение самого датчика. В качестве предварительной причины неисправности было определено аномально низкое напряжение питания.
2. Проверка на барьере безопасности (шкаф): Совместно с группой систем было измерено выходное напряжение барьера безопасности в шкафу, которое составило приблизительно 12 В. Это было ниже стандартного номинального напряжения питания 23–24 В для драйверов датчиков приближения Bently, что привело к предварительному подозрению на неисправность барьера безопасности. Было выполнено повторное включение питания (перезапуск) барьера безопасности; однако после восстановления питания выходное напряжение осталось на уровне 12 В. Поскольку неисправность сохранялась, временная проблема, устранимая простым перезапуском, была исключена.
3. Локализация неисправности путем сегментированной изоляции: Были отсоединены три кабеля, соединяющие барьер безопасности с полем (питание 24 В, общий/COM и выход сигнала). Измерение выходного напряжения барьера безопасности в изоляции показало, что напряжение вернулось к 23,2 В, подтвердив исправность самого барьера безопасности и то, что неисправность находится в кабельной цепи между шкафом и полем.
4. Подтверждение неисправности кабеля: Были проведены измерения сопротивления изоляции каждого сердечника кабеля. На общей (COM) линии был обнаружен периодический замыкание на землю. Когда происходило замыкание на землю, оно снижало напряжение питания цепи, что приводило к недостаточному питанию драйвера; это вызывало нестабильность и колебания сигнала, в конечном итоге приводя к обрыву цепи по мере ухудшения состояния заземления. Периодические замыкания на землю зависят от таких факторов, как вибрация, сжатие кабеля и колебания температуры и влажности окружающей среды; эти неисправности носят спорадический характер и чаще проявляются ночью, когда вибрация оборудования интенсивна.
5. Временное устранение (замена на запасной кабель): Извлечь запасной кабель для соответствующей цепи, переподключить оба конца и проверить соответствие спецификациям экранирования и заземления. После подключения повторно измерить напряжение питания на входе проксимитора (подтвердив 23,2 В); убедиться, что питание восстановлено и сигнал измерения снова активен. После стабилизации показаний измерения скоординировать действия с эксплуатационным персоналом для восстановления блокировки и закрытия разрешения на работу.
6. Элементы проверки после подключения кабеля
   • Повторно убедиться, что напряжение питания проксимитора стабильно в диапазоне 22,5–24 В;
   • Проверить слой экранирования: одноточечное заземление со стороны шкафа и плавающее экранирование со стороны поля (запрещено заземление с обеих сторон);
   • Отслеживать значения TSI в реальном времени и просматривать данные тренда за 12 часов, чтобы убедиться в отсутствии резких скачков или колебаний;
   • Для точек измерения «два из двух» (резервных) одновременно проверить питание, сопротивление и данные тренда другого канала, а также задокументировать сравнение;
   • Восстановить блокировку только после подтверждения стабильности точки измерения, затем закрыть разрешение на работу.

II. Меры по предотвращению и оптимизации первопричин

1. Кабельная проводка: Зона редуктора компрессора подвержена сильной вибрации; кабели не должны прокладываться в прямом контакте с корпусом оборудования и должны находиться вдали от зон с высокой температурой и участков, подверженных трению, вызванному вибрацией. Использовать защитные короба для кабелей, чтобы предотвратить износ изоляции, вызванный длительной вибрацией, которая может привести к периодическому замыканию на землю. Проводить периодические испытания изоляции измерительных кабелей TSI и включать проверку изоляции кабелей в протоколы капитального ремонта.
2. Проксимиторы и барьеры безопасности: Отрицательное питание системы Bently очень чувствительно к падениям напряжения. Ослабленное соединение или замыкание на землю на линии COM (общей) может напрямую снизить напряжение питания 24 В примерно до 12 В, проявляясь как колебания сигнала или ошибки обрыва цепи — типичные симптомы такого типа неисправности. Включить проверку напряжения питания проксимитора в ежедневные осмотры; не полагаться только на показания дисплея DCS.
3. Управление блокировками: Для точек блокировки с логикой «два из двух» (2oo2) обеспечить тщательный мониторинг рабочих условий агрегата и минимизировать продолжительность обхода блокировки всякий раз, когда неисправность одного канала требует таких действий. Усовершенствовать планы аварийного реагирования, чтобы четко определить скоординированные действия, требуемые от технологического и контрольно-измерительного персонала в случае колебаний сигнала или обрыва проводов на точках измерения TSI.
4. Управление журналом неисправностей: Записать данное периодическое замыкание на землю в журнал неисправностей контрольно-измерительных приборов агрегата. Отметить неисправный кабель; определить место повреждения и проанализировать причину износа при следующем плановом останове. Организовать обучение персонала по характерным признакам замыкания на землю общего терминала в датчиках Bently, чтобы предотвратить ошибочную диагностику, связанную с барьерами безопасности или проксимиторами.
5. Мониторинг трендов: Настроить пороговые значения сигнализации в системе TSI для раннего предупреждения о незначительных скачках или колебаниях в точках измерения смещения, вместо того чтобы ждать обрыва провода перед принятием мер.

III. Сводка по неисправности

Первопричиной данной неисправности стало повреждение изоляции общего (COM) сердечника кабеля, идущего от шкафа к редуктору компрессора. Это вызвало периодическое замыкание на землю, которое снизило отрицательное напряжение питания проксимитора, что привело к первоначальным колебаниям сигнала, за которыми последовал обрыв провода. Неисправность барьера безопасности была первоначально заподозрена из-за того, что не была выполнена сегментированная изоляция кабеля. Для систем вихретоковых датчиков Bently периодическое замыкание на землю общего терминала является частой причиной колебаний и обрывов проводов в точках измерения смещения на крупном вибрирующем оборудовании. При устранении неисправностей следует отдавать приоритет испытаниям изоляции с сегментированной изоляцией кабеля, чтобы избежать ненужной замены барьеров безопасности, проксимиторов или датчиков, тем самым повышая эффективность устранения неисправностей.