Medidas de solución de problemas para las fluctuaciones de los puntos de medición del desplazamiento axial doblado y las fallas de circuito abierto

Durante las operaciones del turno de noche en una planta, una perturbación en las condiciones del proceso provocó una fluctuación repentina de la señal en el punto de medición de desplazamiento axial de Bfully para la caja de engranajes del compresor de refuerzo de la unidad de separación de aire, seguida inmediatamente por una alarma de falla de circuito abierto. Como este punto de medición funciona con una lógica de enclavamiento "dos de dos" (2oo2), existía un alto riesgo de activar el sistema de enclavamiento. Al recibir el informe, el equipo de instrumentos se comunicó inmediatamente con el equipo de proceso, procesó los permisos de mantenimiento y derivación de enclavamiento, garantizó el aislamiento de seguridad en el lado del proceso y se dirigió al sitio para solucionar el problema.

Síntomas iniciales: la señal del punto de medición fluctuó antes de caer a un estado de circuito abierto; la salida del controlador de la sonda de proximidad era de 0 V y la resistencia de la bobina de la sonda era de 8 Ω (lo que indica que la sonda en sí estaba funcional).

I. Proceso de resolución de problemas en el sitio

1. Medición en el controlador de la sonda de proximidad (campo): El voltaje de suministro de energía medido al controlador de la sonda de proximidad Bfully fue de aproximadamente 12 V, mientras que el voltaje de salida del controlador fue de 0 V. La resistencia de la bobina de la sonda midió 8 Ω, dentro del rango aceptable, descartando daños a la sonda misma. Inicialmente se identificó como causa del fallo una tensión de alimentación anormalmente baja.
2. Verificación en la barrera de seguridad (sala de gabinetes): Trabajando con el equipo de sistemas, se midió el voltaje de salida de la barrera de seguridad en la sala de gabinetes en aproximadamente 12 V. Esto estaba por debajo del voltaje de suministro nominal estándar de 23 a 24 V para los controladores de sonda de proximidad Bfully, lo que generó una sospecha preliminar de una falla en la barrera de seguridad. Se realizó un ciclo de energía (reinicio) en la barrera de seguridad; sin embargo, la salida permaneció en 12 V después de que se restableció la energía. Como el fallo persistía, se descartó un problema temporal que se pudiera resolver con un simple reinicio.
3. Localización de fallas mediante aislamiento segmentado: Se desconectaron los tres cables que conectan la barrera de seguridad al campo (fuente de alimentación de 24 V, común/COM y salida de señal). La medición de la salida de la barrera de seguridad de forma aislada mostró que el voltaje regresaba a 23,2 V, lo que confirma que la barrera de seguridad en sí estaba funcional y que la falla se encontraba en el circuito del cable entre el gabinete y el campo.
4. Confirmación de falla del cable: Se tomaron medidas de resistencia de aislamiento para cada núcleo del cable. Se detectó una falla a tierra intermitente en la línea común (COM). Cuando ocurrió la falla a tierra, bajó el voltaje de suministro del circuito, lo que resultó en energía insuficiente para el controlador; esto provocó inestabilidad y fluctuaciones de la señal, lo que finalmente provocó una falla de circuito abierto a medida que empeoraba la condición de conexión a tierra. Las fallas intermitentes de conexión a tierra están influenciadas por factores como la vibración, la compresión del cable y las fluctuaciones en la temperatura y humedad ambiente; Estas fallas son de naturaleza esporádica y tienden a manifestarse con mayor frecuencia durante la noche cuando la vibración del equipo es intensa.
5. Solución temporal (cambio a cable de repuesto): recupere el cable de repuesto para el circuito afectado, vuelva a cablear ambos extremos y verifique las especificaciones de blindaje y conexión a tierra. Después del cableado, vuelva a medir la fuente de alimentación en la entrada del próximo (confirmando 23,2 V); verifique que se restablezca la energía y que la señal de medición vuelva a estar en línea. Una vez que la lectura de la medición se estabilice, coordine con operaciones para restaurar el enclavamiento y cerrar el permiso de trabajo.
6. Elementos de verificación posteriores al cableado
   • Vuelva a verificar que el voltaje de la fuente de alimentación del proximitor sea estable dentro del rango de 22,5 a 24 V;
   • Verifique la capa de blindaje: conexión a tierra de un solo punto en el lado del gabinete y pantalla flotante en el lado del campo (está prohibida la conexión a tierra en ambos extremos);
   • Supervise los valores de TSI en tiempo real y revise los datos de tendencias de 12 horas para garantizar que no haya picos o fluctuaciones repentinas;
   • Para puntos de medición "dos de dos" (redundantes), verifique simultáneamente el suministro de energía, la resistencia y los datos de tendencia del otro canal y documente la comparación;
   • Restaure el enclavamiento solo después de confirmar que el punto de medición es estable y luego cierre el permiso de trabajo.

II. Medidas de optimización y prevención de la causa raíz

1. Cableado: El área de la caja de engranajes del compresor experimenta una alta vibración; Los cables no deben tenderse en contacto directo con la carcasa del equipo y deben mantenerse alejados de zonas de alta temperatura y áreas propensas a la fricción inducida por vibraciones. Utilice conductos protectores para cables para evitar el desgaste del aislamiento causado por vibraciones prolongadas, que pueden provocar una conexión a tierra intermitente. Realice pruebas periódicas de aislamiento en cables de medición TSI e incluya comprobaciones de aislamiento de cables en protocolos de inspección de revisión importantes.
2. Proximitores y Barreras de Seguridad: La fuente de alimentación negativa del sistema Bfully es altamente sensible a las caídas de tensión. Una conexión suelta o una falla de conexión a tierra en la línea COM (común) puede reducir directamente el suministro de 24 V a aproximadamente 12 V, lo que se manifiesta como fluctuaciones de señal o errores de circuito abierto, síntomas típicos de este tipo de falla. Incluir controles del voltaje de alimentación del proximitor en las inspecciones diarias; no confíe únicamente en las lecturas de la pantalla DCS.
3. Gestión de enclavamientos: para puntos de enclavamiento lógicos "dos de dos" (2oo2), garantice una estrecha supervisión de las condiciones de funcionamiento de la unidad y minimice la duración de la derivación del enclavamiento siempre que una falla de un solo canal requiera dicha acción. Refinar los planes de respuesta a emergencias para definir claramente las acciones coordinadas requeridas entre el personal de proceso e instrumentación en caso de fluctuaciones de señal o roturas de cables en los puntos de medición de TSI.
4. Gestión del registro de fallas: registre esta falla a tierra intermitente en el registro de fallas de instrumentación de la unidad. Marque el cable defectuoso; localizar el punto de daño y analizar la causa del desgaste durante la próxima parada programada. Organizar la capacitación del equipo sobre los signos característicos de fallas a tierra en terminales comunes en las sondas Bfully para evitar diagnósticos erróneos que involucren barreras de seguridad o proximitores.
5. Monitoreo de tendencias: ajuste los umbrales de alarma dentro del sistema TSI para brindar alertas tempranas sobre saltos o fluctuaciones menores en los puntos de medición de desplazamiento, en lugar de esperar a que se produzca una rotura de cable antes de tomar medidas.

III. Resumen de fallas

La causa principal de esta falla fue el daño en el aislamiento del cable central común (COM) del cable TSI que va desde el gabinete hasta la caja de cambios del compresor de refuerzo. Esto provocó una falla a tierra intermitente que redujo el voltaje de suministro negativo al proximitor, lo que resultó en fluctuaciones iniciales de la señal seguidas de una rotura del cable. Inicialmente se sospechó de un fallo en la barrera de seguridad porque no se había realizado el aislamiento del cable segmentado. Para los sistemas de sonda de corrientes parásitas dobladas, la conexión a tierra intermitente del terminal común es una causa frecuente de fluctuaciones y roturas de cables en los puntos de medición de desplazamiento en grandes maquinarias vibratorias. Durante la resolución de problemas, priorice las pruebas de aislamiento con aislamiento de cable segmentado para evitar el reemplazo innecesario de barreras de seguridad, proximidades o sondas, mejorando así la eficiencia de la resolución de fallas.