Het is erg belangrijk dat machines/installaties in een fabriek operationeel zijn, vooral wanneer een fabriek dag en nacht moet draaien. Ongeplande downtime is zeer onwenselijk, omdat dit hoge en onnodige kosten met zich meebrengt. Daarom is het van cruciaal belang om elke machine continu te bewaken, vooral de meest kritische, om machineschade, die leidt tot (langdurige) ongeplande downtime, te voorkomen.
Als er een leveringsverplichting is, brengt dit ook extra kosten met zich mee voor het bedrijf. Als een fabriek voor langere tijd niet kan draaien door een storing of schade aan een machine, kan het bedrijf niet aan zijn leveringsverplichtingen voldoen. Hoewel een aanzienlijke investering in een bewakingssysteem vereist is, kan het het verschil maken tussen het voorkomen van een storing of het ondervinden ervan. Bovendien levert het een grote bijdrage aan de veiligheid van de werknemers, de fabriek en het milieu. Een machinebewakingssysteem werkt autonoom; als het eenmaal geïnstalleerd is, hoeft niemand zich ermee te bemoeien. Dit zorgt ervoor dat het systeem niet gevoelig is voor mogelijke menselijke fouten, die een belangrijke oorzaak zijn van industriële ongevallen.
Een voorbeeld
Wanneer een turbine door een storing op overspeed komt, zijn de gevolgen desastreus als er geen bewakingssysteem is. Wanneer een turbine de maximaal haalbare speed overschrijdt, moet een rembewakingssysteem ingrijpen door de turbine uit te schakelen. Dit gebeurt wanneer een alarmwaarde wordt geactiveerd, waardoor het rembewakingssysteem de turbine uitschakelt. Het uitschakelen van een machine is de laatste hindernis voordat het echt fout gaat. Vaak gaan hier andere fouten aan vooraf die ervoor zorgen dat de turbine op overspeed gaat draaien. Voorbeelden van deze fouten zijn problemen met de as, generator of koppeling.
Geïsoleerde beschermingslaag
De geïsoleerde beschermingslaag is de laatste barrière voordat het misgaat; het bewakingssysteem schakelt de machine uit. Om door te gaan met het vorige voorbeeld: de gasturbine raakt overspeed en overschrijdt de vooraf ingestelde alarmwaarden. Het maximale aantal omwentelingen per minuut wordt overschreden en de machine wordt onmiddellijk uitgeschakeld. Voordat een geïsoleerde beschermingslaag ingrijpt, gaan er meestal meerdere stappen aan vooraf. De ene fout leidt tot de andere totdat de alarmwaarden zijn bereikt en de machine wordt uitgeschakeld. In gevallen van overspeed kunnen fouten zo snel optreden dat het voor werknemers onmogelijk is om op tijd in te grijpen. De aanwezigheid van een rembewakingssysteem dat binnen 40 milliseconden reageert (API 670-richtlijn) is daarom van groot belang. De geïsoleerde beschermingslaag is nooit verbonden met een (extern) netwerk waardoor deze immuun is voor cyberaanvallen.
Machinebewaking en conditiebewaking
Machinebewakingssystemen zijn ontworpen om ervoor te zorgen dat de machine wordt uitgeschakeld wanneer dat nodig is als er een gevaarlijke situatie ontstaat. Dit is vaak het gevolg van een reeks fouten. Opties voor vibratiemetingen kunnen een duidelijk beeld geven van de toestand van een machine, waardoor vaak kan worden ingegrepen voordat alarmwaarden worden bereikt en het machinebewakingssysteem uitschakelt.
Een voorbeeld
In 2009 vond er een groot ongeluk plaats in een waterkrachtcentrale in Rusland (Sayano-Shushenskaya). Vibraties veroorzaakten metaalmoeheid in de bouten die de klep van de turbine op zijn plaats hielden. De bouten braken, waardoor de klep losraakte en een grote hoeveelheid water onder hoge druk de generatorkamer in schoot en grote schade veroorzaakte. 76 mensen kwamen om toen de turbine in de waterkrachtcentrale explodeerde als gevolg van vibratie. Naast de slachtoffers was de waterkrachtcentrale verantwoordelijk voor een vermogen van 6400 MW. Ter vergelijking: de grootste energiecentrale (kolenverbranding) in Nederland heeft een vermogen van 1560 MW. De plotselinge stilstand van de hele waterkrachtcentrale betekende dat het gebied zonder stroom kwam te zitten. De reparatiekosten bedroegen meer dan 1,5 miljard en duurden meer dan 5 jaar.
De metaalmoeheid veroorzaakt door de trillingen had gedetecteerd kunnen worden door een machinebewakingssysteem (vibratiemonitoring). Een machinebewakingssysteem (met conditiebewaking) is daarom van groot belang. Ook al is de kans dat iets soortgelijks gebeurt erg klein, de gevolgen zijn onvoorstelbaar.
Machinebewaking voor veiligheid
Hoewel ongepland downtime altijd ongewenst is, kan een machinebewakingssysteem ernstige gevolgen zoals (dodelijke) slachtoffers, milieuschade en schade aan de fabriek (en machines) voorkomen. De gevolgen van een turbine die te gevoelig is voor vibratie zijn onvoorstelbaar (zie figuur 1). Naast de mogelijkheid van (dodelijke) slachtoffers is de fabriek zo beschadigd dat het maanden (zo niet jaren) zal duren voordat deze weer operationeel is. Dit zal leiden tot ernstige financiële problemen en mogelijke leveringsproblemen. Dit betreft een waterkrachtcentrale waar een leveringsverplichting geldt.
- Lees ook: Het belang van voorspellend onderhoud
