É muito importante que as máquinas/instalações em uma fábrica estejam operacionais, especialmente quando a fábrica precisa funcionar dia e noite. Paradas não planejadas são altamente indesejáveis, pois acarretam custos elevados e desnecessários. Portanto, é crucial monitorar continuamente cada máquina, particularmente as mais críticas, para evitar danos às máquinas, o que leva a paradas não planejadas (prolongadas).
Quando há uma obrigação de entrega, isso também acarreta custos adicionais para a empresa. Se uma fábrica não puder operar por um período prolongado devido a um mau funcionamento ou dano a uma máquina, a empresa não poderá cumprir suas obrigações de entrega. Embora seja necessário um investimento significativo em um sistema de monitoramento, ele pode fazer a diferença entre prevenir um mau funcionamento ou sofrer um. Além disso, contribui significativamente para a segurança dos funcionários, da fábrica e do meio ambiente. Um sistema de monitoramento de máquinas opera de forma autônoma; uma vez instalado, ninguém precisa interferir nele. Isso garante que o sistema não seja suscetível a possíveis erros humanos, que são uma das principais causas de acidentes industriais.
Um exemplo
Quando uma turbina entra em sobre-velocidade devido a um mau funcionamento, as consequências são desastrosas se não houver um sistema de monitoramento. Quando uma turbina excede a velocidade máxima atingível, um sistema de monitoramento deve intervir desligando a turbina. Isso ocorre quando um valor de alarme é acionado, fazendo com que o sistema de monitoramento desligue a turbina. Desligar uma máquina é a última barreira antes que as coisas realmente deem errado. Frequentemente, outros erros precedem esse evento, levando a turbina a entrar em sobre-velocidade. Exemplos desses erros incluem problemas com o eixo, o gerador ou o acoplamento.
Camada isolada de proteção
A camada isolada de proteção é a última barreira antes que algo dê errado; o sistema de monitoramento desliga a máquina. Para dar continuidade ao exemplo anterior: a turbina a gás entra em sobre-velocidade e ultrapassa os valores de alarme pré-definidos. O número máximo de rotações por minuto é excedido, e a máquina é desligada imediatamente. Antes que uma camada isolada de proteção intervenha, geralmente várias etapas a precedem. Um erro leva a outro até que os valores de alarme sejam atingidos e a máquina seja desligada. Em casos de sobre-velocidade, os erros podem ocorrer tão rapidamente que é impossível para os trabalhadores intervir a tempo. A presença de um sistema de monitoramento que responda em até 40 milissegundos (diretriz API 670) é, portanto, de grande importância. A camada isolada de proteção nunca está conectada a uma rede (externa), o que a torna imune a ataques cibernéticos.
Monitoramento de máquinas e monitoramento de condições
Os sistemas de monitoramento de máquinas são projetados para garantir que a máquina seja desligada quando necessário, caso surja uma situação perigosa. Isso geralmente é resultado de uma série de erros. As opções de medição de vibração podem fornecer um panorama claro da condição de uma máquina, muitas vezes permitindo a intervenção antes que os valores de alarme sejam atingidos e o sistema de monitoramento da máquina seja acionado.
Um exemplo
Em 2009, ocorreu um grave acidente em uma usina hidrelétrica na Rússia (Sayano-Shushenskaya). As vibrações causaram fadiga do metal nos parafusos que mantinham a válvula da turbina no lugar. Os parafusos se romperam, fazendo com que a válvula se soltasse, e uma grande quantidade de água sob alta pressão jorrou na sala do gerador, causando danos extensos. 76 pessoas morreram quando a turbina da usina hidrelétrica explodiu devido às vibrações. Além das vítimas, a usina hidrelétrica era responsável por uma produção de 6.400 MW. A título de comparação: a maior usina de energia (a carvão) da Holanda tem uma produção de 1.560 MW. A paralisação repentina de toda a usina hidrelétrica fez com que a região ficasse sem energia. Os custos de reparo totalizaram mais de 1,5 bilhão e levaram mais de 5 anos.
A fadiga do metal causada pelas vibrações poderia ter sido detectada por um sistema de monitoramento de máquinas (monitoramento de vibrações). Um sistema de monitoramento de máquinas (com monitoramento de condições) é, portanto, de grande importância. Embora a chance de algo semelhante acontecer seja muito pequena, as consequências são inimagináveis.
Monitoramento de máquinas para segurança
Embora paradas não planejadas sejam sempre indesejáveis, um sistema de monitoramento de máquinas pode evitar consequências graves, como vítimas (fatais), danos ambientais e danos à fábrica (e às máquinas). As consequências de uma turbina excessivamente suscetível a vibrações são inimagináveis (conforme mostrado na figura 1). Além da possibilidade de vítimas (fatais), a fábrica fica tão danificada que levará meses (se não anos) para voltar a operar. Isso causará graves problemas financeiros e possíveis dificuldades de entrega. Trata-se de uma usina hidrelétrica onde há uma obrigação de entrega.
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