É muito importante que as máquinas/instalações em uma fábrica estejam operacionais, especialmente quando a fábrica precisa operar dia e noite. O tempo de inatividade não planejado é altamente indesejável, pois incorre em custos altos e desnecessários. Portanto, é fundamental monitorar continuamente cada máquina, especialmente as mais críticas, para evitar danos à máquina, o que leva a um tempo de inatividade não planejado (prolongado).
Quando há uma obrigação de entrega, isso também acarreta custos adicionais para a empresa. Se uma fábrica não puder operar por um longo período 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 evitar um mau funcionamento ou sofrer um. Além disso, ele contribui muito 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 acontece quando um valor de alarme é acionado, fazendo com que o sistema de monitoramento desligue a turbina. O desligamento de uma máquina é a última barreira antes que as coisas realmente deem errado. Muitas vezes, outros erros precedem esse processo, fazendo com que a turbina entre 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 as coisas deem errado; o sistema de monitoramento desliga a máquina. Continuando com o exemplo anterior, a turbina a gás entra em sobre-velocidade e excede os valores de alarme predefinidos. O número máximo de rotações por minuto é excedido, e a máquina é imediatamente desligada. 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 dentro de 40 milissegundos(diretriz API 670) é, portanto, de grande importância. A camada isolada de proteção nunca é 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 o resultado de uma série de erros. As opções de medições de vibração podem fornecer uma imagem clara 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 acidente grave 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 quebraram, fazendo com que a válvula se soltasse e uma grande quantidade de água sob alta pressão fosse lançada na sala do gerador, causando grandes danos. 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 6400 MW. Para efeito de comparação, a maior usina de energia (combustão de carvão) da Holanda tem uma potência de 1560 MW. A paralisação repentina de toda a usina hidrelétrica fez com que a área 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 da máquina (monitoramento de vibração). 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 o tempo de inatividade não planejado seja sempre indesejável, um sistema de monitoramento de máquinas pode evitar consequências graves, como acidentes (fatais), danos ambientais e danos à fábrica (e às máquinas). As consequências de uma turbina que é muito suscetível a vibrações são inimagináveis (conforme mostrado na figura 1). Além da possibilidade de vítimas (fatais), a fábrica está tão danificada que levará meses (se não anos) para voltar a funcionar. Isso causará graves problemas financeiros e possíveis problemas de entrega. Isso se refere a uma usina hidrelétrica em que há uma obrigação de entrega.
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