A norma API 670

A norma API 670, para sistemas de proteção de máquinas do American Petroleum Institute, é amplamente reconhecida na indústria e é usada ativamente por reguladores e operadores em todo o mundo.

A norma API 670 descreve os requisitos mínimos para um sistema de proteção de máquinas (SPM) que mede a vibração do veio e da carcaça, posição do eixo, velocidade de rotação do eixo, queda da haste do pistão, sobre-velocidade, retorno (surge) e/ou temperaturas críticas da máquina. Para reduzir a probabilidade de má interpretação, o API 670 também inclui instruções detalhadas que se aplicam ao projetar, aplicar, testar e manter sistemas de proteção de máquinas.

Observação: este artigo faz referência à API 670, 5ª edição (novembro de 2014) para destacar e discutir algumas das especificações gerais de projeto descritas na seção 4 desta norma. O tipo negrito é usado para se referir às seções correspondentes e os números das seções (4.x) são adicionados quando úteis.

Uma estratégia eficaz de um sistema de proteção de máquinas

Seja na geração de energia, no acionamento de equipamentos de processo, na compressão ou bombagem de fluidos, a falha de ativos críticos de produção pode ter resultados catastróficos, caros ou apenas demorados. Em geral, as considerações mais importantes são a segurança do pessoal, a possibilidade de danos substanciais à máquina ou perdas de produção que levam a um impacto financeiro. Para ajudar a evitar este tipo de eventos, deve ser instalado um sistema de proteção de máquinas com características e funções apropriadas (4.11) a fim de proteger a máquina e o ambiente ao seu redor. O SPM deve gerar alarmes (com níveis de alerta e perigo) em tempo útil, quando ocorrerem situações indesejadas, para que se possam tomar ações corretivas. No caso de alarmes de perigo (normalmente relacionados com a segurança), os SPM normalmente usam um relé para acionar um sistema de controle de nível de sistema, como seja por exemplo, um sistema de controle de turbina, a fim de iniciar automaticamente uma paragem segura (“desarme”) da máquina.

Para que uma estratégia de proteção de máquina, seja eficaz, as medições devem ser precisas e fiáveis. Consequentemente, o API 670 lista os requisitos de precisão (4.5) para diferentes cadeias de medida, em diferentes gamas de temperatura, para operação normal do sistema ou para teste. A fiabilidade (4.17) do SPM, bem como a segurança do sistema, proteções, autotestes e diagnósticos (4.16), são outras considerações essenciais para a operação contínua e ininterrupta, requerida por longos períodos de tempo, em aplicações industriais.

O conceito de segregação na API670

Independência e separação de sistemas, componentes ou peças é um conceito de projeto importante subjacente em todo a norma. Por exemplo:

A segregação (4.8) exige que o SPM seja totalmente separado de quaisquer outros sistemas, como seja outro sistema de proteção, sistemas de controle ou sistemas de monitorização de condição (CMS).
Dentro do SPM, todos os loops de proteção das máquinas são normalmente cableados (a comunicação sem fio não é permitida aqui) e as interconexões com outros dispositivos no loop de paragem automática da máquina, são implementadas por meio de relés de saída do sistema (4.12).
Um problema com uma cadeia de medição, canal de entrada ou processamento de sinal não deve afetar nenhum outro canal. Isto aplica-se às fontes de alimentação do sistema (4.10), bem como às fontes de alimentação de sensores individuais. Para mitigar estas falhas, os SPM costumam usar fontes de alimentação redundantes (11).
Os links de comunicação digital (4.13) para sistemas fora do SPM, como um CMS, não devem afetar as funções de proteção das máquinas. Isto também se aplica a saídas analógicas com buffer (“raw”), mesmo no caso de um curto-circuito nessas saídas.
Da mesma forma, a intercambialidade (4.6) implica que deve ser possível substituir física e eletricamente os componentes do SPM in-situ, sem sair dos requisitos de precisão de medição.

Requisitos ambientais da norma API670

Os sistemas de proteção de máquinas são frequentemente implantados em ambientes industriais ou outros ambientes hostis, onde são necessários armários de sistema específicos e requisitos ambientais (4.9) para cumprir diferentes classificações de área. Estes ambientes podem implicar desafiadoras gamas de temperatura (4.1), humidade (4.2), condições de choque (4.3) e a necessidade de resistência química (4.4). Portanto, as cadeias de medição, geralmente, precisam de ser construídas com materiais resistentes à corrosão. Embora a cablagem deva ser protegida por proteções rígidas e caixas de junção, conforme descrito na seção de cablagem e sua condução (4.14), o que também ajuda a minimizar os efeitos da interferência eletromagnética (EMI) frequentemente encontrada em ambientes industriais. Os exemplos incluem a segregação de fios de sinal e energia ou o uso de cabos blindados.

Outras questões elétricas, como a ligação à terra (4.15), podem afetar negativamente os sinais elétricos. O impacto do aterramento incorreto ou ausente, varia de ruído e interferência, até ao pior cenário em que a fuga elétrica pelo chassi, causa danos aos componentes do instrumento ou até mesmo ferimentos a pessoas.

A API 670 também menciona a definição do projeto e os requisitos de execução relacionados com o âmbito do fornecimento e responsabilidade (4.7) que dizem respeito às partes interessadas, desde fornecedores de sistemas até proprietários.

Conclusão

É importante uma compreensão e apreciação dos requisitos gerais da norma API 670, descritos acima, porque a API 670 é uma das normas internacionais mais amplamente aplicadas para a proteção de máquinas.

Para a Meggitt Vibro-Meter, é fundamental que os produtos e instrumentação sejam totalmente compatíveis com API 670. No entanto, todos os envolvidos no projeto, seleção, instalação, operação ou documentação de tais sistemas podem beneficiar desta importante referência, que está repleta de conhecimento coletivo e boas práticas de engenharia.