Passos para análise de falhas em instrumentos

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Atualmente, com o aumento contínuo do nível de automação nas indústrias de petróquímica, aço, papel, alimentos e medicamentos, são exigidos padrões técnicos mais elevados dos profissionais responsáveis pela manutenção dos instrumentos de medição em campo. Para reduzir o tempo de reparo de falhas nos instrumentos e garantir a produção segura, além de aumentar a eficiência econômica, este artigo apresenta algumas experiências de manutenção em campo de instrumentos, para servir de referência aos profissionais responsáveis pela sua manutenção. 　　I. Passos básicos para a análise de falhas no sistema de instrumentos de campo 　　　 Os parâmetros medidos pelos instrumentos de campo geralmente se dividem em quatro categorias: temperatura, pressão, vazão e nível do líquido. 　　　　Agora, com base nos diferentes parâmetros de medição, analisamos onde se encontram os defeitos nos instrumentos de campo. 　　　　1. Primeiramente, antes de analisar os defeitos dos instrumentos de medição no local, é necessário compreender de maneira detalhada o processo de produção do sistema de instrumentos em questão, as condições e procedimentos de fabricação, bem como o projeto e as intenções por trás desse sistema. Além disso, é preciso conhecer a estrutura, as características, o desempenho e os requisitos dos parâmetros do sistema de instrumentos. 　　　　2. Antes de analisar e verificar os defeitos no sistema de instrumentos no local, é necessário obter informações dos operários sobre a carga de produção e as variações nos parâmetros das matérias-primas. Além disso, devem-se analisar as curvas de registro dos instrumentos com problemas, a fim de determinar a causa do defeito. 　　　　3. Se a curva de registro do instrumento for uma linha reta (uma linha sem nenhuma variação é chamada de linha reta), ou se a curva de registro, que antes era ondulada, agora se tornar repentinamente uma linha reta ； É muito provável que o problema esteja no sistema de instrumentos. Isso porque, atualmente, a maioria dos instrumentos de medição é composta por sistemas computacionais DCS, que possuem sensibilidade muito alta, permitindo que as mudanças nos parâmetros sejam detectadas com grande precisão. Neste momento, é possível alterar artificialmente os parâmetros do processo, para observar como a curva se modifica. Se não houver mudanças, é quase certo que há algum problema no sistema de instrumentos ； Se houver mudanças normais, pode-se concluir que não há problemas graves no sistema de instrumentos. 　　　　4. Ao alterar os parâmetros do processo, observa-se que a curva de registro sofre mudanças bruscas ou atinge valores máximos ou mínimos. Nesses casos, o problema geralmente está no sistema de instrumentos. 　　　　5. Antes do surgimento da falha, a curva de registro do instrumento se mantinha normal. Após o início das flutuações, a curva de registro torna-se irregular ou faz com que seja difícil controlar o sistema; até mesmo as operações manuais perdem sua eficácia. Nesse caso, a falha pode ser causada pelo sistema de operação do processo. 　　　　6. Quando se perceber que os instrumentos de display do DCS não estão funcionando corretamente, é possível ir ao local para verificar os valores indicados pelos mesmos instrumentos visuais. Se houver uma grande diferença entre esses valores, é provável que haja algum problema no sistema de instrumentos. 　　　　Em resumo, ao analisar as causas de falhas nos instrumentos de medição no local, é necessário prestar atenção especial às mudanças nas características do objeto de controle e das válvulas de controle em questão. Tudo isso pode ser a causa de falhas no sistema de instrumentos de medição. Portanto, precisamos considerar e analisar cuidadosamente os dois aspectos: o sistema de instrumentação no local e o sistema operacional do processo, a fim de identificar a causa do problema. 　　II. Etapas de análise de falhas no sistema de controle de instrumentos para os quatro principais parâmetros de medição 　　1. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de temperatura 　　　　Ao analisar as falhas no sistema de instrumentos de controle de temperatura, é necessário prestar atenção em dois pontos: os instrumentos desse sistema costumam utilizar mecanismos elétricos para realizar medições, indicações e controles ； As medições dos instrumentos desse sistema costumam ter um grande atraso. 　　　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de medidores de temperatura muda abruptamente para o máximo ou mínimo, geralmente é um defeito no sistema de medidores. Como o sistema de instrumentos de temperatura apresenta um grande atraso na medição, não ocorrem mudanças repentinas. Nesse caso, as causas dos problemas são, na maioria das vezes, o rompimento dos termopares, das resistências térmicas ou dos fios de compensação, ou ainda a falha no amplificador do transmissor. 　　　　(2) O sistema de instrumentos de controle de temperatura indica oscilações rápidas, o que geralmente é causado por ajustes inadequados dos parâmetros PID de controle. 　　　　(3) O sistema de instrumentos de controle de temperatura indica flutuações lentas e significativas, o que provavelmente se deve a mudanças nas condições de operação do processo. Se não houver mudanças nas condições de operação, é provável que haja um problema no próprio sistema de controle dos instrumentos. 　　　　(4) Etapas de análise de falhas no próprio sistema de controle de temperatura: Verificar se o sinal de entrada do válvula reguladora está mudando. Se o sinal de entrada não mudar, a válvula reguladora continuará a funcionar; caso contrário, há vazamento na membrana da válvula reguladora ； Verifique se o sinal de entrada do localizador da válvula de regulação está mudando. Se o sinal de entrada não mudar, mas o sinal de saída sim, então há um problema no localizador ； Verifique se há mudanças no sinal de entrada do localizador. Em seguida, verifique se há mudanças na saída do regulador. Se a entrada do regulador não mudar, mas a saída mudar, nesse caso trata-se de um defeito no próprio regulador. 　　2. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de pressão 　　　　(1) Quando ocorrem flutuações rápidas nos indicadores do sistema de controle de pressão, deve-se primeiro verificar se há alguma mudança nas condições de operação do processo. Geralmente, essas mudanças são causadas por problemas na operação do processo ou pela configuração inadequada dos parâmetros PID do regulador. 　　　　(2) Quando os indicadores do sistema de controle de pressão não funcionam corretamente, e a pressão não muda mesmo com alterações nas operações do processo, o problema geralmente está no sistema de medição de pressão. Primeiro, verifique se há obstruções no sistema de tubulações de medição da pressão. Se não houver obstruções, verifique se há alguma alteração no sistema de saída do transmissor de pressão. Se houver alterações, o problema está no sistema de indicação de medição do controlador. 　　3. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de vazão 　　　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de vazão atinge seu mínimo, primeiro verifique os instrumentos de medição no local. Se estiverem funcionando normalmente, a falha está nos instrumentos de display. Quando as indicações dos instrumentos de medição no local também estão no mínimo, verifique a abertura da válvula de regulação. Se a abertura da válvula for zero, geralmente há um problema entre a válvula de regulação e o regulador. Quando os instrumentos de medição no local indicam um valor mínimo e a abertura da válvula de regulação está normal, as causas do problema provavelmente são pressão insuficiente no sistema, obstrução nas tubulações do sistema, falha na bomba para fornecer fluido suficiente, cristalização do meio utilizado ou operação inadequada. Se for um problema relacionado aos instrumentos de medição, as possíveis causas são: o medidor de vazão por diferença de pressão com placa orifical pode ter seu tubo de medição de pressão obstruído ； Vazamento na câmara de pressão positiva do transmissor de diferença de pressão ； Os medidores de vazão mecânicos têm problemas como engrenagens travadas ou filtros entupidos. 　　　　(2) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de vazão atinge o máximo, os instrumentos de medição também costumam indicar o valor máximo. Nesse momento, é possível ajustar manualmente a válvula de controle para abri-la ou fechá-la. Se o fluxo conseguir ser reduzido, geralmente isso se deve a motivos relacionados às operações do processo. Se o valor do fluxo não diminuir, a causa é um problema no sistema de medição. Verifique se as válvulas de controle do sistema de medição estão funcionando corretamente ； Verifique se o sistema de medição de pressão dos instrumentos está funcionando normalmente ； Verifique se o sistema de transmissão de sinais dos instrumentos está funcionando normalmente. 　　　　(3) Se os valores indicados pelo sistema de instrumentos de controle de fluxo variarem com frequência, é possível alterar o controle para modo manual. Se as variações diminuírem, a causa pode estar nos próprios instrumentos ou nos parâmetros de controle PID, que não estão adequados. Se as variações continuarem frequentes, a causa provavelmente está relacionada às operações do processo. 　　4. Etapas de análise de falhas no sistema de instrumentos de controle de nível 　　　　(1) Quando o valor indicado pelo sistema de instrumentos de controle de nível atinge seu valor máximo ou mínimo, pode-se primeiro verificar se os instrumentos de medição estão funcionando corretamente. Se o funcionamento dos instrumentos estiver normal, então o controle do nível deve ser alterado para modo manual, a fim de observar como o nível se altera. Se o nível do líquido puder ser mantido dentro de uma certa faixa, então o problema está no sistema de controle do nível do líquido ； Se o nível do líquido não consegue ser mantido estável, geralmente é um problema causado pelo sistema de processo; portanto, é preciso investigar as causas no âmbito do processo em si. 　　　　(2) Quando as indicações do instrumento de controle de nível por diferença de pressão não coincidem com as indicações do instrumento de leitura direta no local, primeiro verifique se o instrumento de leitura direta está funcionando corretamente. Se as indicações estiverem normais, então verifique se há vazamentos no líquido de vedação do tubo de transmissão de pressão negativa do instrumento de controle de nível por diferença de pressão ； Se houver vazamento, recarregue o líquido de selagem e ajuste o ponto zero ； Sem vazamentos; provavelmente, o valor de migração negativa do instrumento está incorreto. É necessário ajustar esse valor para que o indicador funcione normalmente. 　　　　(3) Quando os valores indicados pelo sistema de instrumentos de controle do nível do líquido variam com frequência, é necessário primeiro analisar o tamanho da capacidade do elemento que controla o nível do líquido, a fim de identificar a causa do problema. Geralmente, uma capacidade elevada é causada por falhas nos instrumentos. Nos casos em que a capacidade é pequena, é preciso primeiro analisar se houve alguma mudança nas condições de operação do processo. Se houver mudanças, é provável que se trate de flutuações causadas pelo próprio processo. Se não houver mudanças, pode ser um defeito no instrumento. 　　O acima é apenas uma análise de falhas em campo para os instrumentos de controle individual dos quatro principais parâmetros. Na realidade, existem ainda vários circuitos de controle complexos em campo, como controle em cascata, controle por faixas, controle programado, controle de intertravamento, entre outros. A análise dessas falhas é ainda mais complexa; é preciso realizar uma análise detalhada