O que é o teste de curso parcial?
Os processos industriais cada vez mas buscam soluções para disponibilizar mais segurança e confiabilidade nas suas operações para isso o uso de SIS (Sistemas Instrumentados de Segurança) vem se tornando fundamental. Com isso o uso de alguma ferramentas vem surgindo no mercado, nesse artigo estaremos apresentando uma ferramenta que permitirá garantir o funcionamento das valvula com a realização de disgnosticos preditivos na válvula sem a necessidade de parada de processo. Quando lidamos com processos industriais automatizados onde cada vez mais poremos utilizar tecnologias de ponta para facilitar o monitoramento e controle seguro do processo, nos permitindo dessa foma tomarmos decisões mais acertadas. Antes onde muitas das decisões e ações eram tomadas por homens hoje são atribuídas a sistemas e equipamentos automatizados. principalmente quando a automação de processos está cada vez mais sendo aplicada nas indústrias, o que faz com que muitas decisões e ações, antes feitas por humanos, agora são atribuídas a equipamentos e sistemas automatizados.
Para que possamos ter maior confiança nos sistemas precisamos cada vez mais necessitemos realiazar testes de verificações tornando os instrumentos ( sensores, transmissores , controladores e os elementos finais (válvulas e acionadores) das malhas de controle mais seguros e confiáveis. Então como fazer para ter certeza que os sistemas de segurança funcionarão quando necessário? Como garantir que podemos confiar em equipamentos de emergência durante um evento inesperado?
Neste artigo iremos nos deter a apresentar uma técnica de manutenção/supervisão preditiva para válvulas de controle e válvula on-off.
Teste de Curso Parcial (Partial Stroke)
É uma das muitas ferramentas que podemos utilizar para nos assegurar que quando precisarmos do equipamento neste caso a válvula de on-off segurança (ESDV-Emergency Shut Down Valve = Válvula de Desligamento de Emergencia ), (BDV) ou (ADV)
Ao longo do tempo muito Know-how foram geradas, muitas feramentas de diagnósticos foram criadas permitindo e facilitando a identificação dos pontos críticos dos processo durante uma emergência, aumentando a confiabilidade e a integridade quando os equipamentos são demandados
Como ja comentado uma dos principais companetes de segurança de um processo são as válvulas de bloqueio, essas em muitos dos casos são utilizadas com válvulas de segurança de processo. Então para que possamos garantir a sua funcionalidade o ideia seria testa-las de vez em quando para sabem se estão funcionando bem.
Geralmente, essas uma válvula de bloqueio são utilizadas para contem inventário ou para isolar uma fase do processo de outra fase, dependendo da posição que estejam instaladas podem demorar muito, às vezes anos, antes de serem colocadas em funcionamento. Por estarem sujeitos às intempéries, ou seja, em ambiente agressivo e corrosivo, normalmente sofrem degradação inerente aos materiais e conceitos do projeto. Neste senário sempre fica a pergunta essas válvulas funcionarão quando necessário?
O que é comum de ser feito nas plantas industriais quando tem uma parada geral de processo é testar todas as válvulas, normalmente nas paradas programadas para manutenção de equipamentos, em novas instalações ou melhoria de instalações do processo. Quando existe esse possibilidade as válvulas são acionadas fazendo uma abertura e uma fechamento total das válvulas, nestes testes procura verificar os seguintes itens:
- Possibilidade de haste travada. Possível bloqueio da haste;
- Travamento no obturador / sede da válvula;
- Vazamento de ar de alimentação do atuador;
- Vedação da válvula;
- Integridade do conjunto válvula / atuador;
- Integridade do sinal no painel de controle, etc.
Este tipo de teste é conhecido como Teste de Curso Completo – FST.
Como se é de imaginar uma indústria não pode para com a frequência necessária para que realização das manutenções necessárias pelo motivo mais obvio que é perda de produtividade e lucratividade, desta forma alguns dos testes podem levar meses ou mesmo ano para serem realizados. Na prática, muitas vezes surgem dúvidas sobre o funcionamento adequado das válvulas principalmente as válvulas que são simulada uma parada de emergência ou aplicado bypass no fluxo normal do processo para execução do FST.
Em todo caso, custos elevados foram exigidos para a execução desses testes ou manobras, tanto no que diz respeito à paralisação do processo da planta, quanto aos equipamentos adicionais necessários para os testes. Além desses custos devemos considaderar a necessidade de manutenção de outros equipamentos / acessórios montados junto a válvula como por exemplo solenoides, sensores de posição da válvula não podendo deixar de considerar a logistica e o pessoal envolvido.
O ideal que esses teste pudessem ser feitos de forma automática e de forma programadas com mais frequência sem a necessidade de parada de processo. Com esses testes mais frequentes criar parâmetros que permitisse de forma preditiva criar preventivas programadas antes da ocorrência da falha, com custos melhores e melhor disponibilidade do processo.
Uma solução simples para melhorar a disponibilidade e confiabilidade da válvula, com menor custo e mais confiável é uma técnica chamada TESTE DE CURSO PARCIAL conhecido como PST (PARTIAL STROKE TESTE) . PST significa simplesmente mover parcialmente o eixo da válvula e medir as ações as condições e estado da válvula.
Além disso, é possível medir o tempo de resposta da válvula, ou mesmo verificar se a válvula não está travada, ou se o atuador pneumático está pressurizado corretamente, sem a necessidade de inspeção no local.
De acordo com o OREDA (Offshore Reliability Data- Manual de Dados de Instalações Offshore publicado), o PST pode detectar 70% dos problemas de válvula que ocorrem estatisticamente com mais frequência. Embora, para inspecionar adequadamente um vazamento de válvula quando ela estiver bem fechada, o Teste de Curso Total deve ser executado.
Qual deve ser a duração do curso parcial? Isso vai depender do processo, para que o curso parcial não interfira no funcionamento normal da planta ou, em alternativa, não provoque nem mesmo pequenas oscilações no processo. Em muitos casos, 15% das variações na abertura da válvula já permitem identificar problemas potenciais. Porém, o PST automático a custos razoáveis só se tornou viável após o desenvolvimento do Posicionador Inteligente de Válvula, além da longa lista de parâmetros disponíveis, que, quando monitorados e configurados, geram uma grande variedade de diagnósticos.
Como funciona o teste de curso parcial:
O método usado pelos controladores/posicionadores de válvula inteligentes para realizar o PST é chamado de método de rampa dinâmica. O posicionador gera automaticamente uma variação de rampa do sinal de setpoint na faixa de deslocamento determinada pelo usuário.
A válvula se move em resposta ao ponto de ajuste enquanto o posicionador lê a posição da válvula através do sensor de posição , com base no sensor de efeito Hall, sem contato mecânico.
Ao mesmo tempo, o controlador/posicionador mede a pressão aplicada necessária para mover a haste da válvula. Após atingir o ponto de ajuste máximo, o posicionador reverte para que a válvula retorne à sua posição original.
Da mesma forma, durante a reversão, o posicionador mede a posição da válvula e a respectiva pressão de acionamento. Quando o teste termina, o controlador/posicionador calcula e habilita o fator de carga da válvula, ou seja, o valor de pressão necessário para mover a haste. E também, o gráfico relacionado mostrando o resultado do teste.
Benefícios do teste de curso parcial
Os benefícios do uso do PST vão além do desempenho e da segurança da válvula, esse dispositivo também pode ser obtidos no desempenho da produção da planta e no custo de produção.
Os ganhos podem ser obtidos nas seguintes áreas pelo uso de PST.
Benefícios de segurança
- Reduzindo a probabilidade de falha sob demanda.
Benefícios de produção
- Extensão do tempo entre as paradas obrigatórias da planta.
- Previsão de falhas de válvula em potencial, facilitando o pré-pedido de peças de reposição.
- Priorização de tarefas de manutenção.
Padrões
O teste de curso parcial (ou PST) é uma técnica padrão da indústria de petróleo aceita e também é quantificado em detalhes por órgãos reguladores, como a Comissão Eletrotécnica Internacional (ou IEC) e a Instrument Society of America (ou ISA).
A seguir estão os padrões apropriados para esses corpos quentes.
- IEC61508 – Segurança funcional de sistemas elétricos / eletrônicos / eletrônicos programáveis relacionados à segurança
- IEC61511 – Segurança funcional – Sistemas instrumentados de segurança para o setor de indústria de processo
- ANSI / ISA-84.00.01 – Segurança funcional: sistemas de segurança instrumentados para o setor da indústria de processo (um padrão ANSI)
Esses padrões definem os requisitos para sistemas relacionados à segurança e descrevem como quantificar o desempenho dos sistemas PST.
Desvantagens do teste de curso parcial
A principal desvantagem de todos os sistemas PST é o aumento da probabilidade de causar uma ativação acidental do sistema de segurança, causando uma parada de planta. Esta é a principal preocupação dos sistemas PST pelos operadores e por esta razão muitos sistemas PST permanecem inativos após a instalação. Diferentes técnicas atenuam esse problema de maneiras diferentes, mas todos os sistemas têm um risco inerente
Além disso, em alguns casos, um PST não pode ser executado devido às limitações inerentes ao processo ou à válvula em uso. Além disso, como o PST introduz uma perturbação no processo ou sistema, pode não ser apropriado para alguns processos ou sistemas que são sensíveis a perturbações. Finalmente, um PST nem sempre pode diferenciar entre diferentes falhas ou falhas no conjunto da válvula e do atuador, limitando assim a capacidade de diagnóstico.