استاندارد API 670 یکی از مهمترین و شناختهشدهترین استانداردهای جهانی در حوزه حفاظت از ماشینآلات دوار (Machinery Protection Systems) است. این استاندارد توسط مؤسسه نفت آمریکا (American Petroleum Institute) تدوین شده و هدف آن ارائه یک چارچوب دقیق، ایمن و قابل اعتماد برای پایش، حفاظت و کنترل ارتعاشات تجهیزات دوار در صنایع حیاتی مانند نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهها و صنایع سنگین است.
در صنایع بزرگ، ماشینآلات دوار مانند پمپها، کمپرسورها، توربینهای گازی و بخار، ژنراتورها، فنهای صنعتی، گیربکسها و موتورهای بزرگ نقش حیاتی دارند. توقف یا خرابی این تجهیزات میتواند موجب ضررهای چند میلیون دلاری، توقف تولید و حتی حوادث ایمنی شود. وظیفه API 670 مشخص کردن استانداردهایی برای پایش وضعیت (Condition Monitoring)، هشدار سریع، حفاظت اتوماتیک و جلوگیری از خرابی این تجهیزات است.
در این مقاله تلاش کردهایم تعریفی کامل، کاربردها، ساختار استاندارد، تجهیزات مورد نیاز، الزامات نصب، مزایا، تفاوت با استانداردهای دیگر و اهمیت API 670 را به زبان ساده و تخصصی ارائه کنیم.
API 670 چیست؟
استاندارد API 670 – Machinery Protection Systems دستورالعملی برای طراحی، انتخاب، نصب، راهاندازی و تست سیستمهای حفاظت و مانیتورینگ ماشینآلات دوار است.
این استاندارد مشخص میکند که:
-
از چه سنسورها و تجهیزات مانیتورینگ استفاده شود
-
سیستم چگونه باید نصب، تنظیم و تست شود
-
حساسیت و دقت سنسورها چقدر باشد
-
محدوده هشدار (Alert) و قطع اضطراری (Trip) چه شرایطی داشته باشد
-
دادهها چگونه ذخیره و تحلیل شوند
-
چه الزاماتی برای حفاظت ارتعاشی و سیستمی لازم است
به عبارتی API 670 یک زبان مشترک بین سازندگان تجهیزات (OEM)، مهندسان ابزار دقیق، پیمانکاران پروژه، واحد بهرهبرداری و تیمهای تعمیرات ایجاد میکند.
چرا API 670 اهمیت دارد؟
استاندارد API 670 دلایل مهمی برای جایگاه ویژه خود در صنعت دارد:
1. جلوگیری از خسارتهای مالی سنگین
خرابی ماشینآلات دوار میتواند توقف تولید و خسارتهای چند میلیون دلاری ایجاد کند. سیستم حفاظت مطابق API 670 این خطر را به حداقل میرساند.
2. افزایش ایمنی
ماشینآلات سنگین اگر بدون پایش مناسب کار کنند، میتوانند باعث انفجار، آتشسوزی و آسیبهای جدی شوند.
3. افزایش عمر تجهیزات
پایش ارتعاشات و جلوگیری از عبور از مقادیر مجاز، عمر یاتاقانها، شفت، روتور و قطعات را افزایش میدهد.
4. استانداردسازی بینالمللی
به دلیل استاندارد بودن API 670، شرکتهای نفتی در کشورهای مختلف از آن استفاده میکنند.
5. قابلیت اعتماد بسیار بالا
این استاندارد حداقل سطح کیفیت تجهیزات حفاظت ارتعاشی را تعریف میکند که اطمینان عملکرد را بسیار بالا میبرد.
Vemat Technical Catalogue 2019
سیستم حفاظت بر اساس API 670 شامل چه بخشهایی است؟
یک سیستم کامل بر اساس API 670 از اجزای زیر تشکیل میشود:
1. سنسورهای اندازهگیری ارتعاشات
شامل:
-
سنسور جابجایی (Proximity Probe)
-
سنسور سرعت لرزش
-
سنسور شتاب لرزش (Accelerometer)
این سنسورها رفتار دینامیکی روتور را اندازهگیری میکنند.
2. سنسورهای موقعیت شفت (Axial Position)
برای اندازهگیری حرکت محوری شفت و جلوگیری از برخورد پرهها در توربین.
3. سنسور سرعت دوران (RPM / Overspeed)
برای حفاظت از توربینها و کمپرسورها در برابر افزایش سرعت.
4. سیستم مانیتورینگ و حفاظت
شامل:
-
رله هشدار (Alert Relay)
-
رله قطع اضطراری (Trip Relay)
-
کارتهای پردازش ارتعاشات
-
رک مونیتورینگ
معروفترین سیستمها توسط برندهایی مثل Bently Nevada 3500 تولید میشوند.
5. سیستم ثبت داده و تحلیل (Data Acquisition System)
برای انجام آنالیز ارتعاشات، FFT، ترندگیری و عیبیابی.
6. کابلکشی، لوازم جانبی، محفظهها و کانکشنها
طبق استانداردهای ضد انفجار، IP، و محافظت کابل.
ماشینآلاتی که باید مطابق API 670 حفاظت شوند
استاندارد API 670 برای همه ماشینآلات دوار حیاتی توصیه میشود، از جمله:
-
توربینهای گازی
-
توربینهای بخار
-
کمپرسورهای سانتریفیوژ
-
کمپرسورهای رفتوبرگشتی
-
پمپهای سانتریفیوژ
-
فنهای صنعتی
-
ژنراتورها
-
گیربکسها
-
میللنگها
-
موتورها و درایوهای بزرگ
بهخصوص تجهیزاتی که در خطوط حیاتی تولید قرار دارند.
نسخههای مختلف استاندارد API 670
API 670 از زمان انتشار اولین نسخه، چندین بار بهروزرسانی شده است.
این بهروزرسانیها با هدف افزایش امنیت، بهبود دقت و هماهنگی با فناوریهای جدید انجام شدهاند.
بخشهای مهم بهروزرسانیها شامل موارد زیرند:
-
دقت بیشتر سنسورهای ارتعاشی
-
افزایش الزامات سیستمهای overspeed
-
الزاماتی برای سیستمهای دیجیتال
-
استانداردسازی سختگیرانهتر ناحیه ضد انفجار
بخشهای اصلی استاندارد API 670 چیست؟
این استاندارد شامل چند بخش مهم و کاربردی است:
۱. سنسورهای جابجایی (Proximity Transducers)
این سنسورها برای اندازهگیری فاصله بین شفت و یاتاقان در روتور استفاده میشوند.
استاندارد API 670 مشخص میکند که:
-
دقت سنسورها چقدر باشد
-
نحوه نصب آنها چگونه باشد
-
فاصله مجاز تا شفت چقدر باشد
-
کابلها چگونه محافظت شوند
۲. سنسورهای ارتعاش سرعتی و شتابی
برای اندازهگیری ارتعاشات پوسته ماشین.
استاندارد میگوید:
-
سنسور کجا نصب شود
-
حساسیت باید چند باشد
-
نحوه اتصال و پیچبندی چگونه باشد
۳. موقعیت محوری شفت (Thrust Position)
این بخش برای جلوگیری از عقب یا جلو رفتن بیش از حد شفت در یاتاقان تراست است.
۴. سیستمهای Overspeed Protection
برای حفاظت توربینها:
-
باید دو یا سه کانال مستقل داشته باشند
-
نباید وابسته به سیستم کنترل اصلی باشند
-
سرعت را با دقت بالا اندازهگیری کنند
۵. سیستمهای مانیتورینگ و حفاظت
استاندارد مشخص میکند که:
-
سیستم باید دو سطح هشدار (Alert) و قطع اضطراری (Trip) داشته باشد
-
قابلیت تست داشته باشد
-
خروجی رلهها مطابق اصول ایمنی باشد
-
تمامی کانالها مستقل کار کنند
۶. الزامات کابلکشی، نصب و محیطهای انفجاری
استاندارد موارد زیر را پوشش میدهد:
-
نوع کابل مناسب
-
شیلدینگ کابل
-
جعبه ترمینال
-
استانداردهای EX برای محیطهای خطرناک
۷. الزامات تست و کالیبراسیون
API 670 تاکید میکند که:
-
سیستم باید قبل از راهاندازی تست کامل شود
-
سنسورها کالیبره شوند
-
دادهها با استاندارد کارخانه سازنده مقایسه شوند
تفاوت API 670 با استانداردهای دیگر
1. API 670 vs API 671
-
API 670: حفاظت ارتعاشی و ابزار دقیق
-
API 671: کوپلینگهای با توان بالا
2. API 670 vs API 610
-
API 670: مانیتورینگ و حفاظت
-
API 610: استاندارد پمپهای سانتریفیوژ
3. API 670 vs ISO 10816
-
ISO 10816 استاندارد ارزیابی ارتعاش
-
API 670 استاندارد سیستم حفاظت ارتعاش
4. API 670 vs ISO 7919
-
ISO 7919 برای اندازهگیری ارتعاشات روتور
-
API 670 جامعتر و ایمنی محور است
مزایای پیادهسازی استاندارد API 670
1. افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات
ماشینآلات حیاتی با دقت بالا پایش میشوند.
2. جلوگیری از خرابیهای ناگهانی
ارتعاشات غیرعادی سریع تشخیص داده میشود.
3. افزایش عمر یاتاقانها و روتورها
سیستم قبل از آسیب واقعی هشدار میدهد.
4. کاهش هزینههای تعمیرات
عیبها پیش از خرابی بزرگ شناسایی میشوند.
5. حفاظت از پرسنل
در صورت افزایش شدید ارتعاش یا سرعت، سیستم بلافاصله تجهیز را خاموش میکند.
6. استانداردسازی پروژههای صنعتی
شرکتها میتوانند از تجهیزات مشابه در پروژههای مختلف استفاده کنند.
معایب و چالشهای پیادهسازی API 670
گرچه مزایای API 670 زیاد است، اما چالشهایی نیز دارد:
-
هزینه بالا برای خرید تجهیزات استاندارد
-
نیاز به متخصصین مجرب برای نصب
-
حساسیت زیاد سنسورها به نصب اشتباه
-
نیاز به کالیبراسیون دورهای
-
پیچیدگی سیستمهای overspeed
سیستمهای مشهور مبتنی بر API 670
برندهای معتبر جهانی سیستمهای حفاظت مطابق این استاندارد تولید میکنند:
1. Bently Nevada (GE)
سری 3500 و 3701 از معروفترین سیستمهای دنیا.
2. SKF
سیستمهای CM و IMx.
3. Emerson
سیستمهای CSI و AMS.
4. Bruel & Kjaer
سنسورها و تجهیزات ارتعاشی با دقت بالا.
این تجهیزات معمولاً در صنایع نفتی و نیروگاهی استفاده میشوند.
اهمیت API 670 در صنعت ایران
در ایران، به دلیل فعالیت گسترده صنایع نفت، پتروشیمی، فولاد و نیروگاهی، استاندارد API 670 اهمیت ویژهای دارد.
بیشتر توربینها و کمپرسورها در ایران از برندهای مطرح جهانی نصب شدهاند و تمامی آنها به سیستمهای حفاظت نیاز دارند.
پیادهسازی API 670 در صنایع ایرانی نتایج زیر را به همراه داشته:
-
افزایش ایمنی خطوط تولید
-
کاهش توقفات اضطراری
-
افزایش عمر تجهیزات حیاتی
-
کاهش هزینههای تعمیرات اساسی
نتیجهگیری
استاندارد API 670 یکی از مهمترین استانداردهای صنعتی در حوزه حفاظت دستگاههای دوار است. این استاندارد چارچوبی دقیق برای انتخاب سنسورها، طراحی سیستمهای مانیتورینگ، نصب صحیح تجهیزات و اجرای سیستمهای حفاظتی ارائه میدهد.
اگر ماشینآلات دوار حیاتی بدون رعایت این استاندارد کار کنند، احتمال خرابیهای ناگهانی، توقف تولید، خسارتهای میلیاردی و حوادث ایمنی به شدت افزایش پیدا میکند.
API 670 در حقیقت تضمین میکند که بهترین روشهای ممکن برای حفاظت ارتعاشی و جلوگیری از آسیب ماشینآلات استفاده شود.