Was ist API 670? Schutz von rotierenden Maschinen.

API     670  ist einer der wichtigsten und weltweit anerkanntesten Standards für    Schutzsysteme rotierender Maschinen. Er wurde vom    American Petroleum Institute (    API) entwickelt und bietet einen präzisen, sicheren und zuverlässigen Rahmen    für die Überwachung, den Schutz und die Kontrolle von Schwingungen in rotierenden Maschinen in    kritischen Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie, der Energieerzeugung und der Schwerindustrie.

In großen Industrieanlagen    spielen rotierende Maschinen wie Pumpen, Kompressoren, Gas- und Dampfturbinen, Generatoren, Industrielüfter, Getriebe und große Elektromotoren  eine entscheidende Rolle. Störungen oder Ausfälle dieser Maschinen können zu Millionenschäden, Produktionsausfällen und sogar Sicherheitsvorfällen führen. API 670 legt Kriterien für die Zustandsüberwachung dieser Maschinen, ihre Frühwarnsysteme, automatischen Schutzmechanismen und Sicherheitsvorkehrungen fest.

In diesem Artikel werden wir versuchen,    eine vollständige Definition, Anwendungsbeschreibung, Standardstruktur, erforderliche Ausrüstung, Installationsanforderungen, Vorteile, Unterschiede zu anderen Standards und die Bedeutung des API 670-Standards in einfacher, aber professioneller Sprache zu liefern.

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Was ist der API 670-Standard?

API     670 – Maschinenschutzsysteme –  bietet Leitlinien für die Konstruktion, Auswahl, Installation, den Betrieb und die Prüfung    von Schutz- und Überwachungssystemen für rotierende Maschinen    . Diese Norm definiert Folgendes:

  • Welche Sensoren und Überwachungsgeräte sollten verwendet werden?

  • Wie sollte das System installiert, konfiguriert und getestet werden?

  • Wie empfindlich und genau sind diese Sensoren?

  • Unter welchen Bedingungen gelten der Warnbereich und der Reaktionsbereich?

  • Wie man Daten speichert und analysiert

  • Welche Anforderungen gelten für den Systemschutz und den Vibrationsschutz?

Mit anderen Worten: API 670 schafft eine gemeinsame Sprache für Gerätehersteller, Konstruktionsingenieure, Projektauftragnehmer sowie Betriebs- und Wartungsgruppen.


Warum ist API 670 wichtig?

API 670 nimmt aus mehreren wichtigen Gründen eine besondere Stellung in der Branche ein:

1. Verhinderung erheblicher wirtschaftlicher Verluste

Ausfälle rotierender Maschinen können zu Produktionsstillständen und Verlusten in Millionenhöhe führen. Schutzsysteme, die den API-670-Standards entsprechen, können dieses Risiko verringern.

2. Erhöhte Sicherheit

Unsachgemäße Bedienung von Baumaschinen kann zu Explosionen, Bränden und schweren Verletzungen führen.

3. Verlängerung der Nutzungsdauer der Geräte

Durch die Überwachung von Vibrationen und die Verhinderung des Überschreitens zulässiger Grenzwerte kann die Lebensdauer von Lagern, Wellen, Rotoren und Bauteilen verlängert werden.

4. Internationale Standardisierung

Da es sich bei API 670 um einen Standard handelt, wird er von Ölkonzernen in verschiedenen Ländern verwendet.

5. Extrem hohe Zuverlässigkeit

Dieser Standard legt ein Mindestqualitätsniveau für Schwingungsschutzgeräte fest und erhöht dadurch die Betriebssicherheit erheblich.

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Welche Komponenten umfasst das Schutzsystem gemäß API 670?

Ein vollständiges System gemäß API 670-Standard besteht aus folgenden Komponenten:

1.    Vibrationsmesssensor

Beinhaltet:

  • Kurzstreckensonde

  • Vibrationsgeschwindigkeitssensor

  • Vibrationsbeschleunigungssensor (Beschleunigungsmesser)

Diese Sensoren messen die dynamischen Eigenschaften des Rotors.

2.    Axialer Positionssensor (axiale Position)

Um Kollisionen zwischen den Turbinenschaufeln zu vermeiden, wird die axiale Verschiebung der Welle gemessen.

3.    Geschwindigkeits-/Überdrehzahlsensor

Schutz von Turbinen und Kompressoren vor den Folgen erhöhter Drehzahl.

4.    Überwachungs- und Schutzsystem

Beinhaltet:

  • Angstphase

  • Notabschaltrelais (Trennrelais)

  • Vibrationstherapiekarte

  • Beobachtungsraum

Am häufigsten werden Systeme    von Marken wie    dem Bentley Nevada 3500 verwendet.

5.    Datenerfassungssystem

Durchführung von Schwingungsanalysen, FFT-Analysen, Trendanalysen und Fehlerbehebungen.

6.    Kabel, Zubehör, Strukturen und Verbindungen

Es erfüllt die Standards zum Schutz geistigen Eigentums, ist explosionsgeschützt und bietet Kabelschutz.


Geräte, die gemäß API 670 geschützt werden müssen.

API 670 wird für den Einsatz in allen    empfindlichen rotierenden Maschinen   empfohlen , einschließlich:

  • Gasturbine

  • Dampfturbine

  • Zentrifugalkompressor

  • Kolbenkompressor

  • Kreiselpumpe

  • Industrielüfter

  • Dynamo

  • Übertragung

  • Kurbelwelle

  • Große Motoren und Antriebssysteme

Dies gilt insbesondere für Anlagen, die sich an wichtigen Produktionslinien befinden.


Verschiedene Versionen des API 670-Standards

Der API-670-Standard wurde seit seiner Erstveröffentlichung mehrfach aktualisiert.
Ziel dieser Aktualisierungen ist die Verbesserung der Sicherheit und Genauigkeit sowie die Anpassung an neue Technologien.

Zu den wichtigsten Bestandteilen des Updates gehören folgende Punkte:

  • Präzisere Vibrationssensoren

  • Die Anforderungen an Systeme, die mit extrem hohen Geschwindigkeiten arbeiten, steigen ständig.

  • Anforderungen an digitale Systeme

  • Verschärfung der Regeln für explosionsgeschützte Zonen


Was sind die wichtigsten Bestimmungen des API 670-Standards?

Diese Norm enthält mehrere wichtige und praktische Abschnitte:


1. Näherungssensor

Diese Sensoren dienen zur Messung des Abstands zwischen der Rotorwelle und dem Lager.

Der API-670-Standard definiert Folgendes:

  • Wie genau sind diese Sensoren?

  • Wie installiere ich das?

  • Welcher Abstand zur Achse ist zulässig?

  • Wie man Kabel schützt


2. Geschwindigkeits- und Vibrationsbeschleunigungssensoren

Messen Sie die Vibration des Maschinengehäuses.

Die Regel besagt Folgendes:

  • Wo soll der Sensor installiert werden?

  • Welche Empfindlichkeitsstufe sollte ich verwenden?

  • Wie stellt man eine Verbindung her und erstellt eine Schnittstelle?


3. Position der Wellendrehachse (Position im gedrückten Zustand)

Dieses Bauteil ist so konstruiert, dass eine übermäßige Hin- und Herbewegung der Welle    innerhalb des Drucklagers verhindert wird.


4. Geschwindigkeitsbegrenzer

Zum Schutz der Turbine:

  • Es müssen zwei oder drei    unabhängige Kanäle sein.

  • Vertrauen Sie nicht dem Kernsteuerungssystem.

  • Hochpräzise Geschwindigkeitsmessung


5. Überwachungs- und Schutzsystem

Die Regel besagt eindeutig Folgendes:

  • Das System muss über zwei Warnstufen (Alarm) und eine Notabschaltung (Betriebsfähigkeit) verfügen.

  • Fähig zur Durchführung von Tests

  • Die Relaisausgangssignale müssen den Sicherheitsprinzipien entsprechen.

  • Jeder Kanal funktioniert unabhängig.


6. Anforderungen an Kabel und Installationen sowie an explosionsgefährdete Bereiche.

Diese Norm umfasst folgende Aspekte:

  • Anwendbare Kabeltypen

  • Kabelschutz

  • Lieferbox

  • EX-Standard für Arbeiten in Gefahrenbereichen


7. Prüf- und Kalibrierungsanforderungen

Der API-670-Standard betont folgende Punkte:


Unterschiede zwischen API 670 und anderen Standards

1.     API 670 und API 671

  • API 670: Schutz von Messgeräten gegen Vibrationen.

  • API 671: Hochfeste Verbinder

2.     API 670 und API 610

  • API 670: Überwachung und Schutz

  • API-Standard 610: Standard für  Kreiselpumpen

3.     API 670 und ISO 10816

  • ISO 10816 Schwingungsbewertungsnorm

  • API 670 Standard für Schwingungsschutzsysteme

4.     API 670 und ISO 7919

  • Rotorschwingungsmessung nach ISO 7919

  • API 670 ist umfassender und legt größeren Wert auf Sicherheit.


Vorteile der Implementierung von API 670

1. Verbesserung    der Zuverlässigkeit der Ausrüstung.

Die Hauptausrüstung unterliegt einer sehr strengen Kontrolle.

2. Vorbeugung plötzlicher Ausfälle

Ungewöhnliche Vibrationen lassen sich schnell erkennen.

3. Verlängerung der Lebensdauer  von Lagern  und Rotoren.

Das System gibt eine Warnung aus, bevor tatsächlicher Schaden entsteht.

4. Reduzierte Wartungskosten.

Defekte werden erkannt, bevor es zu größeren Ausfällen kommt.

5. Persönlicher Schutz

Bei   plötzlicher Zunahme von Vibrationen oder Drehzahl schaltet das System das Gerät sofort ab.

6. Standardisierung von Industrieprojekten

Das Unternehmen kann ähnliche Geräte in verschiedenen Projekten einsetzen.


Nachteile und Probleme bei der Implementierung des API 670-Standards

Trotz seiner vielen Vorteile bringt der API-670-Standard auch einige Herausforderungen mit sich:

  • Die Anschaffung   von Standardausrüstung  ist teuer.

  • Die Installation erfordert erfahrene Fachkräfte.

  • Der Sensor reagiert äußerst empfindlich auf eine fehlerhafte Installation    .

  • Eine regelmäßige Kalibrierung ist erforderlich.

  • Die Komplexität der Systeme, die bei hohen Geschwindigkeiten funktionieren.


Typische Systeme basieren auf dem API 670-Standard.

Weltweit renommierte Marken  produzieren  Schutzsysteme gemäß diesem Standard:

1. Bentley Nevada (General Electric)

Die Serien 3500 und 3701 gehören   zu den beliebtesten Systemen der Welt.

2. SKF

CM- und IMx-Systeme.

3. Emerson

CSI- und AMS-Systeme.

4. Brewer und Kirgisistan

Hochpräzise  Sensoren und Geräte zur Schwingungsmessung.

Diese Art von Ausrüstung findet breite Anwendung in der Ölindustrie und in Kraftwerken.


Die Bedeutung des API 670-Standards für die iranische Industrie

Im Iran ist der API-670-Standard aufgrund der rasanten Entwicklung der Öl-, Petrochemie-, Metallurgie- und Energieindustrie von besonderer Bedeutung.
Die meisten im Iran installierten Turbinen und Kompressoren stammen von weltweit führenden Herstellern, und alle diese Geräte benötigen Schutzsysteme.

Die Anwendung des API 670-Standards in der iranischen Industrie hat zu folgenden Ergebnissen geführt:

  • Verbesserung der Sicherheit in der Produktionslinie

  • Die Anzahl der Notbremsungen reduzieren.

  • Verlängerung der Lebensdauer wichtiger Geräte.

  • Reduzierung der grundlegenden Wartungskosten.


Abschließend

API     670  ist einer der wichtigsten Industriestandards für den Schutz rotierender Maschinen. Er bietet einen detaillierten Rahmen für die Auswahl von Sensoren, die Auslegung von Überwachungssystemen, die fachgerechte Installation von Anlagen und die Implementierung von Schutzsystemen.

Wird eine kritische rotierende Anlage ohne Einhaltung dieses Standards betrieben,    steigt    das Risiko unerwarteter Ausfälle, Produktionsunterbrechungen,    Milliardenverluste und Sicherheitsvorfälle erheblich.

Tatsächlich garantiert der API 670-Standard die Anwendung der besten Vibrationsschutzmethoden, um mechanische Schäden zu verhindern.