Die Auswerteeinheit mit Torsionsmesskupplungen

In Prozessanlagen ist es Stand der Technik, dass ausreichend Messtechnik für Reaktoren, Kompressoren, Zentrifugen, Pumpen, Behälter, Rohrleitungen Öfen, usw. zum Einsatz kommen. Viele Normen und Sicherheitsstandards, Risikobewertung wie Lopa, SIS, SIL usw. finden Anwendung in den Prozessanlagen.

Doch wie sieht es bei den Armaturen aus?

Die Armaturen müssen im Produktionsprozess zuverlässig arbeiten. Dichtigkeit und Funktionen sind im Betrieb unerlässlich. Antrieb und Armatur haben in der Einheit hohe sicherheitstechnische Anforderungen zu erfüllen. Bei Störungen und in Notfällen muss gewährleistet sein, dass sie in ihre vorgesehene Sicherheitsstellung fahren.
Eine Überwachung, über die Zuverlässigkeit, im Vergleich zu den anderen eben aufgezählten Aggregaten, gibt es bei Armaturen mit Antrieb bisher nicht.

Mit der neu entwickelten TMK und dem zugehörigen Auswertesystem ist es nun möglich eine gleichwertige Überwachung, wie bei allen anderen Aggregaten, anzuwenden.
Der enorme Fortschritt, den qualitativen Zustand der Armaturen, während des Betriebs, zu überwachen, erhöht die Zuverlässigkeit bei den Armaturen.

Somit wird eine bisher wenig beachtete Lücke in der Armaturenüberwachung, messtechnisch geschlossen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen wie eine Überprüfung des Qualitätszustands, bei einem Kugelhahn oder bei allen anderen Armaturen, gemessen und ausgewertet werden kann.

Zu Beginn einer Messreihe wird

1. die Charakteristik der Armatur aufgenommen, und damit die sogenannte Basiskurve erstellt. Die erste Inbetriebnahme der Armatur sollte mit den Prozessparametern aufgenommen werden. Der Hersteller oder der Reparaturbetrieb sollten ebenso die Basiskurve für den Betreiber erstellen. (Bild 01)

2. jeder Bewegung der Armatur mit der Basiskurve, wie sie im Neuzustand war, im aktuellen Betriebszustand verglichen. Werden keine Abweichungen festgestellt, so arbeitet die Armatur mit Antrieb einwandfrei. (Bild 02)

3. eine Abweichung, im Bereich des Schließvorgangs festgestellt, so wird ein Alarm ausgelöst. (Bild 03)

4. eine Abweichung zur Basiskurve festgestellt, wo sich das gesamte Drehmoment erhöht hat und eine Abweichung hervorruft. (Bild 04)

5. eine Abweichung zur Basiskurve festgestellt, wo das blockieren einer Armatur in der Zu- und Auf Bewegung stattfindet. (Bild 05 & 06)

6. eine Abweichung zur Basiskurve festgestellt wo das gesamte Drehmoment in allen Bereichen kleiner als die Basiskurve ist. (Bild 07)

Die Basiskurve wird als Referenz oder als Vergleichskurve aufgezeichnet. Beim Hersteller, beim Reparaturbetrieb oder beim ersten Einsatz im Betrieb mit den Betriebsparametern.
Bei jeder Bewegung der Armatur werden die Betriebskurven aufgezeichnet und mit der Basiskurve des Neuzustands verglichen.
Alle Vergleiche zeigen nun den Gutzustand oder Abweichungen, die über die Toleranzgrenzen hinaus, alarmiert werden.
Zwischen den roten Balken ist die Charakteristik der Armatur abgebildet und der Weg 0°- 90° gut zu erkennen. Ohne eine Wegmessung zu benutzen.
Planbare Maintenance ist nun möglich.
Aufgezeichnete Trents der Messkurven liefern Zustandsdaten die für den Betreiber von Armaturen wichtig sind und wirtschaftliche, sicherheitstechnische Vorteile lassen sich ableiten.

Vergleich Basiskurve blau mit Betriebskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt keine Abweichungen zum Basiswert „blau“ auf.
Hier im Beispiel weicht das im Betriebszustand gemessene Drehmoment „rot“ nicht von der Basiskurve „blau“ ab.

Es liegt kein Fehlverhalten vor.

Toleranzgrenzen sind nicht überschritten. Solche Messergebnisse tragen zur Prozesssicherheit bei. Pauschales Austauschen von Armaturen ist an Hand von solchen Messergebnissen nicht mehr erforderlich. Die Armaturen können so lange betrieben werden wie die Messwerte innerhalb der Toleranz liegen. Hier zeigt sich auch der wirtschaftliche Einsatz von solchen Messungen.

Vergleich Basiskurve blau mit Basiskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt eine Abweichung zum Basiswert auf.
Innerhalb bestimmter Toleranzen ist der Messwert in Ordnung.

Hier im Beispiel weicht das im Betriebszustand gemessene Drehmoment von der Basiskurve ab.
Die roten Balken zeigen an, dass die Abweichung am Ende der Schließung erfolgt.

Toleranzgrenze überschritten. Hier würde ein Alarm anstehen.
(Siehe mögliche Fehler)

Vergleich Basiskurve blau mit Betriebskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt Abweichungen zur Basiskurve „blau“ auf. Innerhalb bestimmter Toleranzen ist der Messwert in Ordnung.

Hier im Beispiel weicht das im Betriebszustand gemessene Drehmoment von der Basiskurve ab.
Ein erhöhtes Drehmoment hat alle Messwerte beeinflusst, sodass die Abweichungen zur Basiskurve erkennbar hervortreten. Als weiteres auswertbares Merkmal, die verschobene Zeitachse. Eine totale Blockade der Armatur kann sich so anbahnen. Siehe Bild 5 & 6.

Der zeitliche Verlauf ist verlängert. (blaue Balken)

Toleranzgrenze überschritten. Hier würde ein Alarm anstehen.
(Siehe mögliche Fehler)

Vergleich Basiskurve blau mit Betriebskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt Abweichungen zur Basiskurve „blau“ auf. Die Armatur ist fehlerlos in die Aufstellung gefahren.
Eine Blockade verhindert, dass die Armatur in die Zustellung gelangt.
Das Drehmoment was die wirkende Federkraft im Bereich von ca. 176 Nm anzeigt weicht von der bleibenden Verdrehung mit ca. 35 Nm erheblich ab.
Bei einem Schließwinkel von ca. 55° – 60° beginnt die Störung. Die Armatur ist nicht geschlossen.

Vergleich Basiskurve blau mit Betriebskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt Abweichungen zur Basiskurve „blau“ auf.
Diese Aufzeichnung zeigt, dass ab dem Losreißmoment an der Armaturenwelle die Kraft auf das Maximum des Drehantriebs angestiegen ist.

Eine Blockade verhindert, dass die Armatur in die Aufstellung gelangt.

Die Zu - Meldung muss den Fehler nicht bemerken.

Toleranzgrenze überschritten. Hier würde ein Alarm anstehen.
(Siehe mögliche Fehler)

Vergleich Basiskurve blau mit Betriebskurve rot

Die „rote“ Betriebskurve zeigt Abweichungen zur Basiskurve „blau“ auf.

Das Drehmoment ist in allen Bereichen erheblich kleiner als das Ursprüngliche. Auch die Zeitachse hat sich als weiteres Auswertekriterium verschoben. (blaue Balken)

Toleranzgrenze überschritten. Hier würde ein Alarm anstehen.

(Siehe mögliche Fehler)