MEET- EN REGELTECHNIEK  
Maintenance Magazine 156 – mei 2022

Accuraat meten van omwentelsnelheid met contactloze snelheidssensoren

Met behulp van snelheidsmetingen kunnen roterende machines worden aangestuurd, gemonitord en bewaakt. In een eerste deel rond snelheidsmetingen (Maintenance Magazine 155) gingen we dieper in op wat je er allemaal mee kan en wat je ervoor nodig hebt. In deel twee verleggen we de focus naar wat nu precies overtoeren kan veroorzaken. Want dit moet ten alle koste vermeden. Zelfs de kleinste gradatie van overtoeren kan tot mechanische belasting leiden die roterende onderdelen kan vervormen. Bij ergere gevallen kunnen de uiteinden van de bladen zelfs tegen de behuizing gaan aanschuren. Worst case scenario komen de turbinebladen los en penetreren machineonderdelen de behuizing. Maar overtoeren kunnen evengoed voorkomen bij pompen, compressoren … Dit artikel beschrijft de meest voorkomende oorzaken.

Door Valérie Couplez

Wanneer een as breekt, zal de turbine plots een minimale weerstand ondervinden. Met de resterende aandrijfkracht (brandstof of stoom), zal de rotor snel accelereren en de mechanische limieten van de machine overschrijden. Een geavanceerd overtoerendetectiesysteem zal meteen identificeren wanneer een roterende machine een maximaal aanvaardbare drempel overschrijdt (of dreigt te overschrijden), een alarm genereren en een afschakelfunctie initiëren nog vooraleer er eigenlijk sprake is van overtoeren. Het zal echter wel wat tijd kosten vooraleer de aandrijfkracht volledig verdwijnt. In die periode kan de machine nog altijd gevaarlijk hoge snelheidsniveaus bereiken. Het is daarom essentieel om een uitgebreide kennis van je machine te hebben en te weten welke acceleraties aanvaardbaar zijn bij welke snelheid.

Niet goed functionerende klep

Controle- en veiligheidskleppen zijn belangrijke mechanische componenten in een machine. De gevolgen van een faling kunnen dan ook aanzienlijk zijn. Wanneer een controleklep van een stoomturbine vast komt te zitten of wanneer even van de drukkleppen open blijft staan, kan dat voor een excessieve aandrijfkracht op de as zorgen. Net zoals met een breuk in de as veroorzaakt dit een buitenspore acceleratie en overtoeren.

Testen van mechanische overtoerenapparaten

Mechanische of hydraulische overtoerenbescherming kan falen tijdens een test. Deze systemen beschikken over bepaalde faalmodi die enkel kunnen getest worden door een werkelijke overtoerensituatie te creëren. Wanneer het systeem vastloopt door bijvoorbeeld de vorming van varnish of te veel vuil, zal zo een mechanisch apparaat niet meer in staat zijn om de machine stil te leggen wanneer nodig.

Menselijke fouten

Ook al zijn de meeste systemen geautomatiseerd, toch blijft er ruimte voor menselijke interactie en tussenkomst. Bijvoorbeeld een override laten staan na een onderhoudsstop. Maar ook de operator kan fouten maken. Dit wordt steeds minder waarschijnlijk dankzij technologische ontwikkelingen die slechts minimale menselijke input nodig hebben, maar het blijft vandaag wel nog een van de meest voorkomende oorzaken van overtoeren bij roterende machines.

Incorrecte sensorinput

Het snelheidssignaal zou gecorrumpeerd kunnen worden door een verkeerd gemonteerde of aangepaste sensor of door errors in de systeemconfiguratie. Deze veroorzaken een verkeerde input in de logica van het systeem. Een verkeerde sensorinput zou ook het volledige controlesysteem kunnen beïnvloeden, wat overtoeren als gevolg kan hebben. Dit zou de roterende machine bijzonder kwetsbaar maken omdat ze dan niet in staat is om overtoeren tijdig te detecteren.

Faling van het controlesysteem

Ook wanneer het snelheidscontrolesysteem niet naar behoren functioneert kunnen er overtoeren ontstaan. Een snelheidscontrolesysteem dient om de snelheid van een roterende machine te reguleren. Een ongeldig inputsignaal of een fout bij het programmeren kunnen een faling in het snelheidscontrolesysteem veroorzaken, die dan kan uitmonden in overtoeren.