PST - Partial Stroke Test no FY303: simples, seguro e sem custos
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Introdução
O PST é um procedimento utilizado para fazer o teste parcial do curso da válvula.
Nada mais é do que um método que pode ser programado de forma manual ou automático para movimentar a haste da válvula parcialmente e verificar as condições desta movimentação. E mais: pode-se medir a velocidade de resposta da válvula. Ou mesmo verificar se a válvula não está emperrada ou se o atuador pneumático está sendo adequadamente pressurizado, sem necessidade de ir até o local onde está instalada. A adoção do Teste de Curso Parcial ou PST – Partial Stroke Test é uma solução simples, barata e muito confiável e que pode aumentar significativamente a segurança operacional.
A grande vantagem é que é independente da atuação humana. Uma vez programado no posicionador, um método automático se encarregará de executar o teste e gerar status de diagnósticos facilitando as informações e tomadas de decisões no caso de uma manutenção. Outra vantagem é a redução de custos quando comparado com os métodos convencionais, uma vez que a manutenção pode ser feita somente quando há a necessidade.
Ainda é muito comum, em uma parada, testar todas as válvulas. Durante essas paradas, aproveita-se para acionar a válvula, abrindo-a e fechando-a totalmente, permitindo a verificação, por exemplo, do possível emperramento da haste, de vazamentos de ar de alimentação do atuador, de vedação quando totalmente fechada, da integridade do conjunto válvula/atuador e da sinalização nos painéis de controle, etc.
Como a indústria não pode parar com freqüência por questões de produtividade e lucratividade, tais testes em algumas situações podem demorar meses ou anos a serem feitos e aí, a manutenção fica complicada, gerando paradas indesejadas, aumentando custos de forma geral. Além disso, em algumas situações, para não dizer em sua maioria, expõe-se os técnicos a riscos indo a campo e sem necessidade.
Será que tais válvulas irão operar quando requisitadas?
Quando se fala em válvulas de bloqueio ou válvulas de sistemas de segurança, o ideal é testá-las de tempos em tempos para saber se estão funcionando corretamente. Essas válvulas, em geral, passam um bom tempo, anos às vezes, sem serem atuadas. Por estarem instaladas ao tempo, ou em ambientes agressivos e corrosivos, normalmente sofrem uma degradação inerente a seus materiais construtivos e conceitos de seu projeto. Nestas situações, o que pode ser aplicado com sucesso é o PST.
Outra vantagem deste teste é a redução do PFD (Probabilidade de Falha sob Demanda, PFD = 1 - D, onde D é a disponibilidade) e ainda, permite a manutenção preditiva uma vez que falhas potenciais em válvulas críticas podem ser detectadas com antecedência. Vale lembrar que nenhum sistema é totalmente imune a falhas e sempre deve proporcionar mesmo que uma falha aconteça, uma condição segura.
PFD é o indicador de confiabilidade apropriado para sistemas de segurança.
Se não for testado, a probabilidade de falha tende a 1.0 com o tempo. Testes periódicos mantêm a probabilidade de falha dentro do limite desejável.
Figura 1 - PFD x Testes Funcionais
PST no FY303 – Posicionador PROFIBUS-PA
Para mais detalhes do FY303 consulte: http://www.smar.com/brasil2/products/FY303.asp
A descrição da configuração do PST, a seguir, foi realizada usando o PROFIBUSView (software de parametrização PROFIBUS da SMAR). O PST também pode ser configurado através do Simatic PDM ou através de ferramentas baseadas em FDT/DTM.
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NOTA |
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O PST somente poderá ser executado se o posicionador FY303 não estiver em auto-calibração (SETUP) ou mesmo executando o TRIM de posição. Se tentar executar o PST nestas condições na aba Status será indicada a seguinte mensagem: PST in Setup Or Trim |
O método PST foi implementado para atuar no SP (SetPoint), incrementando ou decrementando a posição atual da válvula, em valores e intervalos pré-definidos.
Ao abrir a tela de configuração do PST, na aba Method são apresentados os campos desabilitados.
Para iniciar a configuração é necessário clicar no botão Start PST e seguir a seqüência de configuração definida pelo PST.
Figura 2 – Tela principal do PST no PROFIBUSView
No item Test Type selecione a opção modo Manual, Auto (Automático) ou Stop, veja tabela 1:
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Parâmetros |
Descrição |
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Manual |
Quando em manual o teste será executado somente uma vez, sob o comando do usuário |
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Auto (Automático) |
Quando em Auto o teste será executado ciclicamente de acordo com a configuração de tempo no parâmetro |
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Stop |
Utilizado para o usuário finalizar (parar) o teste PST, quando necessário. |
Tabela 1 – Seleção do modo de operação do PST
Figura 3 –Tela principal para a configuração do método PST - PROFIBUSView
| Parâmetros |
Descrição |
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Cycle To Exec |
Tempo que determina o ciclo(período) de teste do PST. Será executado o teste somente quando o parâmetro Test Type estiver configurado para Auto (Automático). Valor configurado de 1 a 43200 minutos (30 dias). |
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SP Offset |
Valor a ser incrementado no SP durante a atuação do PST. Sempre é feito um teste para verificar se não ultrapassou os limites de 0% e 100%. |
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SP Offset for 0% |
Permite incrementar quando o SP for 0%. |
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SP Offset for 100% |
Permite decrementar quando o SP for 100%. |
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TimeOut |
Define o tempo máximo de conclusão do teste. A conclusão do teste se dá ao atingir o novo SP dentro dos limites de erro indicado no parâmetro Dead Band. Se o teste não for executado com sucesso antes do tempo de time out esgotar será gerado um status de PST Time Out. |
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Test Type |
Permite selecionar o tipo de teste desejado: Manuale Auto (Automático), ou para interromper o teste que está sendo executado com a opção Stop. |
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Enable PST |
Permite iniciar o teste quando o parâmetro Test Type estiver em modo Manual, clique no botão Enable. Veja figura 3. |
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Dead Band |
Esse valor é definido pelo usuário. É o erro permitido conforme o tempo máximo (TimeOut) que se permitirá que o teste seja executado. |
Tabela 2 – Configuração do PST – Veja Figura 3.
Figura 4 - Enable PST - PROFIBUSView
Válvulas de Segurança
Quando a válvula é de segurança, antes de iniciar o teste, o SP é salvo, pois se durante o teste vier um SP diferente, significa que o controle possivelmente está mandando a válvula para a posição de segurança e nesta condição é abortado o teste. Pode acontecer também que a válvula esteja se movimentando para a posição de segurança e o teste comece. Então, segundo estes requisitos, configura-se indicando ao PST se a válvula é de controle ou de segurança e qual a posição de segurança, de acordo com a figura 5.
Figura 5 – Safety Control Valve - PROFIBUSView
| Parâmetros |
Descrição |
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Safety Control Valve |
Indica ao método de PST se a válvula é de controle ou segurança. |
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Safe Position |
Permite configurar a posição de segurança da válvula, por exemplo, 0%, 100% ou qualquer outra posição ( configurado no bloco AO ). |
Tabela 3 – Configuração para válvulas de segurança – Veja Figura 4.
Condições de diagnósticos do PST
Durante a execução do método de PST, o FY303 monitora várias condições gerando as informações de status de acordo com a figura 6 e tabela 4.
Figura 6 – Diagnóstico e o Status do PST – PROFIBUSView
| Parâmetros |
Descrição |
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Time to Initiate |
Informa quanto tempo falta até iniciar o teste. |
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Counter Success |
Contador que totaliza o número de execuções com sucesso do PST. Esse contador é salvo em flash durante ao desenergizar o FY303. |
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Counter Unsuccess |
Contador que totaliza o número de execuções com falhas do PST. Esse contador é salvo em flash durante ao desenergizar o FY303. |
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Reset |
Permite resetar os contadores Counter Success e Counter Unsuccess. |
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Status |
Indica a condição de erro ou diagnóstico do PST:
Ao ligar o equipamento ele apresentará este status.
O método está em execução.
Indica que o parâmetro SP Offset está fora do limite.
Indica que não foi possível executar o teste conforme configurado no parâmetro TimeOut.
Indica que o teste foi executado com sucesso.
O Test Type está em modo automático e aguardando o momento para ser executado, conforme definido no Cycle To Exec.
Indica que o teste foi finalizado pelo usuário ou que ocorreu algum erro durante o teste.
Indica que está executando o SETUP ou o TRIM.
Indica que a válvula está na posição de segurança. |
Tabela 4 – Condições de diagnósticos do PST
Figura 7 – PST – Diagnóstico Preventivo
Conclusão
Segundo o Manual de Dados de Confiabilidade em Instalações Offshore, editado pela OREDA (Offshore Reliability Data), o PST pode detectar 70% dos problemas nas válvulas que, estatisticamente, ocorrem com maior incidência.
O PST está disponível no FY303 da SMAR sem custos adicionais e pode proporcionar redução nos custos de manutenção através dos diagnósticos gerados durante o teste.
A grande vantagem deste tipo de teste é que basicamente não tem custo, utiliza menos instrumentação para executá-lo, é simples, seguro e muito confiável.Além disso, pode estender o período de Full Stroke Test.
O objetivo principal de um PST é descobrir de forma antecipada uma parte de falhas perigosas não detectadas (dangerous undetected failures).
A PFD pode ser melhorada com o fator de cobertura de diagnósticos proporcionados pelo PST.
Referências:
- • http://www.smar.com/PDFs/ApplicationNotes/FY300PST.pdf
- • http://www.smar.com/brasil2/products/function.asp#positioners
- • Material PROFIBUS – César Cassiolato
- • Artigos Técnicos – César Cassiolato
- • Manual FY303: http://www.smar.com/PDFs/Manuals/FY303MP.PDF
- • www.smar.com.br
Data de publicação: 2012-01-10 13:38:07