westlock - conceito sil aplicado de forma prática em válvulas on-off
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Sil aplicacãoTRANSCRIPT
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Conceito SIL aplicado de forma pratica em vlvulas On / Off
Tyco Day - Brasil 1
SIS Sistema Instrumentado de SeguranaPST Partial Stroke TestingSistema de Monitorao Digital de Vlvulas
Eng. Luiz FrancoGerente Geral Westlock America LatinaMail : [email protected] : +55 11 7645 3355
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WESTLOCK CONTROLSAutomao de Vlvulas para Controle de Processos e Sistemas de Segurana
Tyco Day - Brasil 2
UMA EMPRESA DO GRUPO TYCO COM ATUAO INDEPENDENTE E FBRICA NO BRASIL ATENDENDO TODA AMRICA LATINA.
EXPORTANDO TECNOLOGIA PARA PAISES DE TODOPLANETA !!!
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ALGUMAS MARCAS TYCO INTERNATIONALEstamos presente em todas as reas relativas a segurana comercial, predial e industrial
SIS / F&G / HIPPS / onshore / offshore / deteco, alarme e supresso a fogo, CFTV, Controle de Acessos
Tyco Day - Brasil 3
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SEGURANA EM PROCESSOS INDUSTRIAISAtuadores SIL 3 e Partial Stroke Testing ( PST )
Tyco Day - Brasil 4
CAMADAS DE SEGURANA
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PORQUE DEVEMOS INVESTIR EM SEGURANA !!!Sensores + Lgica + ELEMENTOS FINAIS
O grande fator: A Lei de Murphy !
Se algo puder dar errado, dar!Se algo puder dar errado, dar!
Tyco Day - Brasil 5
Qualquer processo tem suas funes especficas, mas...
...devido Lei de Murphy, temos que incluir funes adicionais, para reduzir o risco de que ocorra alguma falha no sistema que possa Danificar ou Destruir bens, ou ainda, ferir / matar pessoas
Mr Joseph Murphy
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SEGURANA EM PLANTA INDUSTRIALCamadas de Proteo analisadas em um processo industrial
Tyco Day - Brasil 6
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CONCEITOS BSICOSDe Sistemas Instrumentados de Segurana ( SIS )
Tyco Day - Brasil 7
SISTEMA INSTRUMENTADO DE SEGURANA
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TIPOS DE VLVULASExiste uma grande variedade de vlvulas e aplicaes: Nosso foco nesta apresentao so as vlvulas ESD
Controle
Tyco Day - Brasil 8
On-off automatizada
Emergency Shut Down Manuais
Segurana / AlvioAuto-operadas
Quebra vcuo
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SISTEMA INSTRUMENTADO DE SEGURANA ( SIS )Sensores, Lgica e Elemento Final formam uma corrente onde no pode haver um ponto fraco
Uma corrente to forte quanto seu elo mais fraco
Tyco Day - Brasil 9a vlvula um ELO importante
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CONCEITOS BSICOSDe Nivel de Integridade de Segurana / Safety Integrity Level ( SIL )
- HAZOP modificado- Anlise Exclusiva de Conseqncias
Mtodos p/ determinao do SIL
Tyco Day - Brasil 10
- Matriz de Risco- Grfico de Risco
- Avaliao Quantitativa- Deciso Corporativa
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CONCEITOS BSICOSDe Nivel de Integridade de Segurana / Safety Integrity Level ( SIL )
SIL representa um nvel de probabilidade mxima de ocorrncia de um acidente, admitido para uma planta ou funo.
Seu nvel definido atravs de mtodos de avaliao contingencial
PFDavg exprime a probabilidade mdia de que um equipamento falhe de forma comprometedora, quando solicitado.
Tyco Day - Brasil 11
falhe de forma comprometedora, quando solicitado.Deve ser a menor possvel
Deve ser compatvel com o SIL pretendido.
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CONCEITOS BSICOSDe Sistemas Instrumentados de Segurana ( SIS ) e Sistema Bsico de Controle de Processos
Tyco Day - Brasil 12Segurana Totalmente baseada no PLC de segurana + Transmissor de Posio com Solenide SIL 3 ( PST ) + Atuador SIL 3( no est ligado numa malha de BPCS comum e vulnervel a falhas )
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CONCEITOS BSICOSClassificao de Riscos
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Graus de Risco
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Classificando os Riscos
Impacto Catastrfico sobre a Comunidade
Impacto sobre os Empregados e sobre a
ComunidadeComunidade
Danos Importantes sobre Propriedades e Produo.
Possveis ferimentos a Empregados.
Danos Menores a Propriedades e Produo
Graus de Risco
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99.99% .
99.9% .
Associando Probabilidades
Impacto Catastrfico sobre a Comunidade
Impacto sobre os Empregados e sobre a
Comunidade
99% .
90% .
Percentual de Disponibilidade
dos Dispositivos
Comunidade
Danos Importantes sobre Propriedades e Produo.
Possveis ferimentos a Empregados.
Danos Menores a Propriedades e Produo
Graus de Risco
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99.99% . 0.01% .
99.9% . 0.1% .
Associando Probabilidades
Impacto Catastrfico sobre a Comunidade
Impacto sobre os Empregados e sobre a
Comunidade
99% . 1% .
90% . 10% .
Percentual de Disponibilidade
dos Dispositivos
Probabilidade de Falha dos
Dispositivos na demanda
Comunidade
Danos Importantes sobre Propriedades e Produo.
Possveis ferimentos a Empregados.
Danos Menores a Propriedades e Produo
Graus de Risco
PFDavg
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Definindo os Padres
99.99 . 0.0001 . 4 . Impacto Catastrfico sobre a Comunidade
99.90 . 0.001 . 3 . 3 .Impacto sobre os
Empregados e sobre a ComunidadeComunidade
99.00 . 0.01 . 2 . 2 .Danos Importantes sobre
Propriedades e Produo. Possveis ferimentos a
Empregados.
90.00 . 0.1 . 1 . 1 . Danos Menores a Propriedades e Produo
Percentual de Disponibilidade
Probabilidade de Falha na demanda
ANSI/ISA S84.01 IEC 61508
Graus de Risco
SILSILPFDavg
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3 .3 .0.1% .99.9% .
4 .0.01% .99.99% .
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AK8
5
6
8
7
0.001%99.999%
ANSI/ISA x IEC x TV x DIN
IEC 61508ANSI/ISA S84.01
Probability of Failure on Demand
Percentual de Disponibilidade
dos Dispositivos
1 .1 .10% .90% .
2 .2 .1% .99% .
AK1
AK2
AK3
AK4
AK5
1
2
3
4
5
DIN V 19250TUV Class
SILPFDavg TUV
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CONCEITOS BSICOSClassificao de Riscos
Tyco Day - Brasil 19
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EMERGENCY SHUT DOWNArquiteturas de Sistemas de ESD : Topologias usuais no mercado
...mas todas terminam numa Vlvula !!!
Tyco Day - Brasil 20
Ter um ESD com uma vlvula convencionalNO oferece a segurana desejada. o mesmo que usar a tecnologia deforma no muito apropriada
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SEGURANA EM VLVULASPara sistemas de ESD ( Emergency Shut Down ) em Refinarias, Plataformas, Dutos e Indstrias em geral
PFDSIS = PFDEP + PFDL + PFDEF
Tyco Day - Brasil 21Utilizao de uma vlvula convencional ou com acessrio de PFD inadequado
PFDEP + PFDL + PFDEF = PFDSIS0,005 + 0,0005 + 0,05 = 0,0555 SIL2 SIL3 SIL1 = ( SIL 1 )
Soluo:UMA VLVULA CERTIFICADA SIL 3 COM PST
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A IMPORTNCIA DA PFD avgPara sistemas de ESD ( Emergency Shut Down ) em Refinarias, Plataformas, Dutos e Indstrias em geral
+SIL3TYCO
Valve/Actuator =SIL3
Westlock PST SIL3
3PFD = 4PFD = 7PFD =
SIL3: PFD = 10100001
10000 to PFDPFD = = x t/2x t/2 : dangerous failure rate: dangerous failure ratet : test interval t : test interval (year)(year)
Tyco Day - Brasil 22
SIL3TYCO
Valve/Actuator + =SIL3
AccessoryB
SIL2
310000PFD =
310000PFD =
410000PFD =
910000PFD =
1210000PFD =
710000PFD =
Devemos prestar ateno especial nos acessrios !
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ATENO ESPECIAL PARA AS VLVULASMuitas vezes os Elementos Finais no recebem muita ateno e isso muito perigoso
Tyco Day - Brasil 23
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CONCEITOS BSICOSDeterminao de PFD avg
Probabilidade combinada dos vrios equipamentos, tendo em conta, para cada
um:
PFDavg = f{ MTBFd; TI; MTTR }
Tyco Day - Brasil 24
PFDavg = Probabilidade Mdia de Falha na Demanda
MTBFd = Tempo Mdio Entre Falhas perigosas
MTTR = Tempo Mdio de ReparoTI = Intervalo entre Testes
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exemplo de clculo exemplo de clculo exemplo de clculo exemplo de clculo
2/32/32/32/3
Definio de PFDavg:
PFDavg = Probability Mdia de Falha da Demanda DC = Cobertura do diagnstico
D= Freqncia de Falhas de Risco (falhas / ano)
PFDavg = DC x Dsol x (MTTR x TIPS / 2) + (1 - DC) x Dsol * TIFS / 2)
WESTLOCK
WESTLOCK
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n D
sol = Freqncia de Falhas de Risco (falhas / ano) TIPS = Intervalo entre Testes (Partial Stroke) TIFS = Intervalo entre Testes (Full Stroke) MTTR = Tempo Mdio de Reparo
TIPS = Intervalo entre Testes (Partial Stroke) TIFS = Intervalo entre Testes (Full Stroke)
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PARTIAL STROKE TESTINGGerenciamento remoto das vlvulas dos sistemas de Emergency Shut Down
Partial Stroke TestingPartial Stroke Testing-- um dispositivo que permite o teste um dispositivo que permite o teste full full
strokestroke da solenide e o teste da solenide e o teste partial partial stroke stroke da vlvula de shutoff (por exemplo, da vlvula de shutoff (por exemplo,
fazendofazendo--a movimentara movimentar--se de 100% de se de 100% de abertura para 80%),um tanto que permite abertura para 80%),um tanto que permite
Tyco Day - Brasil 26
abertura para 80%),um tanto que permite abertura para 80%),um tanto que permite saber que ela no est emperrada ou com saber que ela no est emperrada ou com
algum outro problema operacional, sem algum outro problema operacional, sem afetar significativamente o fluxo.afetar significativamente o fluxo.
Permite testar a vlvula sem necessidade de fechamento total e, portanto, sem efetuar shutdowns
freqentes.
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PARTIAL STROKE TESTINGPorque o Partial Stroke Testing fundamental para garantir a segurana de sua planta ou duto?
Vlvulas Shutoff permanecem abertas ou fechadas por longos perodos e cada vez mais devem atender aos requerimentos
dos processos e sistemas de segurana para que fiquem mais tempo ainda sem ser acionadas.
O principal tipo de falha em vlvulas tem sido o travamento. ( ou seja, numa situao REAL de emergncia, a vlvula no
funcionaria )
Tyco Day - Brasil 27
funcionaria )Se uma vlvula parte de um SIS, ela o item que mais
contribui (~70%) para o indesejvel aumento do PFDavg ou tem o impacto mais negativo sobre a reduo de risco a ser
atingida pelo SIS.
Para garantir que as vlvulas de shutoff no esto travadas e para evitar testes peridicos in-loco ( manuais ) , o D-EPIC
PST da Westlock constitui uma ferramenta fundamental para garantir as malhas dos SISs .
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PARTIAL STROKE TESTINGPorque o Partial Stroke Testing fundamental para garantir a segurana de sua planta ou duto?
Partial Stroke Testing produz uma significante reduo da PFDavg ( Mdia da Probabilidade de Falha sob Demanda )
dos elementos finais de controle.
O Auto-teste constante da solenide, da eletrnica ( hardware e software ) e verificao do status da vlvula formam uma
combinao eficiente para garantir o desempenho dos SISs, reduzindo consideravelmente a probabilidade de falhas.
Tyco Day - Brasil 28
reduzindo consideravelmente a probabilidade de falhas.
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Test Interval PFDavg168 hours (weekly) 1.12 x 10-04730 hours (monthly) 4.85 x 10-042190 horas (quarterly) 1.45 x 10-034380 horas (semi-annual) 2.91 x 10-031 year 5.81 x 10-03
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2 years 1.16 x 10-02
3 years 1.74 x 10-02
4 years 2.32 x 10-02
5 years 2.91 x 10-02
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PARTIAL STROKE TESTINGComo funciona o PST em uma vlvula esfera NA ( Normalmente Aberta ) e NF ( Normalmente Fechada )
Vlvula Normalmente Aberta
Exemplo em Vlvula Esfera
Tyco Day - Brasil 30Vlvula
Normalmente Fechada
Exemplo em Vlvula Esfera
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Biffi Hidrulico
ATUADORES DE RESPOSTA RPIDASolues em acionamento para Vlvulas ESD ( Emergency Shut Down ) com SIL 3
Tyco Day - Brasil 31
Biffi Pneumtico
Morin Pneumtico
Biffi Eltrico
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PARTIAL STROKE TESTINGComo Funciona numa Vlvula Normalmente Aberta ( NA )
Tyco Day - Brasil 32
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MODELO DE PARTIAL STROKE TESTINGMECNICO : instalado no atuador das vlvulas
Tyco Day - Brasil 33
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2222
34444
1111
MODELO DE PARTIAL STROKE TESTINGMECNICO : instalado no castelo das vlvulas
Tyco Day - Brasil 34
3
5555
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MODELO DE PARTIAL STROKE TESTINGAUTOMATIZADO : PAINEL DE COMANDO OU POSICIONADOR INTELIGENTE
Tyco Day - Brasil 35
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MODELO DE PARTIAL STROKE TESTINGELETRNICO DIGITAL : TRANSMISSOR ELETRNICO DE POSIOCOM SOLENIDE INTEGRADA E DIAGNSTICOS REMOTOS
D-EPIC
Tyco Day - Brasil 363636
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PARTIAL STROKE TESTINGD-Epic : Transmissor de posio da vlvula sem contato com a vlvula ( maior preciso e sensibilidade )
O sensor de Efeito Hall representa um significativo avano para garantir uma operao de PST
confivel e segura. No h contatos mecnicos da haste da vlvula com o
D-EPIC PST, garantindo maior
Tyco Day - Brasil 37
D-EPIC PST, garantindo maior preciso, confiabilidade e disponibilidade operacional,
reduzindo o custo de manuteno e permitindo percentuais mnimos de acionamento, evitando distrbios nos processos quando o SIS utiliza vlvulas normalmente abertas
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PARTIAL STROKE TESTINGD-Epic : Transmissor de posio da vlvula sem contato com a vlvula ( maior preciso e sensibilidade )
Projetado para calibrao no intrusiva
LCD e Indicador Visual
Sensor de Posio sem contato com a haste da vlvula
Tyco Day - Brasil 38Teras Tecnolgicas do Petrleo
Teras Tecnolgicas do PetrleoTeras Tecnolgicas do Petrleo
Teras Tecnolgicas do Petrleo
haste da vlvula Opo de
montagem remota Sinal de sada digital e
modulante Aplicao em vlvulas
Rotativas e Lineares Protocolo HART e
Foundation Fieldbus Robusto ( invlucro
em ao inox )
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PARTIAL STROKE TESTING
SEGURANA EM VLVULAS ( SIL 3 )
Display Alfanumrico( D-Epic )
CALIBRACAO E PARAMETRIZACAOPossibilidade de ser realizada internamente ou externamente ( chave magnetica )
39
SEGURANA EM VLVULAS ( SIL 3 )
39
Comandos Internos
Comandos Externos( magntico )
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PARTIAL STROKE TESTING
D-Epic : Transmissor de Posio para Montagem em vlvulas Lineares e Rotativas
Tyco Day - Brasil 40Teras Tecnolgicas do Petrleo
Teras Tecnolgicas do PetrleoTeras Tecnolgicas do Petrleo
Teras Tecnolgicas do Petrleo
Invlucro em ao inoxidvel
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PARTIAL STROKE TESTINGDiagnsticos e Prognsticos das Vlvulas: Grficos, Alarmes em caso de falha e Gesto de ativos
Tyco Day - Brasil 41
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Sistemas de Monitorao e Controle
LINHA DE PRODUTO - QUANTUMLINHA DE PRODUTO - QUANTUM
Simples Bobina (01 solenide)
Sistemas de Monitorao e Controle
Dupla Bobina / Dupla Solenide
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PONTO IMPORTANTE :VLVULA SOLENIDE WESTLOCK COM RE-BREATHER(TM). IMPEDE ENTRADA DO MEIO EXTERNONA CMARA DOS ATUADORES, REDUZINDO CUSTO DE MANUTENO E RISCOS DE FALHAS
Tyco Day - Brasil 43
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+Exauste da
13
Alimentao Pneumtica > 45 PSI
SOLENIDE CONVENCIONAL SOLENIDE CONVENCIONAL
FONTE VCC
Exauste da Bobina
Respiro do Diafragma
Respiro da Mola
Respiro do Atuador
2
-
1 35
Alimentao Pneumtica > 45 PSI
+
SOLENIDE FALCON II SOLENIDE FALCON II
4 2FONTE VCC
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InvlucrosInvlucros Plstico de engenhariaPlstico de engenharia Alumnio Alumnio CopperCopper FreeFree Ao Inox 316Ao Inox 316
Classificao do InvlucroClassificao do Invlucro Uso Geral / No Uso Geral / No
DUPLA BOBINA / DUPLA SOLENIDEDUPLA BOBINA / DUPLA SOLENIDE
Uso Geral / No Uso Geral / No AcendvelAcendvel
Segurana AumentadaSegurana Aumentada Segurana IntrnsecaSegurana Intrnseca Prova de Exploso Prova de Exploso
TipoTipo Dupla BobinaDupla Bobina
ltima Posioltima Posio Dupla Solenide Dupla Solenide
Segurana / Segurana / DisponibilidadeDisponibilidade
SIL 3
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Monitor de Posio somente
LINHA DE PRODUTO - INTELLISLINHA DE PRODUTO - INTELLIS
Sistemas de Monitorao e ControleSimples Bobina (01 solenide)
Sistemas de Monitorao e ControleDupla Bobina / Dupla Solenide
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SIL 3
MONITORAO E COMANDO - INTELLISMONITORAO E COMANDO - INTELLIS
Concebido com base na Linha QuantumConcebido com base na Linha Quantum
Grande reduo com instalaoGrande reduo com instalao
Grande reduo em cabosGrande reduo em cabos
Reduo nos custos de instalaoReduo nos custos de instalao
Homologados pelos rgos Homologados pelos rgos normalizadoresnormalizadores
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Implementao de Redespara automao de vlvulas
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No AcendvelNo Acendvel
Segurana AumentadaSegurana Aumentada
Prova de Exploso Prova de Exploso
AS-i
MONITORAO E COMANDO - INTELLISMONITORAO E COMANDO - INTELLIS
DeviceNetFoundation Fieldbus
ModBusProfiBus
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Invlucros em Plstico de Engenharia, Alumnio Invlucros em Plstico de Engenharia, Alumnio CopperCopper FreeFree e Ao Inox 316 e Ao Inox 316
SISTEMA DE MONITORAO E CONTROLESISTEMA DE MONITORAO E CONTROLE
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Bobina de baixo consumo;
Certificao Inmetro da caixa de alumnio copper free;
Solenoide com certificao SIL 2 e 3;
A bobina esta abrigada dentro da caixa com mnimo IP66;
A blindagem do solenide, somente ar de instrumentao circula na
SISTEMA DE MONITORAO E CONTROLESISTEMA DE MONITORAO E CONTROLE
A blindagem do solenide, somente ar de instrumentao circula na solenoide e no atuador;
Reed Switch com 5 anos de garantia;
Protocolo ProfibusDP e FF;
SIS atua diretamente na bobinas de 125 VDC e FF troca as informaes de status e comanda o PST;
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PARTIAL STROKE TESTING
SEGURANA EM VLVULAS ( SIL 3 )
Sistemas completos
53
SEGURANA EM VLVULAS ( SIL 3 )
53
Engo. Victor Venncio DiasGerente Geral de Vendas Amrica Latina
WESTLOCK
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EMERGENCY SHUT DOWNPor isso o PST importantssimo para garantir a segurana das plantas e dutos
PSV
Fire Suppression
Tyco Day - Brasil 54Garantir que a vlvula vai funcionar quando requisitada pelo ESD / SIS !!!
F&G
BPCS
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OBRIGADO PELA ATENO.
PERGUNTAS
Tyco Day - Brasil 55
Visitem nosso web site:
www.westlock.com.br
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SLIDE VERDE
- DETECTAR E ELIMINAR EMISSES FUGITIVAS DE GASES EFEITO ESTUFA EM :VLVULAS, FLANGES, CONEXES, VENTS, COMPRESSORES, TURBINAS E ETC.
COMO NS DA REA DE INSTRUMENTAO E AUTOMAO PODEMOS AJUDAR A PROTEGER O MEIO AMBIENTE ???
Tyco Day - Brasil 56
VLVULAS, FLANGES, CONEXES, VENTS, COMPRESSORES, TURBINAS E ETC.
- COMPRAR PRODUTOS DE EMPRESAS QUE PROTEGEM O MEIO AMBIENTE
- REDUZIR O CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS (GUA, GS NATURAL, ETC )
- COLOCAR DETECTORES DE GASES DE EFEITO ESTUFA EM SUA PLANTA
- MEDIR E REDUZIR AS EMISSES DE GASES E PARTICULADOS
- MANTER AS VLVULAS SEMPRE COM A MANUTENO EM DIA.Faa a sua parte tambm. Compartilhe conhecimento.
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CONCEITOS BSICOSAbreviaes usuais em sistemas de segurana e usadas nesta apresentao
SIS Safety Instrumented SystemSIL Safety Integrity Level
PSM Process Safety ManagementRMP Risk Management Program
PHA Potential Hazardous AnalysisHAZOP HAZardous or Operability Programs
Tyco Day - Brasil 57
HAZOP HAZardous or Operability ProgramsOSHA Occupational Safety Health Administration
PFD avg Average Probability of Failure on DemandSFF Safe Failure Fraction
PES Programmable Electronic SystemPA - Percent Availability
MTBF Mean Time Between Failures MTTS Mean Time to Failure
MTBR Mean Time Between Repair