Fisher. Technology Development

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1 Fisher Technology Development

2 È IMPORTANTE SELEZIONARE LA GIUSTA VALVOLA DI CONTROLLO PER OTTENERE UN IMPIANTO PIÙ EFFICIENTE, PRODUTTIVO E SICURO. L industria di processo sta cambiando; gli impianti sono sempre più grandi e richiedono valvole di controllo di maggiori dimensioni e altamente sofisticate, per applicazioni più gravose. Emerson ha a disposizione uno staff di ingegneri di talento dedicati allo sviluppo delle valvole di controllo Fisher per l industria di controllo di processo in continua evoluzione. I nostri ingegneri sono stati: I primi a sviluppare la comprovata architettura di impianto digitale PlantWeb. I primi a creare un laboratorio per prove di portata nell industria di controllo di processo. I primi a sviluppare autorevoli tabelle dati di capacità e dimensionamento. I primi a utilizzare valvole rotative come valvole di controllo di processo. I primi a commercializzare il quick-change trim stile gabbia. I primi a sviluppare tecniche e procedure di predizione del rumore aerodinamico. I primi a ricevere la certificazione N-stamp e a produrre valvole di controllo automatiche per centrali nucleari. I primi a sviluppare posizionatori digitali per valvole e diagnostica delle prestazioni per un miglior controllo e per la manutenzione predittiva. I primi a sviluppare speciali procedure di dimensionamento della valvola di controllo per fluidi non ideali, non newtoniani e di degassificazione. I primi a fornire ai clienti e agli ingegneri consulenti un metodo per predire in modo accurato il rumore di impianto generato dalle valvole di controllo. I primi nell industria a fornire una consulenza specialistica sui materiali. Siamo fieri della nostra reputazione di affrontare ogni sfida, in modo che It s Never Been Done Before diventi semplicemente Consider it Solved. Quando si acquista una valvola di controllo Fisher si ottiene l esperienza applicativa nata da oltre 130 anni di lavoro nell industria, unita ai vantaggi derivanti dai milioni di dollari investiti nella ricerca per risolvere le problematiche importanti per i nostri clienti. Le specifiche dei prodotti Fisher sono in molti casi più severe degli standard dell industria stabiliti dagli enti normativi. La nostra attenzione alla qualità del prodotto, costantemente valutata, ci permette di offrire tecnologie Fisher delle massime prestazioni e affidabilità. L applicazione della tecnologia Fisher è il miglior modo per rendere l impianto più efficiente, produttivo e sicuro; questo può essere constatato di persona visitando l Emerson Innovation Center for Fisher Technology.

3 Fisher Technology Development 3 QUALIFICAZIONE DELLE FUSIONI OLTRE I REGOLAMENTI La qualità delle fusioni è considerata un problema di sicurezza. L approvvigionamento su scala globale di pezzi fusi ha aumentato la consapevolezza e la preoccupazione dei clienti per la loro integrità. Emerson applica una specifica di qualità onnicomprensiva per le sue valvole di controllo Fisher, che deve essere rispettata da tutti i fornitori di pezzi fusi in metallo a pressione e strutturali. I requisiti Emerson superano quelli di ASME, ISO ed EN. Emerson richiede che tutti i fornitori di pezzi fusi sottopongano ad approvazione tutte le procedure di saldatura, per assicurare che siano conformi ai requisiti ASME Sezione IX e alla direttiva per attrezzature a pressione (PED). Inoltre, per alcuni metalli particolarmente difficili da fondere e trattare termicamente, come l acciaio inossidabile duplex e le leghe ad alto contenuto di nichel, Emerson richiede la presentazione di campioni ai propri laboratori. La riduzione delle sollecitazioni sui componenti di un recipiente a pressione migliora notevolmente la resistenza alla fatica e di conseguenza la sicurezza. Non è sufficiente semplicemente rispettare i requisiti minimi di spessore delle pareti. Utilizzando modelli FEA avanzati, i nostri ingegneri analizzano complesse geometrie nei progetti delle valvole di controllo per individuare punti di concentrazione delle sollecitazioni. Una vista in sezione del modello FEA di un attuatore illustra aree di variazione dei livelli di sollecitazioni in base al gradiente di colore. Grazie a ciò è possibile implementare, prima della creazione del prototipo o delle prove di produzione, le necessarie modifiche alla progettazione per ridurre al minimo le sollecitazioni. Oltre a rispettare i requisiti minimi di spessore delle pareti specificati dalle normative, ogni design strutturale Fisher è sottoposto a collaudo idrostatico per verificare che le sollecitazioni non superino i livelli consentiti dai regolamenti e per convalidare il modello FEA. Le valvole di controllo Fisher sono utilizzate in aree critiche per la sicurezza in centrali nucleari ed è pertanto imperativo che funzionino sempre correttamente. Sono sottoposte a rigorose prove di qualificazione per soddisfare i requisiti ASME QME-1, IEEE382, IEEE344 e IEEE323.

4 4 Fisher Technology Development MIGLIORAMENTO DELLA SICUREZZA LIMITAZIONE DELLE EMISSIONI Processi che implicano fluidi tossici o altamente infiammabili contano sui sistemi di sicurezza strumentati. La mancata conoscenza della posizione o del funziona mento della valvola rappresenta una minaccia per la sicurezza dei lavoratori, può causare problemi ambientali e danneggiare potenzialmente le apparecchiature. Emerson ha sviluppato i posizionatori digitali per valvole per soddisfare i requisiti del cliente di arresto d emergenza. Come parte del pacchetto della valvola di arresto d emergenza, il posizionatore digitale per valvole Fisher consente di eseguire il test automatico della corsa parziale mentre la valvola è in linea e operativa. I rapporti diagnostici forniscono risultati pass/fail automatici, una traccia di audit e una marca temporale. I posizionatori digitali per valvola SIS Fisher sono stati certificati in conformità alla normativa IEC61508 da TÜV Product Services (Germania) per l uso in sistemi strumentati di sicurezza (SIS) fino al livello 3 di integrità della sicurezza. Oltre alle tecnologie SIS, le tecnologie di monitoraggio della posizione wireless Fisher e TopWorx forniscono agli operatori lo stato delle valvole. Il monitoraggio di posizione consente avvii e arresti sicuri, riduce i rilasci nell ambiente ed elimina la necessità di ispezioni visive. Perdite di gas e prodotti chimici possono essere nocive per la salute e l ambiente. Per questo motivo sono in vigore severe normative sul controllo delle emissioni da fughe nell atmosfera. Le tecnologie delle baderne delle valvole di controllo Fisher assicurano la conformità alle normative e alle aspettative del cliente. Queste tecnologie offrono un eccellente controllo delle emissioni e sono state testate e certificate dalle seguenti organizzazioni di certificazione internazionali: Cetim (ISO Classe B), Yarmouth (FCI/ANSI 91-1) e TÜV (TA-Luft). Lo spettrometro di massa a elio conta ogni atomo di elio rilevato dalla sonda e calcola il tasso di perdita. Per la valvola di controllo Fisher illustrata sopra, la perdita totale accumulata in un anno equivale a una bolla delle dimensioni di una pallina da golf. Emerson ha numerose tecnologie di baderna, così uniche e innovative da essere brevettate. Le tecnologie di baderna Fisher sono sviluppate con cura meticolosa e sottoposte a prove rigorose. I nostri clienti le ritengono le migliori baderne sul mercato, non solo conformi alle normative sulle emissioni, ma anche in grado di migliorare ambienti dell impianto maleodoranti o nocivi. Se sono richieste emissioni zero, sono disponibili le tenute a soffietto Fisher in materiali resistenti alla corrosione.

5 Fisher Technology Development 5 RIDUZIONE DEL RUMORE DIAGNOSI LOCALE DELLE VALVOLE DI CONTROLLO Gli impianti di processo richiedono il controllo dei livelli di rumore per la protezione dei dipendenti. Ridotti livelli di rumore all esterno sono inoltre necessari per mantenere buoni rapporti con le aree popolate vicine. Le tecnologie di attenuazione del rumore Fisher hanno permesso di sviluppare efficaci valvole di controllo per la riduzione del rumore e forniscono i livelli di rumore previsti per la conformità ai limiti normativi. Grazie a una sede di 4738 m 2 (51,000 ft 2 ) e a un esclusiva camera acustica di 2415 m 2 (26,000 ft 2 ), Emerson è in grado di quantificare in modo accurato il rumore di tubazioni e sfiati. Programmi di collaudo sono condotti su valvole di controllo Fisher, trim della valvola, silenziatori, diffusori e distributori, così come su raccordi a T, gomiti, riduttori ed espansioni per determinare il loro contributo al rumore totale. Accelerometri e trasduttori di pressione sono utilizzati per misurare le vibrazioni delle pareti dei tubi e i livelli sonori. L esperienza nel campo dell acustica è applicata a tutti gli stadi, dallo sviluppo del prodotto, all applicazione, dai preventivi alle prestazioni a prodotto installato. Mettiamo inoltre a vostra disposizione i nostri esperti per analizzare l intero ambiente dell impianto e risolvere problemi di rumore che vanno al di là delle valvole di controllo. La manutenzione delle apparecchiature di processo deve essere pianificata, ma a volte è difficile sapere quale apparecchiatura debba essere sottoposta a manutenzione. Poiché le valvole di controllo sono gli elementi principali del circuito per la regolazione del processo, le loro prestazioni sono di importanza fondamentale. Dalla loro introduzione, i posizionatori digitali per valvole Fisher hanno cambiato il modo in cui gli impianti monitorano le valvole di controllo. Funzionalità come la taratura automatica, la retroazione magnetica non contattiva e la diagnostica delle prestazioni online forniscono dati in tempo reale sulle prestazioni senza eguali. Sono stati infatti concessi per questa linea di prodotti più di 50 brevetti. Aree pericolose o località difficili da raggiungere rappresentano un ostacolo alla verifica locale delle corrette prestazioni della valvola di controllo. In passato, la diagnostica locale richiedeva l uso di notebook sul campo da parte dei tecnici. La tecnologia mobile Emerson offre una soluzione a questo problema di lunga data tramite l uso di comunicatori portatili da campo. Questo strumento per i tecnici della manutenzione è stato aggiornato per includere la diagnostica della valvola di controllo. Il software applicativo Fisher consente di estendere la tecnologia ad altre piattaforme portatili, come PDA e smartphone. Scalette, passerelle o altre aree difficili da raggiungere non rappresentano più una barriera per i tecnici della manutenzione. È ora possibile eseguire i test diagnostici con la massima mobilità e semplicità.

6 6 Fisher Technology Development PROTEZIONE DEI COMPRESSORI QUALIFICAZIONE DEI MATERIALI Per operare in modo più efficiente, gli impianti di GNL preferiscono far funzionare i turbocompressori vicino al limite di pompaggio. Il margine di errore per evitare danni alle attrezzature durante eventi di pompaggio è pertanto molto limitato. Le valvole antipompaggio devono rispondere tempestivamente per proteggere costosi compressori critici da danni durante eventi di pompaggio e devono inoltre essere altamente precise per permettere la massima efficienza. Le tecnologie incorporate nelle valvole antipompaggio Fisher non hanno controparti nelle linee di prodotti di ogni altro produttore. La tecnologia di attuatori di precisione Fisher consente una corsa completa fino a 50,8 cm (20 in.) in meno di un secondo e con una precisione di posizionamento superiore all 1% per valvole di controllo ancora più grandi. L impostazione e la regolazione possono essere eseguite in remoto in pochi minuti. Senza la tecnologia Fisher possono richiedere ore. I collaudi di accettazione di fabbrica in base alla specifica Fisher FGS 4L11 tipicamente eliminano la necessità di modifiche alla regolazione dopo l installazione. I posizionatori digitali per valvole Fisher utilizzano algoritmi di controllo e regolazione specifici antipompaggio per un controllo di prestazioni elevato, affidabile e stabile. Il collaudo di accettazione di fabbrica FGS 4L11 sta diventando uno standard per l industria del GNL. Questo standard di prestazioni è applicato al controllo di processo critico in tutte le industrie. Le apparecchiature costruite con materiali non compatibili con l ambiente di processo possono danneggiare le attrezzature o causare un fermo impianto. Le tecnologie dei materiali Fisher rappresentano un significativo miglioramento dell affidabilità rispetto ai materiali generici. Le formule dei materiali sono state sviluppate, specificate e controllate per metalli, elastomeri e plastica nelle valvole di controllo Fisher. Un attrezzato laboratorio materiali impiega tecnici Emerson per verificare che i materiali e i rivestimenti offrano le prestazioni fisiche e meccaniche conformi alle aspettative. Se materiali e fornitori non sono conformi ai nostri severi standard, sono rifiutati. I tecnici Emerson sono all avanguardia del settore, sviluppando nuovi standard globali e identificando nuovi materiali per risolvere i più difficili problemi dei nostri clienti. Su di loro conta l industria quando i materiali non offrono le prestazioni previste. È ampiamente provato che le parti in elastomero sono causa di fermi macchine negli impianti. Parti in elastomero standard non possono resistere a estremi climatici e richiedono un approfondita qualificazione. Per ogni formula di elastomero Fisher è stata condotta un analisi meccanica dinamica per stabilire la temperatura minima e massima.

7 Fisher Technology Development 7 RESISTENZA ALLE VIBRAZIONI MODERNIZZAZIONE DELLE UNITÀ Elevate vibrazioni dell impianto di processo possono abbreviare la durata di servizio delle attrezzature, danneggiare componenti fondamentali e causare il deterioramento o la perdita totale di controllo. Le valvole di controllo Fisher sono progettate e collaudate per la massima robustezza in applicazioni con vibrazioni. Gli ingegneri Emerson qualificano prodotti in base agli standard per le vibrazioni dell industria e oltre. I prodotti Fisher, infatti, sono sottoposti a collaudi addizionali per milioni di cicli alla loro frequenza di risonanza (peggior caso) per assicurare le prestazioni dell impianto di processo. I prodotti Fisher, per design, sono migliorati per aumentare la resistenza alle vibrazioni. I punti di usura negli strumenti Fisher sono eliminati grazie alla retroazione di posizione magnetica non contattiva. I montaggi integrali rendono obsolete staffe e tubazioni esterne. Fermare la produzione e quindi annullare i profitti per modernizzare le unità di processo non è economicamente conveniente. Un "hot cutover" consente agli impianti di passare al digitale senza arrestare il processo. La capacità dei posizionatori digitali per valvole Fisher di funzionare in due modalità operative, di pressione e di corsa, ha molteplici vantaggi per gli hot cutover. L esclusiva capacità di controllo di pressione dei posizionatori digitali per valvole Fisher mantiene le valvole di controllo al set point durante il passaggio alla strumentazione digitale. Il personale può individuare il posizionatore digitale per valvole sulla valvola di controllo, eseguire una connessione del fieldbus e configurarlo per la modalità di controllo di pressione per funzionare come un trasduttore da fieldbus a pressione, fornendo l ingresso al posizionatore pneumatico esistente. Poi, una volta pronta la sala controllo, il posizionatore digitale per valvole può essere facilmente commutato al controllo di corsa, sostituendo il posizionatore pneumatico.

8 8 Fisher Technology Development RESISTENZA A TEMPERATURE ESTREME SOLUZIONI DI MONTAGGIO REMOTO RISOLUZIONE DEI PROBLEMI DELLE VALVOLE DI CONTROLLO COLLAUDI A CICLI ELEVATI Sia a temperature di processo che a climi estremi, le valvole di controllo devono sempre funzionare secondo le specifiche. Le valvole di controllo per GNL sono collaudate a temperature criogeniche di -196 C (-321 F). Una valvola per raffinerie utilizzata nel reforming catalitico è collaudata a 704 C (1300 F). Le soluzioni di montaggio remoto per gli strumenti allontanano l elettronica dall ambiente di processo in modo da ampliare il campo di temperatura. I posizionatori digitali per valvole Fisher sono in grado, con le valvole di controllo in linea e in servizio, di rilevare, catturare e tracciare gli andamenti di oltre 200 condizioni di errore e di suggerire le azioni correttive del caso. Il ciclo di vita delle valvole di controllo Fisher è verifi cato. Per essere conformi allo standard di qualità Emerson per l assorbimento di variazioni di pressione, i conteggi di ciclo devono essere superiori a un milione.

9 Fisher Technology Development 9 RIDUZIONE DELLA VARIABILITÀ DI PROCESSO RIDUZIONE DEL CONSUMO DI ARIA O GAS Ridurre la variabilità di processo è di importanza fondamentale per il miglioramento della qualità del prodotto. Un eccessiva variabilità è il risultato diretto del mancato raggiungimento da parte di apparecchiature di controllo come le valvole dei livelli di prestazioni richiesti. Per ridurre al minimo la variabilità, gli ingegneri Emerson eseguono collaudi approfonditi sui gruppi completi di valvole di controllo durante lo sviluppo di nuovi prodotti. Queste valvole di controllo sono sottoposte a collaudi delle prestazioni dinamiche online, per valutare la loro capacità di ridurre la variabilità. Tali collaudi replicano l utilizzo effettivo delle valvole di controllo nel campo da parte dei clienti. I prodotti Fisher nel tempo hanno rappresentato lo standard per le prestazioni dinamiche. Emerson si impegna inoltre al continuo miglioramento dei prodotti esistenti. I nuovi prodotti devono essere superiori per prestazioni ai prodotti che sostituiranno. I migliori laboratori di portata ed esperti di controllo ci permettono di affrontare queste sfide. Un elevato consumo di aria compressa o gas naturale da parte degli strumenti implica elevati costi energetici per gli impianti. Gli ingegneri Emerson hanno sviluppato una tecnologia per la sua linea di strumenti che riduce il consumo di aria o gas in condizioni di regime a 1/10 di quello di prodotti precedenti, consentendo un risparmio significativo sui costi energetici. Questa tecnologia è tanto innovativa da essere stata brevettata. I tecnici Emerson hanno a disposizione laboratori e strumenti di analisi all avanguardia per massimizzare le prestazioni di controllo degli strumenti, riducendo al minimo il consumo d aria.

10 10 Fisher Technology Development PROGETTAZIONE DI PRECISIONE TEMPO DI SPECIFICA E APPROVVIGIONAMENTO I coefficienti di dimensionamento per le valvole di controllo Fisher sono basati su collaudi alla portata effettiva eseguiti dagli ingegneri Emerson. Non è pertanto necessario applicare prassi prudenti di dimensionamento e si possono così ridurre i costi del progetto. Ogni design di valvola di controllo Fisher è sottoposto a un approfondito collaudo di portata. Gli ingegneri di collaudo determinano i coefficienti di dimensionamento, i requisiti di forza dello stelo o di coppia di serraggio idrodinamica e analizzano le prestazioni effettive. I processi reali spesso operano a condizioni al di là del campo di applicazione degli standard dell industria. Per questo è stata sviluppata una tecnologia applicativa migliorata delle valvole di controllo che contribuisce a garantire il corretto dimensionamento della valvola per tutte le condizioni applicative. Tra gli esempi sono inclusi gas non ideali, portate multifasiche e fluidi di degassificazione. Un corretto dimensionamento della valvola aiuta a garantire un funzionamento sicuro e senza guasti e a evitare regolazioni durante la fase di avvio. Gli ingegneri di collaudo dirigono tre laboratori di portata in tre continenti, in modo da dare accesso agli ingegneri Emerson a linee di portata fino a NPS 36 e fino a 240 bar (3,500 psig) di pressione. Un foglio dati ISA ha 120 campi su cui devono concordare chi ha stabilito le specifiche della valvola di controllo, il fornitore e l utente finale. Le valvole di controllo sono progettate per ciascuna installazione specifica e richiedono un intenso scambio di informazioni. Il software Specification Manager Fisher aiuta a gestire i dati di specifica delle valvole di controllo e permette di scambiare in modo uniforme dati in import/export con SmartPlant Instrumentation di Intergraph.

11 Fisher Technology Development 11 INTEGRAZIONE TEMPI E COSTI DI INSTALLAZIONE Emerson riconosce che gli impianti di processo sono costituiti da prodotti interconnessi di fornitori diversi e che è pertanto essenziale una reale interoperatività. Per questo Emerson testa diverse versioni hardware e firmware delle valvole di controllo Fisher, dei posizionatori digitali per valvole e del software per garantire l assenza di perdite di funzionalità o di dati. I prodotti Fisher sono connessi a vari protocolli di comunicazione, sistemi di automazione, multiplexer, gateway wireless e sistemi operativi Windows. Le prove sulle varie versioni della valvola di controllo Fisher e degli strumenti confermano che le apparecchiature attuali e preesistenti siano correttamente integrate negli strumenti di interfaccia dell utente. Tempi e costi di installazione ridotti permettono un lancio sul mercato più rapido. Grazie alle valvole di controllo Fisher è possibile ottenere infatti risparmi significativi. I prodotti wireless all avanguardia del settore possono consentire di eliminare completamente il cablaggio. Foundation fieldbus riduce le spese per il cablaggio di campo. Tempo di messa in servizio ridotto grazie a funzionalità semplici da usare come la taratura automatica e la regolazione per i posizionatori digitali per valvole Fisher. I posizionatori digitali per valvole Fisher con retroazione magnetica non contattiva consentono di ridurre il tempo di montaggio e di taratura. Il software Fisher consente la messa in servizio di tutte le valvole di controllo direttamente dalla workstation dell ingegnere di manutenzione. I collaudi di accettazione di fabbrica documentati dalla specifica FGS 4L11 riducono la regolazione in sito per il controllo del compressore e di altre applicazioni critiche. I collaudi assicurano la massima flessibilità nell orientamento della valvola di controllo installata. Le valvole di controllo rotative Fisher possono essere infatti montate in posizione orizzontale o verticale senza comprometterne la durata.

12 Le capacità di sviluppo tecnologico Fisher si estendono in tutto il mondo, grazie alla presenza di ingegneri e laboratori in America del Nord, in Europa e in Asia. Abbiamo inoltre esperienza specifica nei campi seguenti: Prove accelerate Acustica Modeling avanzato Codici e normative Teoria del controllo Progettazione di esperimenti Progettazione di firmware incorporato Comportamento dei fluidi e termodinamica Elettronica a bassa potenza Materiali Analisi sismica Statistica Analisi strutturale Automazione dei test Vibrazioni Wireless I LABORATORI A LIVELLO MONDIALE INCLUDONO: Laboratorio di acustica Laboratorio di taratura Laboratorio di ciclatura Laboratorio di analisi sperimentale delle sollecitazioni Laboratorio di sviluppo del firmware Laboratorio di portata Laboratorio di prova ad aria calda Laboratorio di resistenza della strumentazione Laboratorio ambientale per la strumentazione Laboratorio di elettronica della strumentazione Laboratorio di prova del firmware della strumentazione Laboratorio di prova dell integrazione della strumentazione Laboratorio di produzione della strumentazione Laboratorio di marketing della strumentazione Laboratorio meccanico per la strumentazione Laboratorio di valutazione del prodotto per la strumentazione Laboratorio di ricerca per la strumentazione Laboratorio di assistenza tecnica per la strumentazione Laboratorio di interfaccia dell utente per la strumentazione Laboratorio materiali Laboratorio per valvole digitali ottimizzate Laboratorio demo PlantWeb Laboratorio di differenziazione delle prestazioni Laboratorio di sviluppo prototipi Laboratorio sismico Laboratorio di prova sfiato Laboratorio delle vibrazioni Fisher Controls International LLC Tutti i diritti riservati. Fisher, PlantWeb e TopWorx sono marchi appartenenti a una delle società della divisione Emerson Process Management del gruppo Emerson Electric Co. Emerson Process Management, Emerson e il logo Emerson sono marchi commerciali e marchi di servizio della Emerson Electric Co. Tutti gli altri marchi appartengono ai rispettivi proprietari. Emerson Process Management Marshalltown, Iowa USA Sorocaba, Brasile Chatham, Kent ME4 4QZ Regno Unito Dubai, Emirati Arabi Uniti Singapore Singapore I contenuti di questo documento sono presentati solo a scopo informativo e sebbene sia stato fatto il possibile per garantirne l accuratezza, tali contenuti non devono essere interpretati come garanzie, espresse o implicite, in relazione ai prodotti e ai servizi qui descritti o al loro uso o applicazione. Tutte le vendite sono soggette ai nostri termini e condizioni, che sono disponibili su richiesta. Ci riserviamo il diritto di apportare modifiche o migliorie al design o alle specifiche di tali prodotti in qualsiasi momento e senza preavviso. Emerson, Emerson Process Management e tutte le loro affiliate non si assumono alcuna responsabilità per la selezione, l uso o la manutenzione dei prodotti. La responsabilità per la selezione, l uso e la manutenzione corretti dei prodotti ricade esclusivamente sull acquirente e sull utente finale. D351843X0IT / MX74 (H:) / Nov10