Requisitos para calibração de instrumentos de processos Marcos Leme Fluke do Brasil

Agenda Introdução, quem é a Fluke ? Porque calibrar, o que é calibração ? Rastreabilidade Equipamentos de calibração Fluke para utilização no campo Calibradores de processo com documentação Configuração HART Software Gerenciamento calibração

Fluke Corporação 2500 empregados pelo mundo Presente em mais de 100 países Produtos: Process Calibration Tools DMMs Referência para calibração Osciloscopios de alta performance Analisadores de Qualidade energia Testadores elétricos Cameras Termograficas

Calibração é … Calibração: Comparação de um valor medido com um padrão de medição rastreável Ajustar conforme o padrão, se necessário Exatidão: A proximidade entre um valor observado e um valor de referência aceito Razões para calibrar: Qualidade do Produto, padrão de qualidade Obedecer orgão Regulador Segurança pessoal Ser competitivo Confiabilidade This is one of the simpler definitions of calibration – there are many more complex ones to be found. Calibration does not mandate adjustment, even though adjustment is often considered part of the calibration process. If the item being calibrated doesn’t agree with the value it’s being compared against, it can be adjusted so that it agrees with the standard, within the acceptable tolerance. On average, when professionals asked why they calibrate, their answer is likely that regulations dictate it, especially ISO and OSHA. Then, they’ll mention product quality and safety.

Precisão Precisão: Uma medição da consistência ou repetibilidade de uma série de medições Exemplo: VVC * Valor verdadeiro convencional

Exatidão Exatidão: O grau de conformidade de um valor indicado em relação a um valor padrão ou valor ideal. Exemplo: VVC

Resolução Resolução: A menor mudança em quantidade que pode ser detectada por um instrumento. Exemplo: Melhor

Erro Erro: A diferença entre o valor indicado e o valor ideal de uma quantidade medida Erro = Valor Indicado - VVC Exemplo: Erro Indicado / gerado VVC

Incerteza Erro Incerteza Incerteza: Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores atribuídos a um mensurado Incerteza = Grau de dispersão de várias medições Exemplo: Erro Incerteza Indicado/ gerado VVC

Vocabulário Internacional de Metrologia DÚVIDAS consulte o VIM Vocabulário Internacional de Metrologia With that terminology refresher behind us, let’s move on the the main reasons for maintaining a sound calibration program....

Uniformização Qualidade Conformidade Confiabilidade Por que Calibrar ? Uniformização Qualidade Conformidade Confiabilidade With that terminology refresher behind us, let’s move on the the main reasons for maintaining a sound calibration program.... Redução de Custo

Porque Calibrar ? Regulamentação, Padrão e Comércio Why Calibrate?? Padrão Indústrial Institulo Petróleo Comércio Internacional Exigência do Cliente Pesos e Medidas Transferência de Malha Fiscal Programas Internos da Qualidade

Porque calibrar ? Qualidade Produto / Rendimento Processo mede e trabalha corretamente Calibração otimiza o processo Qualidade Produto permanece consistente Maximiza ativos de produção Minimiza tempo de manutenção e manutenção de emergência Indústria economiza dinheiro, fica competitiva Economia de energia One of the key reasons industry has adopted calibration is to maintain consistent product quality. It’s a way of ensuring the process is executed in a consistent fashion, so that the same product result occurs each and every time. The company can plan resources more effectively, lower costs, and stay competitive.

Porque calibrar ? Instrumentos mudam Todos instrumentos e equipamentos mudam com: Tempo Temperatura Umidade Exposição ao ambiente Uso normal (Desgaste) Abusos Nunca dois instrumentos mudam de uma mesma forma Why is it necessary to calibrate loop instruments.? The main reason is that instruments change, for a number of reasons. Walk through slide points.... What properties are calibrated? Electrical Dimensional Temperature Pressure Others

Por que calibrar ? Qualidade Assegurada Normas da série ISO ISO

Rastreabilidade Cadeia inquebrável de calibração. Inmetro RBC Cadeia inquebrável de calibração. Evidência documentada. 1. You have traceability when you have an unbroken chain of calibration measurements from an instrument to the National Institute of Standards and Technology--with documented proof of the chain of calibrations. 2. Fluke has published the CAL book. It's subtitled, "Calibration: Philosophy in Practice." It gives the definition we have here. It also provides cross-references to other documents. 3. Traceability is like a pedigree. It shows when an electrical standard was calibrated, who performed the calibration, and the electrical standards used in the calibration. This hierarchy of comparisons, accompanied by proper documents, continues up to the point where the ultimate documented comparison is made to the national standards.

Quando calibrar ? Qual intervalo para calibração Recomendação fabricante Histórico Registros de calibração ISO

Documentação calibração Requer – Dados As Found Testar o instrumento para determinar a performa “As-Found” Conhecimento adequado do valor da fonte é necessário O valor fornecido e medido precisa ser rastreável a um padrão internacional É exigida a incerteza total da fonte ser melhor que o dispositivo sobre teste 3 a 4 vezes no mínimo +Tolerance -Tolerance

Documentação calibração Requer – Dados As Left Ajustando o instrumento para o desempenho especificado Isto requer analise dos erros As-Found, tipicamente expresso como porcentagem do valor VVC Execução da calibração novamente, usando o mesmo procedimento, p/ verificar a conformidade. Isto é chamado “As Left”. +Tolerance -Tolerance

Otimizando intervalos Allowable test error O ótimo intervalo de calibração pode ser determinado analisando os dados de calibração as- found Neste exemplo, o pior erro as-found durante um periodo de 3 anos é 0.12% do span <vs> um erro admissível de 0.14%

Como definir intervalos Se um dispositivo é calibrado e permanece dentro dos 70% da especificação do fabricante para (3) intervalos sucessivos: Ajuste para o próximo intervalo maior abaixo é recomendavel 1 Mês, 2 Meses, 3 Meses, 6 Meses, 9 Meses, 12 Meses, 18 Meses, 2 Anos, 3 Anos, 5 Anos Se um dispositivo crítico falha na calibração, as- found Ajuste para o próximo intervalo menor Se um dispositivo continua a falhar na calibração, as-found e seu intervalo foi diminuido, será necessário manutenção ou substituição do dispositivo. Esta prática é utilizada pela Fluke Calibration and Metrology Group nos últimos 20 anos.

Definindo intervalos: precauções Ajustar o intervalo de calibração requer mais do que somente os dados da calibração para sua determinação Existe a ação da manutenção como limpar um filtro ou executar determinadas ações quando este tag é calibrado Existe um sensor associado c/ o tag que precisa periodico teste Assegure que a tolerância da calibração está correta para o processo A tolerância pode estar muito próxima ao limite, causando excessivo custo de manutenção <ou> Muito longe, causando variabilidade não desejada no processo O sucesso da interpretação dos dados de calibração pode minimizar custo de manutenção e riscos no processo

Especificações Como determinar o desempenho esperado de um transmissor de pressão ? Se a tolerância na calibração é definida claramente. Como interpretar as especificações do fabricante Frequentemente mal interpretadas

Exatidão é sempre mais que um simples numero ! Specsmanship A arte de escrever uma especificação atrativa Exatidão é a maior especificação examinada Frequentemente representada: Num menor intervalo de tempo Num menor range de pressão Deixando a maioria dos componentes de erro em letras pequenas e notas no rodapé Exatidão é sempre mais que um simples numero !

Especificação Transmissor Desempenho é relacionado com grande detalhe que permite cálculo exato em um ambiente conhecido Requer uma análise significante de engenharia para o uso

Interpretação das especificações Transmissor Erros resumidos Data sheet Realize os cálculos para associação dos erros 0.765 psi or 0.25% of 300psi span Accuracy 0.1% RSS = Root-Sum-Square technique √(E12+ E12 + E12) (Square Root of the sum of the squares)

Especificações Calibrador

Fluke Familia Processo Price Intrinsic Safe Pressure Documenting Multifunction Loop ProcessMeters Temperature Performance

Qual grandeza que mais sofre variação da temperatura ? ISO 9001 Pressão

Ferramentas de pressão 718 World’s lightest pressure calibrator with built-in field serviceable pump. 1 PSI to 300 PSI Fluke tem ampla range de ferramentas de pressão portáteis para a indústria Preciso, robusto e confiável 717 (9) pressure range models from 1 PSI to 5,000 PSI 29 highly precise digital modules extend range and capability 718Ex; Intrinsic Safe Pressure calibration with a CSA I.S. Class I, Div. 2 Group A-D certification

Módulos de pressão 29 módulos: 0.25 kPa (25 mmH20) to 10,000 PSI (700 bar) 0.05% exatidão total, compensando totalmente temperatura de 0°C to 50°C 0.035% para 1 ano em ambiente 23 +/_ 3 graus Celsius Medições relativa, Absoluta, Vácuo e Dupla Pressões Configuração de entrada simples ou diferencial Intercambiavél entre todos calibradores Rastreabilidade completa é mantida

Minimizando erro medição Sensores de pressão são muito sensíveis a temperatura Modelando cada sensor matematicamente permite Fluke remover o erro de temperatura Cada módulo contem uma caracterização única gravada no módulo Intercambiavél entre todos calibradores Rastreabilidade completa é mantida

Tabalhando com disposítivo HART Novo Fluke-754 HART Calibrator

Os clientes podem depender das especificações e do valor do calibrador Fluke As especificações devem ser cuidadosamente analisadas quando comparadas com os calibradores Intervalo de confiança, por que é importante? As especificações da Fluke usam um intervalo de confiança 3-sigma (k = 3). 99,7% das medições permanecerão dentro da especificação durante o período de tempo determinado. Outros fabricantes usam um intervalo de confiança 2-sigma (k = 2). 95,4 % das medições permanecerão dentro da especificação durante o período de tempo determinado. Um em 20 instrumentos têm probabilidade estatística de falhar nos testes de desempenho no que se refere às suas especificações. Classificação da categoria IEC-61010 A maioria dos calibradores são, no máximo CAT I 30V ou CAT I 50V Nem mesmo são projetados ou têm garantia para resistir à aplicações acidentais de 120 ou 240 VAC Os calibradores Fluke série 740 e a nova série 750 estão classificados como CAT II 300V Eles conseguem medir até 300VAC Estão protegidos e garantidos para aplicações erradas de ate 300 VAC por 3 anos

O 754 opera com estes dispositivos

Transmissores inteligentes necessitam manutenção ? Sim!!! Verdade, transmissores inteligentes são geralmente mais estavéis Eles precisam ser calibrados ( ou pelo menos verificado ) com um real, padrão rastreável Requer um comunicador e um calibrador <ou> Um calibrador com um comunicador HART integrado

Tansmissores Inteligentes Quando e o que ajustar ? Se apenas o sinal de 4-20 mA é usado: Ajustar o zero e o span se necessário Input e output Se utilizado no modo digital: Sensor trim é necessário – apenas a PV é usada Sensor Input Range Computation Instrument Output 4-20 mA Output PV PVAO Sensor Trim Pressure Zero PV URL PV LRL Loop Test Output Trim Smart Transmitter

Com transmissores HART, o Calibrador Fluke-744 pode… Identificar e comunicar c/ transmissores HART Ler o valor da variável de processo (PV) Ler e mudar os valores de Span (LRV, URV) Mudar a configuração do sensor de temperatura. Calibra a maioria dos blocos de entrada de sensores Realiza output trim (4-20 mA) para todos os transmissores

Pressão sobre os Profissionais da instrumentação Para mais... mais calibrações mais métodos mais padrões Com menos menos dinheiro menos mão-de-obra Erros são caros Empregados, cidadãos podem ser prejudicados Planta de processo pode ser destruida Produtos podem ser perdidos

DOCUMENTANDO A CALIBRAÇÃO ISO 9001 PARA ATENDER A ISO 9000

Calibradores Fluke automaticamente documentam Garante a exatidão das informações coletadas Elimina anotações manuais – reduzindo erros de transcrição Captura hora, data e nome do operador facilmente e rápidamente Técnicos concentram-se na qualidade do teste – não nos papeis

Soluções Software de gerenciamento Fluke DPC/TRACK Honeywell DocuMint Fisher Rosemount AMS Yokogawa PRM Meridium Intergraph SmartPlant

DOCUMENTANDO A CALIBRAÇÃO + utilizando software de gerenciamento ISO 9001 PADRONIZAÇÃO DO PROCESSO

Technical References Establishing a Standards-Based Calibration Program ISA Training Institute, Course EI40 ANSI/ISO/ASQC/Q9002-1994 Quality Systems - Model for Quality Assurance in Production, Installation, and Servicing ANSI/NCSL Z540-1 A new USA national standard on calibration ABNT-ISO_IEC 17025 Brasilian standard ISO 10012 -1 considerations regarding measurement quality Fluke’s CALIBRATION, Philosophy in Practice a general reference for good calibration practices MIL STD 45662 obsolete military standard (replaced by Z540-1)

Obrigado! Tel. e email: Fluke Marcos.Leme@Fluke.com 11 8112-1089