O Escritório de Investigações e Análise de Acidentes dos EUA divulgou o Alerta de Segurança 11-22 sobre um incidente envolvendo fraquezas nos Sistemas de Posicionamento Dinâmico.
Os sistemas de posicionamento dinâmico (DP) que atendem aos equipamentos classe 2 (DP2) e equipamento classe 3 (DP3) possuem recursos de controle e redundâncias que muitas vezes são considerados infalíveis pelas tripulações das embarcações que utilizam esses sistemas.
Um incidente de DP recentemente investigado revelou que um sistema de DP ainda pode ter pontos fracos, mesmo quando o projeto e o teste do sistema visam remover ou mitigar esses pontos fracos por meio de controles de engenharia.
O incidente
Durante o recente incidente, um navio-sonda DP3 sofreu um apagão completo e subsequente perda de posição durante a realização de atividades críticas na Outer Continental Shelf (OCS).
O navio-sonda foi equipado com sistemas altamente complexos de gerenciamento de energia, monitoramento de gerador, controle e segurança projetados e testados para fornecer proteção contra apagões e rápida recuperação de apagões.
Este navio em particular tinha arranjos de equipamentos que excediam os requisitos mínimos de equipamento de DP classe 3, e foi aprovado e estava operando com o sistema elétrico de 11kV conectado em uma configuração de “barramento fechado”.
O navio-sonda estava realizando atividades críticas de poços onde a perda de posição poderia resultar em ferimentos pessoais, poluição ambiental ou danos catastróficos.
Felizmente, essas graves consequências foram evitadas devido às ações bem-sucedidas pós-apagão tomadas pela tripulação, que incluiu a realização de uma desconexão de emergência do poço usando os procedimentos estabelecidos.
Causa provável
A investigação subsequente determinou que o gerador diesel principal (MDG) nº 6 apresentou alarmes de sobretensão de neutro que indicavam uma falha de aterramento após o gerador ter sido desconectado do barramento. No entanto, todos os parâmetros elétricos pareciam normais enquanto o MDG 6 estava conectado ao barramento.
Essa mesma condição havia sido experimentada em três ocasiões distintas antes do dia do incidente, mas o navio continuou a operar na configuração de barramento fechado com uma falha de aterramento intermitente de origem desconhecida.
Como resultado, o gerador afetado não foi inibido de se conectar ao barramento. Além disso, a tripulação do navio não determinou a causa dos alarmes de sobretensão do neutro antes de desconectar e reconectar o gerador afetado várias vezes em um esforço para recriar o problema para fins de solução de problemas.
A falha de aterramento intermitente MDG 6 posteriormente se desenvolveu em uma falha de aterramento de alto nível que se propagou através do sistema de distribuição de 11kV e danificou componentes sensíveis do sistema de gerenciamento de energia automatizado.
Como resultado, os disjuntores do transformador de potência que fornecem proteção contra subtensão do quadro de distribuição foram acionados e causaram um apagão completo da embarcação, perda de posição e impediram que o sistema de gerenciamento de energia executasse uma recuperação de apagão.
Como os principais componentes do sistema automatizado de gerenciamento de energia foram danificados, a tripulação teve que restaurar manualmente a energia dos quadros de distribuição de 11kV.
A investigação determinou que um interruptor a vácuo (VI) defeituoso causou uma falha elétrica em cascata que acabou causando o apagão.
Um VI é um componente selado com confiabilidade extremamente alta e essa falha em particular não foi prevista anteriormente como uma possibilidade. Um orifício microscópico foi encontrado em uma solda durante a análise forense do VI.
Isso permitiu que o VI perdesse gradualmente o vácuo e impediu que o agente extintor interno inundasse a câmara para extinguir o arco quando o disjuntor foi aberto e danificou o VI.
Esse dano permitiu picos de tensão que causaram a falha de dois transformadores de potência MDG 6 e as falhas de alto nível associadas. O VI defeituoso não foi identificado e foi degradado lentamente o suficiente para evitar a inicialização de alarmes que indicariam um problema de VI.
A condição degradante do VI iniciou as falhas progressivas que levaram ao apagão completo deste navio-sonda.
Lições aprendidas
O USCG recomenda fortemente que os proprietários e operadores de unidades móveis de perfuração offshore (MODUs) e embarcações equipadas com sistemas DP2 e DP3:
– Use uma configuração de barramento aberto como o modo preferencial de operação de DP ao executar atividades críticas. Isso elimina a possibilidade de que uma falha imprevista possa se propagar através de um barramento fechado e limita o blecaute ao barramento afetado, enquanto os barramentos não afetados manteriam alguns, embora reduzidos, recursos de manutenção de posição.
– Evite realizar a solução de problemas que possam ter efeitos desconhecidos e causar perda de energia ou posição enquanto os DP MODUs ou embarcações estiverem conectados ao poço (ou seja, “travados”) ou realizando outras atividades críticas. Se os componentes do sistema de energia apresentarem sinais de mau funcionamento ou falhas intermitentes, uma configuração de barramento aberto deve ser usada para reduzir o risco de blecaute. Caso um alarme crítico do gerador ou uma função de proteção automatizada seja acionado, o gerador afetado deve ser isolado até que o problema seja identificado por meio de métodos adequados de solução de problemas, para incluir a revisão da causa e dos efeitos associados com o alarme ou função de segurança, revisão dos registros de dados disponíveis e consulta com o(s) fabricante(s) do(s) componente(s) afetado(s).
– Siga a orientação de DP fornecida na “Orientação de Operações de DP” preparada através do Comitê de Posicionamento Dinâmico da Marine Technology Society (MTS), Parte 2, Apêndice 1 (DP MODUs), Apêndice 2 (Projeto de DP / Embarcações de Construção) ou Apêndice 3 (DP Embarcações Logísticas), conforme aplicável ao tipo de embarcação. Consulte nosso aviso publicado no Registro Federal (77 FR 26562 e 77 FR 62247) e https://www.dco.uscg.mil/OCSNCOE/DP/Regulatory-Guidance/ #mts-orientação para detalhes adicionais.
– Garantir a proficiência em responder a falhas do sistema de DP que exigem intervenção do operador de posicionamento dinâmico ou do engenheiro da embarcação, conforme discutido no Capítulo 5 da MTS DP Operations Guidance Parte 2, Apêndices 1, 2 ou 3, conforme aplicável, para evitar a escalada do efeito da falha, perda de posição ou ações que possam burlar a proteção automática iniciada pelo sistema de gerenciamento de energia.
