我們平常所說的：
FC-氣源丟失，閥門處于關(guān)閉位置
FO-氣源丟失，閥門處于打開位置
FL-氣源丟失，閥門處于最后時刻位置并一直保持
FLC-氣源丟失，閥門保位但趨于關(guān)閉，閥門最終處于關(guān)閉位置(氣缸中氣體消耗完)
FLO-氣源丟失，閥門保位但趨于打開，閥門最終處于打開位置(氣缸中氣體消耗完)
這是聯(lián)鎖設(shè)計中非常重要的控制點，也是關(guān)乎安全生產(chǎn)的非常關(guān)鍵的部分。那么我們在安全檢查中如何判斷一個閥門的故障狀態(tài)呢。首先我們要了解閥門的組成部分。切斷閥由閥體和氣缸兩大部分組成，就像我們家用的水閥一樣，閥體是和水管連接部分，氣缸就相當(dāng)于水閥手柄。很多切斷閥的閥體和氣缸都并非一個企業(yè)生產(chǎn)的，比如國際上知名的閥門廠，很多都以生產(chǎn)閥門而著名，氣缸則是外配。切斷閥的故障模式，完全取決于氣缸部分，氣缸的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而氣缸上電磁閥、氣控閥、氣動加速器、鎖止閥的搭配則更為復(fù)雜，所以在安全檢查時，對切斷閥的故障模式判斷需要仔細(xì)觀察。下面介紹幾種閥門結(jié)構(gòu)。
1、單缸單作用
單杠單作用是切斷閥中最簡單的結(jié)構(gòu)，也是最容易判斷故障模式的一種閥門。單缸單作用切斷閥的缸體部分：一端是氣缸一端是彈簧，正常情況下，電磁閥帶電，動力風(fēng)進入氣缸，推動氣缸移動壓縮彈簧，從而帶動閥門打開或者關(guān)閉；當(dāng)電磁閥失電(聯(lián)鎖啟動)后，氣缸中的動力風(fēng)迅速排出，彈簧推動氣缸移動，帶動閥門關(guān)閉或者打開。
2、雙缸雙作用
兩側(cè)都是氣缸，一端進風(fēng)時，另一端排風(fēng)，推動氣缸移動，從而帶動閥門打開或者關(guān)閉。雙缸雙作用結(jié)構(gòu)的閥門，在動力風(fēng)中斷或者電磁閥失電狀態(tài)是停止不動的，不關(guān)閉也不打開，保持原位不動(注：不考慮電磁閥和氣動閥結(jié)構(gòu))。在實際使用中，閥門的故障模式，完全決定于其附件(電磁閥、氣控閥等)的組合。
3、雙缸單作用
雙缸單作用是集合單缸單作用及雙缸雙作用的優(yōu)點，兩端都是氣缸，其中一個氣缸中帶有彈簧，當(dāng)動力風(fēng)中斷時在彈簧作用下，閥門關(guān)閉或者打開；在聯(lián)鎖啟動時，在動力風(fēng)和彈簧雙重作用下，快速關(guān)閉閥門。
是不是雙缸單作用切斷閥最好呢，也不一定，這種結(jié)構(gòu)的閥門最大的弊端是，不好判斷彈簧作用力的可靠性，當(dāng)聯(lián)鎖需要緊急啟動，而動力風(fēng)又中斷的緊急狀態(tài)下，彈簧如果乏力，那閥門會無法關(guān)閉或者打開。而彈簧是否可靠，在正常聯(lián)鎖測試中不好判斷。
常見切斷閥的結(jié)構(gòu)就這三種模式，了解這三種氣缸結(jié)構(gòu)就了解閥門的故障狀態(tài)了嗎，這還遠遠不夠。氣缸的動作模式完全由外部氣動元件來控制，而氣控元件的組合根據(jù)聯(lián)鎖的需要千變?nèi)f化。舉幾個簡單的例子：
1、單杠單作用在動力風(fēng)中斷時一定會關(guān)閉或者打開嗎？
大部分聯(lián)鎖閥門在動力風(fēng)中斷時要求關(guān)閉或者打開，但是聯(lián)鎖的設(shè)計一定是可用性和可靠性的綜合考慮。在考慮安全性的同時一定會考慮可用性，且有時候的動力風(fēng)中斷并非全部中斷，而是局部動力風(fēng)管線的受損。關(guān)閉某個切斷閥會造成較大的經(jīng)濟損失或者給生產(chǎn)帶來次生安全風(fēng)險。這種情況下，一般閥門上會帶有鎖止閥，其作用就是當(dāng)動力風(fēng)壓力降到一定的設(shè)定值時，切斷動力風(fēng)，氣缸中的壓力始終推動彈簧使得閥門保持原有狀態(tài)。加上鎖止閥就變?yōu)镕L。什么情況下用到這種閥呢，比如大型的氣體凈化項目，當(dāng)下游生產(chǎn)裝置發(fā)生故障時，需要緊急切斷上游供料閥門，下游裝置全部停工，可能會造成幾千萬的經(jīng)濟損失。但是動力風(fēng)暫時故障，能在短時間恢復(fù)，倒不如設(shè)置成FLC。
也就是說這樣的結(jié)構(gòu)，在動力風(fēng)中斷時，閥門是保持的。
2、雙缸雙作用閥門在動力風(fēng)中斷時一定保持不動嗎？
也不一定，需要看氣動閥結(jié)構(gòu)。從氣路圖可以看出，閥門雖然是雙缸雙作用，但是通過氣動元件的組合，閥門變?yōu)镕C。
一個切斷閥的失效概率并非完全取決于切斷閥本身。我們能從各種渠道查到的失效數(shù)據(jù)只是閥門本身的，并不包含氣控閥、電磁閥、鎖止閥、氣動加速器等等。就其閥門本身來說，一般都是比較可靠的，但是這些閥門附件的失效概率較高，也就是說我們用于現(xiàn)場緊急切斷的閥門，其失效概率大部分是由氣動元件導(dǎo)致的，而我們查到的失效概率只是閥門的，生搬硬套用這個數(shù)據(jù)去做SIL驗算是不符合實際的。把所有的氣動元件失效概率一起算不就可以了嗎？當(dāng)然可以，但是氣路組合千變?nèi)f化，這個計算過程超復(fù)雜。
另外，切斷閥的使用介質(zhì)對切斷閥是非常關(guān)鍵的，同一臺閥門用于不同的工況，如一臺用于干凈的汽油，一臺用于惡略工況(如煤化工、S-Zorb、聚丙烯粉料、粘稠性較大的漿料)等環(huán)境下，其失效概率差別會非常大，用于汽油的可能用30年沒問題，用于惡略工況能用三個月就不錯了。
這幾年國內(nèi)閥門技術(shù)突飛猛進，在攻關(guān)惡略工況環(huán)境的閥門取得了很大的成就。但是就其閥門的可靠性來說，在考慮閥門是失效概率時，一定要考慮閥門的使用工況。
在整個聯(lián)鎖回路中，SIS系統(tǒng)相對故障率最低，測量部分次之，執(zhí)行部分故障率最高。
作者：何龍
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