閥門是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分。它們用于允許介質(zhì)流經(jīng)管道。它們可以自動(dòng)或手動(dòng)操作。

自動(dòng)控制意味著 PLC、DCS 或微控制器等控制器將打開或關(guān)閉閥門，如果是調(diào)節(jié)閥，則控制其定位。它是根據(jù)傳感器的反饋或?yàn)閷?shí)時(shí)監(jiān)控而開發(fā)的控制邏輯來實(shí)現(xiàn)這一功能的。

手動(dòng)控制是指操作員需要根據(jù)自己的要求親自動(dòng)手操作閥門。無論如何，閥門都是允許或禁止介質(zhì)流動(dòng)的高效設(shè)備。如果閥門出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)應(yīng)用造成危害，因?yàn)檫@種突然的故障會(huì)阻礙工藝流程。

因此，在發(fā)生故障時(shí)，需要采用一些方法來操作閥門，使系統(tǒng)安全關(guān)閉。為此，通常使用兩種閥門——故障開啟和故障關(guān)閉。在本文章中，我們將了解故障關(guān)閉閥的概念。

故障關(guān)閉：

以這里的雙作用閥為例。雙作用閥門意味著它的運(yùn)行需要兩個(gè)信號(hào)指令——一個(gè)用于打開，一個(gè)用于關(guān)閉。

該閥門的正常運(yùn)行依賴于持續(xù)的電力供應(yīng)以及介質(zhì)（如氣體、空氣或液體）提供的機(jī)械壓力。在操作過程中，電力用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而介質(zhì)壓力則作為作用力來促使閥門開閉。例如，在處理水壓的應(yīng)用中，介質(zhì)的壓力是確保閥門能夠按照預(yù)期動(dòng)作的關(guān)鍵因素。

值得注意的是，如果發(fā)生電力供應(yīng)故障（即斷電）或介質(zhì)壓力不足（即未能達(dá)到所需的工作壓力），雙作用閥門將無法接收到必要的動(dòng)力來改變其位置。此時(shí)，閥門會(huì)保持在最后的動(dòng)作狀態(tài)，這可能導(dǎo)致工藝流程中斷，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)性和安全性造成不利影響。

為了避免這種情況，將普通的雙作用閥轉(zhuǎn)換為故障關(guān)閉閥（Fail-Closed Valve, FCV）是一種有效的解決方案。故障關(guān)閉閥在設(shè)計(jì)上確保了當(dāng)電力供應(yīng)中斷或控制信號(hào)丟失時(shí)，閥門能夠自動(dòng)移動(dòng)到關(guān)閉位置。這種特性不僅避免了因動(dòng)力源失效而導(dǎo)致的流程停滯問題，還顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

故障關(guān)閉閥的設(shè)計(jì)初衷是為了應(yīng)對(duì)電源或介質(zhì)壓力故障。它通過內(nèi)置的彈簧或其他儲(chǔ)能裝置，在失去外部動(dòng)力的情況下，依靠預(yù)存的能量自動(dòng)關(guān)閉。這類閥門持續(xù)監(jiān)測(cè)自身的供電狀態(tài)和壓力條件，并能在檢測(cè)到任何異常時(shí)立即響應(yīng)。具體來說：

電源或壓力故障：一旦電源斷開或工作壓力不足，故障關(guān)閉閥會(huì)迅速觸發(fā)內(nèi)部機(jī)制，使其移動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的安全關(guān)閉位置。

控制信號(hào)故障檢測(cè)：除了對(duì)物理參數(shù)的監(jiān)控外，故障關(guān)閉閥還能識(shí)別控制信號(hào)的完整性。它不僅能夠感知正常的開啟或關(guān)閉指令，更能察覺到如斷線或電信號(hào)故障等異常情況，從而確保即使是在最不利的操作條件下也能可靠地執(zhí)行保護(hù)功能。

優(yōu)點(diǎn)：

●高可靠性和安全性：

故障關(guān)閉閥采用高質(zhì)量材料制造，確保其在故障情況下能夠承受增加的內(nèi)部作用力。這種設(shè)計(jì)不僅提高了閥門的耐用性，還增強(qiáng)了其在緊急情況下的響應(yīng)能力。

在關(guān)鍵應(yīng)用中，如化工、石油天然氣以及制藥行業(yè)，當(dāng)不需要的流量可能對(duì)系統(tǒng)造成損害時(shí)，故障關(guān)閉閥可以立即切斷介質(zhì)流動(dòng)，防止意外事故的發(fā)生，保障人員和設(shè)備的安全。

●即時(shí)響應(yīng)機(jī)制：

故障關(guān)閉閥能夠在檢測(cè)到電源或控制信號(hào)故障后迅速動(dòng)作，及時(shí)關(guān)閉以保護(hù)系統(tǒng)免受進(jìn)一步損害。

●維護(hù)成本低：

盡管初始投資較高，但長期來看，由于減少了因故障導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間和維修頻率，總體運(yùn)營成本較低。

●適應(yīng)多種工況：

這類閥門適用于各種不同的操作條件，包括溫度和壓力環(huán)境，確保了廣泛的應(yīng)用范圍。

缺點(diǎn):

●較高的初始成本：

與普通閥門相比，故障關(guān)閉閥的價(jià)格更高，這可能會(huì)限制一些預(yù)算有限項(xiàng)目的使用。

●復(fù)雜性增加：

某些型號(hào)的故障關(guān)閉閥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，安裝和維護(hù)需要專業(yè)的技能和技術(shù)支持，增加了初期設(shè)置的時(shí)間和成本。

●潛在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)：

即便有故障保護(hù)特性，長時(shí)間未使用或在特定條件下，仍可能存在輕微泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，因此無法提供絕對(duì)的密封保證。

●對(duì)外部因素敏感：

在面對(duì)較大外力沖擊或環(huán)境條件下，某些故障關(guān)閉閥的性能可能會(huì)受到影響，需選擇適合特定工況的產(chǎn)品。

●特殊培訓(xùn)要求：

為了確保正確安裝和有效維護(hù)，操作人員通常需要接受專門的培訓(xùn)，增加了人力資源的成本。

綜上所述，故障關(guān)閉閥因其的設(shè)計(jì)而在許多行業(yè)中扮演著角色，尤其是在那些對(duì)安全性和連續(xù)性有著嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，用戶在選擇時(shí)也應(yīng)考慮其局限性和額外成本，確保選型符合實(shí)際需求。