我們平常所說(shuō)的“切斷閥”，其實(shí)功能不僅僅是切斷，也有正常生產(chǎn)中是關(guān)閉的，聯(lián)鎖時(shí)打開(kāi)泄壓。切斷閥是SIS的最終執行機構，是關(guān)系安全保護的非常重要的執行機構。在實(shí)際使用中，切斷閥是安全儀表環(huán)節中最容易失效環(huán)節，切斷閥氣動(dòng)元件的不同，安全使命不同。

下面介紹切斷閥的幾種結構。

FC——氣源丟失，閥門(mén)處于關(guān)閉位置

FO——氣源丟失，閥門(mén)處于打開(kāi)位置

FL——氣源丟失，閥門(mén)處于最后時(shí)刻位置并一直保持

FLC——氣源丟失，閥門(mén)保位但趨于關(guān)閉，閥門(mén)最終處于關(guān)閉位置（氣缸中氣體消耗完）

FLO——氣源丟失，閥門(mén)保位但趨于打開(kāi)，閥門(mén)最終處于打開(kāi)位置（氣缸中氣體消耗完）

這是聯(lián)鎖設計中非常重要的控制點(diǎn)，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(gè)閥門(mén)的故障狀態(tài)呢？

首先，我們要了解閥門(mén)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，氣缸就相當于水閥手柄。很多切斷閥的閥體和氣缸都并非一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的，比如國際上知名的閥門(mén)廠(chǎng)，很多都以生產(chǎn)閥門(mén)而著(zhù)名，氣缸則是外配。切斷閥的故障模式，完全取決于氣缸部分，氣缸的結構比較復雜，而氣缸上電磁閥、氣控閥、氣動(dòng)加速器、鎖止閥的搭配則更為復雜，所以在安全檢查時(shí)，對切斷閥的故障模式判斷需要仔細觀(guān)察。

1、單缸單作用

單杠單作用是切斷閥中最簡(jiǎn)單的結構，也是最容易判斷故障模式的一種閥門(mén)。

 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(dòng)力風(fēng)進(jìn)入氣缸，推動(dòng)氣缸移動(dòng)壓縮彈簧，從而帶動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)或者關(guān)閉；當電磁閥失電（聯(lián)鎖啟動(dòng)）后，氣缸中的動(dòng)力風(fēng)迅速排出，彈簧推動(dòng)氣缸移動(dòng)，帶動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉或者打開(kāi)。

2、雙缸雙作用

兩側都是氣缸，一端進(jìn)風(fēng)時(shí)，另一端排風(fēng)，推動(dòng)氣缸移動(dòng)，從而帶動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)或者關(guān)閉。

這種結構的閥門(mén)，在動(dòng)力風(fēng)中斷或者電磁閥失電狀態(tài)是停止不動(dòng)的，不關(guān)閉也不打開(kāi)，保持原位不動(dòng)（注*不考慮電磁閥和氣動(dòng)閥結構）。在實(shí)際使用中，閥門(mén)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(diǎn)，兩端都是氣缸，其中一個(gè)氣缸中帶有彈簧，當動(dòng)力風(fēng)中斷時(shí)在彈簧作用下，閥門(mén)關(guān)閉或者打開(kāi)；在聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)，在動(dòng)力風(fēng)和彈簧雙重作用下，快速關(guān)閉閥門(mén)。

是不是這種閥門(mén)最好呢？也不一定。這種結構的閥門(mén)最大的弊端是，不好判斷彈簧作用力的可靠性，當聯(lián)鎖需要緊急啟動(dòng)，而動(dòng)力風(fēng)又中斷的緊急狀態(tài)下，彈簧如果乏力，那閥門(mén)會(huì )無(wú)法關(guān)閉或者打開(kāi)。而彈簧是否可靠，在正常聯(lián)鎖測試中不好判斷。

常見(jiàn)切斷閥的結構就這三種模式，了解這三種氣缸結構就了解閥門(mén)的故障狀態(tài)了嗎？這還遠遠不夠。氣缸的動(dòng)作模式完全由外部氣動(dòng)元件來(lái)控制，而氣控元件的組合根據聯(lián)鎖的需要千變萬(wàn)化。舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

1、單缸單作用在動(dòng)力風(fēng)中斷時(shí)一定會(huì )關(guān)閉或者打開(kāi)嗎？

大部分聯(lián)鎖閥門(mén)在動(dòng)力風(fēng)中斷時(shí)要求關(guān)閉或者打開(kāi)，但是聯(lián)鎖的設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(shí)一定會(huì )考慮可用性，且有時(shí)候的動(dòng)力風(fēng)中斷并非全部中斷，而是局部動(dòng)力風(fēng)管線(xiàn)的受損。關(guān)閉某個(gè)切斷閥會(huì )造成較大的經(jīng)濟損失或者給生產(chǎn)帶來(lái)次生安全風(fēng)險。這種情況下，一般閥門(mén)上會(huì )帶有鎖止閥，其作用就是當動(dòng)力風(fēng)壓力降到一定的設定值時(shí)，切斷動(dòng)力風(fēng)，氣缸中的壓力始終推動(dòng)彈簧使得閥門(mén)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，當下游生產(chǎn)裝置發(fā)生故障時(shí)，需要緊急切斷上游供料閥門(mén)，下游裝置全部停工，可能會(huì )造成幾千萬(wàn)的經(jīng)濟損失。但是動(dòng)力風(fēng)暫時(shí)故障，能在短時(shí)間恢復，倒不如設置成FLC。

  也就是說(shuō)這樣的結構，在動(dòng)力風(fēng)中斷時(shí)，閥門(mén)是保持的。

2、雙缸雙作用閥門(mén)在動(dòng)力風(fēng)中斷時(shí)一定保持不動(dòng)嗎？

也不一定，需要看氣動(dòng)元件的結構。從氣路圖可以看出，閥門(mén)雖然是雙缸雙作用，但是通過(guò)氣動(dòng)元件的組合，閥門(mén)變?yōu)镕C。

一個(gè)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據只是閥門(mén)本身的，并不包含氣控閥、電磁閥、鎖止閥、氣動(dòng)加速器等等。就其閥門(mén)本身來(lái)說(shuō)，一般都是比較可靠的，但是這些閥門(mén)附件的失效概率較高，也就是說(shuō)我們用于現場(chǎng)緊急切斷的閥門(mén)，其失效概率大部分是由氣動(dòng)元件導致的，而我們查到的失效概率只是閥門(mén)的，生搬硬套用這個(gè)數據去做SIL驗算是不符合實(shí)際的。把所有的氣動(dòng)元件失效概率一起算不就可以了嗎？當然可以，但是氣路組合千變萬(wàn)化，這個(gè)計算過(guò)程超復雜。

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(mén)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(huì )非常大，用于汽油的可能用30年沒(méi)問(wèn)題，用于惡略工況能用三個(gè)月就不錯了。

這幾年國內閥門(mén)技術(shù)突飛猛進(jìn)，在攻關(guān)惡略工況環(huán)境的閥門(mén)取得了很大的成就。但是就其閥門(mén)的可靠性來(lái)說(shuō)，在考慮閥門(mén)的失效概率時(shí)，一定要考慮閥門(mén)的使用工況。

在整個(gè)聯(lián)鎖回路中，SIS系統相對故障率最低，測量部分次之，執行部分故障率最高。