ระบบป้องกันความล้มเหลวในวาล์วควบคุมคืออะไร?

ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมที่ทันสมัยวาล์วควบคุมทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการควบคุมขั้นสุดท้าย承担ความรับผิดชอบที่สำคัญของการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการสำคัญอย่างแม่นยำเช่นอัตราการไหลของของไหลความดันอุณหภูมิและระดับของเหลว อย่างไรก็ตามระบบใด ๆ อาจเผชิญกับความล้มเหลวอย่างฉับพลันและในช่วงเวลาดังกล่าวการออกแบบวาล์วควบคุม "ล้มเหลว" กลายเป็นกลไกการป้องกันหลักทำให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการอุตสาหกรรมความสมบูรณ์ของอุปกรณ์และความปลอดภัยของบุคลากร บทความนี้จะให้การวิเคราะห์ผู้เชี่ยวชาญของคำจำกัดความการจำแนกกลไกการใช้งานและกลยุทธ์การใช้งานของการออกแบบวาล์วควบคุมไม่ปลอดภัยในสถานการณ์อุตสาหกรรมต่างๆ นอกจากนี้ยังจะสำรวจว่าเทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดพลาดขั้นสูงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของวาล์วควบคุมได้อย่างราบรื่นรวม บริษัท เซียงจิงอย่างราบรื่น (www.shgongboshi.com) การมีส่วนร่วมที่โดดเด่นและโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมในสาขานี้ จุดมุ่งหมายคือการให้ข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมและลึกซึ้งแก่ภาคอุตสาหกรรมเพื่อช่วยสร้างระบบอัตโนมัติที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในสภาพแวดล้อมการผลิตอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้นในปัจจุบันเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติมีบทบาทสำคัญ ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้วาล์วควบคุมทำหน้าที่เป็น "หัวใจ" ของกระบวนการอุตสาหกรรมด้วยความมั่นคงด้านประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตคุณภาพผลิตภัณฑ์การใช้พลังงานและมาตรการความปลอดภัยที่สำคัญ

อันวาล์วควบคุมเป็นประเภทของวาล์วที่ควบคุมการไหลของของไหลโดยการเปลี่ยนขนาดของทางผ่านของเหลว มันได้รับสัญญาณจากคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมการไหลโดยตรงและมีอิทธิพลต่อตัวแปรกระบวนการทางอ้อมเช่นความดันอุณหภูมิและระดับของเหลว ในคำศัพท์การควบคุมระบบอัตโนมัติ

วาล์วควบคุมเรียกว่า "องค์ประกอบการควบคุมขั้นสุดท้าย" และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบการควบคุมขั้นสุดท้ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การเลือกและการบำรุงรักษาวาล์วควบคุมที่เหมาะสมมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพความปลอดภัยความสามารถในการทำกำไรและการปกป้องสิ่งแวดล้อม

ในลูปควบคุมกระบวนการโรงงานสมัยใหม่ประกอบด้วยลูปควบคุมหลายร้อยหรือหลายพันตัวที่เชื่อมต่อระหว่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าตัวแปรกระบวนการที่สำคัญ (เช่นความดันการไหลระดับและอุณหภูมิ) ยังคงอยู่ในช่วงที่ต้องการดังนั้นจึงรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

วาล์วควบคุมเป็นหัวใจสำคัญของลูปเหล่านี้รับผิดชอบในการควบคุมการไหลของของเหลว (เช่นก๊าซไอน้ำน้ำหรือสารเคมี) เพื่อชดเชยการรบกวนการโหลดและรักษาตัวแปรกระบวนการควบคุมให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ การประกอบวาล์วควบคุมที่สมบูรณ์มักจะประกอบด้วยร่างกายวาล์ว (มีทางเดินของเหลวและองค์ประกอบควบคุม), วาล์วภายใน (เช่นแผ่นดิสก์วาล์ว, แผ่นวาล์ว, ที่นั่งวาล์ว, แกนวาล์ว, ฯลฯ ซึ่งสัมผัสกับการไหลของของเหลวและการไหลของวาล์ว ฯลฯ ).

ในด้านระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมการควบคุมการทำงานเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องพิจารณาพฤติกรรมของระบบภายใต้เงื่อนไขที่ผิดปกติเช่นการออกแบบ“ ล้มเหลวไม่ปลอดภัย” Fail-Safe หมายถึงระบบที่ป้อนสถานะที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและไม่เป็นอันตรายโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดความผิดพลาดหรือพลังงานของไดรฟ์หายไปดังนั้นการป้องกันหรือบรรเทาอุบัติเหตุ

การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยสำหรับวาล์วควบคุมเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของการผลิตอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตและการประมวลผลของวัสดุที่มีมูลค่าสูงและเป็นอันตรายเช่นน้ำมันดิบก๊าซธรรมชาติและสารเคมี มันช่วยป้องกันอุบัติเหตุที่สำคัญเช่นในท่อน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งวาล์วปิดเครื่องเพื่อความปลอดภัยปิดโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจจับสภาวะที่ไม่ปลอดภัยป้องกันเชื้อเพลิงจากการเข้าสู่ห้องเผาไหม้และหลีกเลี่ยงการเกิดเพลิงไหม้หรือการระเบิด นอกจากนี้โดยการนำระบบไปสู่สภาวะที่ปลอดภัยโดยทันทีการสูญเสียทางเศรษฐกิจที่เกิดจากความเสียหายของอุปกรณ์และการขัดจังหวะการผลิตสามารถลดลงได้ ที่สำคัญกว่านั้นกลไกความล้มเหลวที่ไม่ปลอดภัยโดยตรงปกป้องผู้ประกอบการจากอันตรายที่อาจเกิดขึ้นซึ่งเป็นการพิจารณาพื้นฐานที่สุดในการออกแบบอุตสาหกรรมทั้งหมด นอกจากนี้หลายอุตสาหกรรมมีกฎระเบียบและมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวด (เช่นการจัดอันดับ SIL) ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ที่สำคัญในการมีความสามารถที่ไม่ปลอดภัยโดยเฉพาะทำให้การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยล้มเหลวเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

บริษัท Xiangjing เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงความสำคัญของการออกแบบที่ไม่ปลอดภัยสำหรับวาล์วควบคุมและมุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์วาล์วควบคุมความน่าเชื่อถือสูงและโซลูชั่นที่สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยระหว่างประเทศ ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด Xiangjing มุ่งมั่นที่จะเป็นพันธมิตรที่น่าเชื่อถือในการสร้างอนาคตทางอุตสาหกรรมที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาเยี่ยมชมเว็บไซต์ทางการของ บริษัท Xiangjing

ส่วนนี้จะสำรวจแนวคิดหลักของวาล์วควบคุมไม่ปลอดภัยรวมถึงคำจำกัดความที่แม่นยำบทบาทที่สำคัญในด้านความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมและความสัมพันธ์กับมาตรฐานความปลอดภัยระหว่างประเทศ (เช่น SIL)

วาล์วควบคุมล้มเหลวอย่างปลอดภัยหมายถึงการเคลื่อนไหวอัตโนมัติขององค์ประกอบปิดของวาล์วไปยังตำแหน่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเมื่อการจัดหาพลังงานไดรฟ์ถูกขัดจังหวะ (เช่นความล้มเหลวของการจัดหาอากาศของเครื่องมือความล้มเหลวของพลังงาน) ตำแหน่งที่ตั้งไว้ล่วงหน้านี้จะต้องเป็นสถานะ "ปลอดภัย" ที่จำเป็นในการปกป้องกระบวนการและอุปกรณ์ มันเป็นลักษณะโดยธรรมชาติที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับการปิดที่ไม่ได้วางแผนหรือความผิดปกติของระบบ

การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยเป็นองค์ประกอบหลักของความปลอดภัยในการใช้งานโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อลดความเสี่ยงต่อบุคลากรสิ่งแวดล้อมและทรัพย์สินในระดับที่ยอมรับได้ ตัวอย่างเช่นในเครื่องปฏิกรณ์หากระบบทำความเย็นล้มเหลววาล์วน้ำเย็นควรเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและอันตรายที่อาจเกิดขึ้น ในทางกลับกันหากวาล์วอุปทานเชื้อเพลิงไม่สามารถปิดได้ในระหว่างความผิดพลาดอาจส่งผลให้เกิดการรั่วไหลของเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่การยิงหรือการระเบิด

การเปลี่ยนไปสู่สถานะที่ปลอดภัยในเวลาไม่นานจะป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ดำเนินการต่อไปภายใต้เงื่อนไขความผิดพลาดและก่อให้เกิดความเสียหาย สิ่งสำคัญที่สุดคือกลไกที่ไม่ปลอดภัยลดความเสี่ยงโดยตรงจากผู้ประกอบการ

การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยนั้นเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ SIL (ระดับความปลอดภัยด้านความปลอดภัย) SIL เป็นคะแนนที่ไม่ต่อเนื่องที่ใช้ในการวัดความน่าเชื่อถือของฟังก์ชั่นความปลอดภัยและหาปริมาณขอบเขตของการลดความเสี่ยง องค์ประกอบเดียว (เช่นวาล์วควบคุม) ไม่สามารถมีการจัดอันดับ SIL ด้วยตัวเอง มีเพียงวงความปลอดภัยที่สมบูรณ์หรือระบบเครื่องมือความปลอดภัย (SIS) เท่านั้นที่สามารถให้คะแนน SIL ได้ วงความปลอดภัยทั่วไปรวมถึงเซ็นเซอร์การประเมินผลและหน่วยเอาท์พุท (เช่น PLC ความปลอดภัย) และวาล์วกระบวนการอัตโนมัติ (รวมถึงวาล์วโซลินอยด์แอคทูเอเตอร์และวาล์วกระบวนการ) การออกแบบวาล์วควบคุมที่ไม่ปลอดภัยเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการบรรลุการจัดอันดับ SIL ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้มั่นใจว่าฟังก์ชั่นความปลอดภัยสามารถดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อถือในโหมดความต้องการต่ำ (ที่ระบบความปลอดภัยเปิดใช้งานไม่เกินหนึ่งครั้งต่อปี)

การออกแบบที่ไม่ปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญในการบริหารความเสี่ยง ระบบควบคุมแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพและความแม่นยำภายใต้“ สภาพการทำงานปกติ” อย่างไรก็ตามความซับซ้อนและอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากการผลิตอุตสาหกรรมกำหนดว่าพฤติกรรมภายใต้ "เงื่อนไขที่ผิดปกติ" นั้นสำคัญกว่า สาระสำคัญของกลไกที่ไม่ปลอดภัยคือการคาดการณ์และลดสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุดในระหว่างขั้นตอนการออกแบบนำระบบไปสู่สถานะ“ อันตรายน้อยที่สุด” นี่ไม่ได้เป็นเพียงการใช้งานทางเทคนิค แต่เป็นการประยุกต์ใช้ปรัชญาความปลอดภัยที่เป็นรูปธรรมในด้านวิศวกรรมซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนกระบวนทัศน์จาก“ ประสิทธิภาพการผลิตครั้งแรก” เป็น“ ความปลอดภัยก่อน” ซึ่งหมายความว่าเมื่อเลือกวาล์วควบคุมโหมดไม่ปลอดภัยของพวกเขาไม่ได้เป็นเพียงพารามิเตอร์ทางเทคนิค แต่เป็นการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์หลังจากการประเมินอย่างละเอียดและความเข้าใจเกี่ยวกับความเสี่ยงทั่วทั้งกระบวนการ เมื่อจัดหาและใช้วาล์วควบคุม บริษัท จะต้องจัดลำดับความสำคัญการทำงานที่ไม่ปลอดภัยที่ไม่ปลอดภัยเท่ากันว่ามีความสำคัญเท่าเทียมกันกับประสิทธิภาพและในแอพพลิเคชั่นที่สำคัญบางอย่างความปลอดภัยจะมีความสำคัญกว่าการพิจารณาอื่น ๆ ทั้งหมด

โหมดวาล์วควบคุมที่ไม่ปลอดภัยไม่ปลอดภัยนั้นแบ่งออกเป็นสามประเภทโดยแต่ละประเภทแต่ละประเภทที่สอดคล้องกับสถานการณ์แอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจงและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย การเลือกโหมด Fail-Safe ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองการทำงานที่ปลอดภัยของระบบ

เมื่อพลังงานไดรฟ์ (เช่นแหล่งจ่ายอากาศหรือพลังงาน) ถูกขัดจังหวะองค์ประกอบปิดการปิดวาล์วของวาล์วควบคุมจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งปิดโดยอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่าในระหว่างความผิดพลาดทางของเหลวจะถูกบล็อก โหมดนี้ทำได้โดยทั่วไปผ่านแอคชูเอเตอร์สปริงส่งคืนซึ่งแรงโหลดล่วงหน้าของฤดูใบไม้ผลิผลักวาล์วไปยังตำแหน่งปิดเมื่อความดันอากาศหรือพลังงานหายไป

สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป ได้แก่ :

• วาล์วแก๊สเชื้อเพลิง: ในการใช้งานของเตาเผาวาล์วปิดความปลอดภัยจะต้องปิดโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจพบเงื่อนไขที่ไม่ปลอดภัย (เช่นไฟฟ้าความล้มเหลว) เพื่อป้องกันเชื้อเพลิง (ก๊าซหรือน้ำมัน) จากการเข้าสู่ห้องเผาไหม้ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงไฟหรือระเบิด
• วาล์วฟีดของเครื่องปฏิกรณ์: ในปฏิกิริยาเคมีหากปฏิกิริยาจะไม่สามารถควบคุมได้ (เช่นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน) วาล์วป้อนควรปิดทันทีเพื่อหยุดการป้อนข้อมูลของวัสดุป้องกันปฏิกิริยาจากการเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
• ระบบแรงดันสูง: ในระบบของเหลวแรงดันสูงการปิดความผิดพลาดจะช่วยป้องกันการรั่วไหลของสื่อแรงดันสูงโดยไม่ตั้งใจลดความเสี่ยง

เมื่อพลังไดรฟ์ถูกขัดจังหวะองค์ประกอบการควบคุมการไหลของวาล์วควบคุมของวาล์วจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งเปิดโดยอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่าในระหว่างความล้มเหลวทางเดินของเหลวจะถูกเปิดอย่างเต็มที่ โหมดนี้ยังทำได้โดยทั่วไปผ่านแอคชูเอเตอร์สปริงกลับ แต่ทิศทางการกำหนดค่าสปริงอยู่ตรงข้ามกับโหมด FC เพื่อให้มั่นใจว่าวาล์วจะถูกผลักไปยังตำแหน่งที่เปิดในระหว่างความล้มเหลว

สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป ได้แก่ :

• วาล์วระบายความร้อน: ในเครื่องปฏิกรณ์หรือระบบอื่น ๆ ที่ต้องใช้การระบายความร้อนหากระบบทำความเย็นล้มเหลวหรือถูกขัดจังหวะวาล์วน้ำเย็นควรเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลอย่างต่อเนื่องของสื่อความเย็นทำให้อุปกรณ์ร้อนเกินไป
• วาล์วโล่งอก/บายพาสวาล์ว: เมื่อความดันของระบบสูงเกินไปวาล์วบรรเทาหรือบายพาสวาล์วจะเปิดขึ้นโดยอัตโนมัติเพื่อปลดปล่อยความดันป้องกันอุปกรณ์และท่อ
• ช่องระบายอากาศฉุกเฉิน: ในบางกระบวนการที่ต้องมีการระบายฉุกเฉินล้มเหลวในการเปิดให้แน่ใจว่าสื่อสามารถปล่อยออกมาได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อกำลังขับถูกขัดจังหวะวาล์วควบคุมจะยังคงอยู่ในตำแหน่งสุดท้ายก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว โดยทั่วไปแล้วโหมดนี้ต้องการกลไกการล็อคเพิ่มเติมหรืออุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเพื่อรักษาตำแหน่งวาล์ว สิ่งนี้มักจะทำได้ผ่านผู้จัดตำแหน่งพิเศษ (พร้อมวาล์วล็อคอิน) หรือแอคชูเอเตอร์ที่ออกฤทธิ์สองครั้งรวมกับอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน (เช่นถังอากาศหรือล็อคไฮดรอลิก) สำหรับระบบนิวเมติกถังอากาศสามารถให้แหล่งอากาศสำรองระยะสั้นสำหรับแอคทูเอเตอร์ที่ออกฤทธิ์สองครั้งทำให้พวกเขาสามารถรักษาหรือดำเนินการเฉพาะได้เมื่อแหล่งอากาศหลักล้มเหลว

สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป ได้แก่ :

• ระบบที่ต้องใช้การแทรกแซงด้วยตนเอง: ในกระบวนการที่ซับซ้อนหรือละเอียดอ่อนบางอย่างการเปิดหรือปิดวาล์วอย่างเต็มที่อาจนำไปสู่ผลที่รุนแรงมากขึ้น การดำเนินงานที่ไม่ปลอดภัยทำให้ผู้ประกอบการมีเวลาประเมินสถานการณ์และแทรกแซงด้วยตนเองนำระบบเข้าสู่สถานะที่มั่นคงอย่างปลอดภัย
• การรักษาสถานะปัจจุบัน: ในสถานการณ์ที่ไม่ฉุกเฉินซึ่งจำเป็นต้องมีการรักษากระแสเช่นเมื่อความผันผวนของการไหลมีผลกระทบน้อยที่สุดต่อกระบวนการดาวน์สตรีมการดำเนินการที่ไม่ปลอดภัยสามารถป้องกันการหยุดชะงักของกระบวนการที่ไม่จำเป็น
• กฎระเบียบที่มีความแม่นยำสูง: ในวงจรที่ต้องการกฎระเบียบที่มีความแม่นยำสูงการดำเนินการที่ไม่ปลอดภัยไม่ปลอดภัยช่วยป้องกันไม่ให้วาล์วเปิดหรือปิดอย่างเต็มที่เมื่อสัญญาณหายไปอย่างกะทันหันซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อกระบวนการ

การเลือกโหมดล้มเหลวไม่ปลอดภัยนั้นไม่ได้เป็นไปตามอำเภอใจ แต่ขึ้นอยู่กับการประเมินความเสี่ยงที่ครอบคลุมของกระบวนการเฉพาะ วิศวกรจะต้องวิเคราะห์ว่าสถานะวาล์ว (ปิดเปิดหรือบำรุงรักษา) สามารถลดความเสี่ยงของการบาดเจ็บส่วนบุคคลความเสียหายของอุปกรณ์และมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมในกรณีที่พลังงานล้มเหลว นอกจากนี้ปัจจัยต่าง ๆ เช่นคุณสมบัติของเหลว (ไวไฟ, ระเบิด, กัดกร่อน), การตอบสนองแบบไดนามิกของกระบวนการและความสัมพันธ์ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต้นน้ำและปลายน้ำจะต้องได้รับการพิจารณา ตัวอย่างเช่นสำหรับสื่อที่อาจทำให้เกิดการสะสมอันตรายตำแหน่งเริ่มต้นมักจะถูกเลือกเป็นปิดล้มเหลว สำหรับระบบที่ต้องการการระบายความร้อนอย่างต่อเนื่องหรือการบรรเทาความดันตำแหน่งเริ่มต้นจะถูกเลือกเป็น Fail-Open การยึดมั่นในมาตรฐานและกฎระเบียบของอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง (เช่น API, NFPA, IEC 61508) ก็มีความสำคัญเช่นกันเนื่องจากมาตรฐานเหล่านี้มักจะให้คำแนะนำหรือข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับโหมดความล้มเหลวที่ไม่ปลอดภัยตามแอปพลิเคชันเฉพาะ

การเลือกโหมดความผิดพลาดที่ปลอดภัยคือ "บรรทัดแรกของการป้องกัน" ในการออกแบบความปลอดภัยของกระบวนการ โหมดความผิดพลาดที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของวาล์วกำหนดพฤติกรรม "เริ่มต้น" ของระบบภายใต้เงื่อนไขกรณีที่เลวร้ายที่สุด พฤติกรรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้านี้จะต้องสอดคล้องกับอันตรายโดยธรรมชาติของกระบวนการเพื่อให้แน่ใจว่าในกรณีที่มีความผิดพลาดระบบจะเข้าสู่สถานะทางกายภาพที่ปลอดภัยที่สุดโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่นวาล์วน้ำมันเชื้อเพลิง FC ป้องกันการเผาไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมได้ในขณะที่วาล์วระบายความร้อน FO ป้องกันการระเบิดที่ร้อนเกินไป สิ่งนี้รวบรวมหลักการของ "ความปลอดภัยโดยการออกแบบ" แทนที่จะพึ่งพาการเยียวยาหลังเหตุการณ์เท่านั้น มันตอกย้ำความสำคัญของการดำเนินการวิเคราะห์รายละเอียดและการดำเนินงาน (HAZOP) และการประเมินระดับความปลอดภัย (SIL) ของการไหลของกระบวนการในช่วงระยะแรกของโครงการ ซัพพลายเออร์ควบคุมวาล์วเช่นบริษัท Xiangjingมีส่วนร่วมในการหารือในเชิงลึกกับลูกค้าเกี่ยวกับลักษณะกระบวนการของพวกเขาเมื่อให้บริการผลิตภัณฑ์เสนอคำแนะนำระดับมืออาชีพสำหรับการเลือกโหมดไม่ปลอดภัยมากกว่าเพียงแค่ขายผลิตภัณฑ์มาตรฐาน

ส่วนนี้จะให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบสำคัญสำหรับการทำงานที่ไม่ปลอดภัยของวาล์วควบคุมไดรฟ์-แอคทิเรเตอร์และตำแหน่งวาล์ว-และวิเคราะห์หลักการทำงานที่เกี่ยวข้องกลไกความล้มเหลวข้อดีและข้อเสียและการใช้งานในอุตสาหกรรม

แอคทูเอเตอร์เป็น "กล้ามเนื้อ" ของวาล์วควบคุมซึ่งรับผิดชอบในการแปลงสัญญาณควบคุมเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งขององค์ประกอบการ จำกัด การไหลของวาล์ว การออกแบบของพวกเขาโดยตรงกำหนดพฤติกรรมของวาล์วในระหว่างความผิด แอคทูเอเตอร์มักจะแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก: นิวเมติกไฟฟ้าและไฮดรอลิก

แอคทูเอเตอร์นิวเมติกใช้ความดันอากาศอัด (โดยทั่วไปคืออากาศ) เพื่อขับเคลื่อนลูกสูบหรือไดอะแฟรมทำให้ก้านวาล์วเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลัง (การเคลื่อนที่เชิงเส้น) หรือหมุนผ่านกลไกเกียร์ ความดันแก๊สสามารถใช้สลับกันกับทั้งสองด้านของลูกสูบ (การออกฤทธิ์สองครั้ง) หรือป้อนเพียงด้านเดียวและพึ่งพาสปริงเพื่อกลับมา (การแสดงเดี่ยว)

• Spring-Returr: นี่เป็นกลไกที่พบได้บ่อยที่สุดและไม่ปลอดภัยในแอคทูเอเตอร์นิวเมติก เมื่อแหล่งอากาศของไดรฟ์หายไปแรงสปริงที่บีบอัดล่วงหน้าจะผลักแอคชูเอเตอร์ไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยก่อนตั้งค่า (เปิดอย่างเต็มที่หรือปิดเต็มที่) การออกแบบนี้ง่ายและเชื่อถือได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่ต้องใช้สถานะความล้มเหลวที่ไม่ปลอดภัย
• ถังอากาศ/ตัวสะสม: สำหรับแอคชูเอเตอร์นิวเมติกที่ออกฤทธิ์สองครั้งเมื่อแหล่งจ่ายอากาศหลักล้มเหลวถังอากาศที่เชื่อมต่อสามารถให้อากาศอัดสำรองได้ทำให้วาล์วทำงานต่อไป สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการบำรุงรักษากระบวนการหรือการปิดระบบอย่างปลอดภัยในช่วงเวลาที่ขยายออกไปเช่นทำให้มั่นใจได้ว่าวาล์วควบคุมยังคงทำงานในช่วงเวลาที่กำหนดหลังจากความล้มเหลวของเครื่องอัดอากาศทำให้สามารถซ่อมแซมได้หรือปิดระบบอย่างปลอดภัย

• ข้อดี: โครงสร้างที่เรียบง่ายน้ำหนักเบาและค่อนข้างง่ายต่อการติดตั้งและบำรุงรักษา สื่อการทำงานคืออากาศซึ่งง่ายต่อการหมดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและคุ้มค่า แรงเอาท์พุทและความเร็วในการทำงานสามารถปรับได้ง่ายโดยทั่วไปเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนานการขับเคลื่อนรูฟกันการระเบิดและทนความชื้นเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง สามารถเก็บพลังงานช่วยให้การจัดหาอากาศส่วนกลางและการส่งผ่านทางไกล
• ข้อเสีย: เนื่องจากความสามารถในการบีบอัดของอากาศความเร็วในการทำงานได้รับผลกระทบอย่างง่ายดายจากการเปลี่ยนแปลงของโหลดและความเสถียรความเร็วต่ำต่ำกว่ากระบอกสูบไฮดรอลิก โดยทั่วไปแล้วกำลังเอาท์พุทต่ำกว่ากระบอกสูบไฮดรอลิก ความเร็วในการส่งสัญญาณลมลมช้าไม่เหมาะสมสำหรับระบบที่ซับซ้อนซึ่งต้องการการส่งสัญญาณความเร็วสูง ต้องมีการจัดหาอากาศอัดอย่างต่อเนื่องและการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการรั่วไหล ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นอาจต่ำกว่า แต่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานระยะยาว (คอมเพรสเซอร์, ท่อ, การบำรุงรักษา) อาจสูงขึ้น

การใช้งานอุตสาหกรรม: ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ต้องการการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและข้อกำหนดการป้องกันการระเบิดเช่นปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ, เคมี, อาหารและเครื่องดื่มและอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ

แอคทูเอเตอร์ไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนหรือเชิงเส้นโดยใช้มอเตอร์ (โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์สเต็ปและมอเตอร์เซอร์โว) เพื่อควบคุมตำแหน่งความเร็วแรงบิดและอื่น ๆ มอเตอร์สเต็ปส์ได้รับตำแหน่งที่แม่นยำผ่านพัลส์

• พลังงานสำรอง/ตัวเก็บประจุ: ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของพลังงานหลักแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งชุดแบตเตอรี่สำรองหรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์เพื่อให้พลังงานชั่วคราวเพื่อดำเนินการตามความปลอดภัยแบบไม่ปลอดภัยก่อนที่จะเสร็จสิ้น กลไกนี้ช่วยให้มั่นใจถึงอุปสรรคด้านความปลอดภัยขั้นสุดท้ายในกรณีที่เกิดการหยุดทำงาน
• สปริงเชิงกล: แอคทูเอเตอร์ไฟฟ้าบางตัวรวมกันน้ำพุกลไกซึ่งใช้แรงสปริงเพื่อผลักวาล์วไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยในกรณีที่เกิดไฟฟ้าล้มเหลว การออกแบบนี้รวมการควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่แม่นยำเข้ากับลักษณะที่ไม่ปลอดภัยโดยธรรมชาติของสปริง

• ข้อดี: ให้ตำแหน่งที่แม่นยำและทำซ้ำได้ทำให้เหมาะสำหรับงานอัตโนมัติ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานโหลดแบบคงที่ซึ่งใช้พลังงานน้อยลง ข้อกำหนดการบำรุงรักษาต่ำชิ้นส่วนที่น้อยลงและไม่มีระบบของเหลวที่เกี่ยวข้อง ความสามารถรอบตัวสูงสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่หลากหลายและง่ายต่อการโปรแกรมสำหรับรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน การดำเนินการที่เงียบสงบ ความสามารถในการบรรลุตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงและความเร็วในการเคลื่อนไหวที่ปรับได้ ความเร็วในการหมุนไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของโหลดและเป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ความสามารถในการควบคุมระยะไกล
• ข้อเสีย: โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายสูงกว่าแอคทูเอเตอร์นิวเมติก ระบบควบคุมมีความซับซ้อนซึ่งต้องการความรู้พิเศษสำหรับการติดตั้งและบำรุงรักษา ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม (เช่นการกันน้ำการกันฝุ่น) อาจต่ำกว่าส่วนประกอบของนิวเมติก แรงเอาท์พุทมีขนาดค่อนข้างเล็กไม่เหมาะสมสำหรับงานหนัก ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและอาจไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้ (เว้นแต่จะออกแบบมาเป็นพิเศษ) เวลารอบอาจช้ากว่าระบบนิวเมติก

แอปพลิเคชั่นอุตสาหกรรม: เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องมีการควบคุมที่แม่นยำและการทำงานที่ยืดหยุ่นเช่นไดรฟ์แขนหุ่นยนต์การปรับสายพานลำเลียงสายการประกอบเครื่องจักรกลการเกษตรระบบระบายอากาศระบบพลังงานแสงอาทิตย์การจัดการวัสดุและอุปกรณ์ทำความสะอาด ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตพลังงานการบำบัดน้ำและอุตสาหกรรมยา

แอคทูเอเตอร์ไฮดรอลิกใช้ของเหลวไฮดรอลิกแรงดัน (โดยปกติคือน้ำมัน) เพื่อขับลูกสูบหรือใบมีดแปลงแรงดันของเหลวเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล ความสามารถในการบีบอัดของของเหลวไฮดรอลิกช่วยให้สามารถให้แรงมหาศาล

• Spring-Return: คล้ายกับระบบนิวเมติกแอคทูเอเตอร์ไฮดรอลิกยังสามารถรวมสปริงเพื่อผลักวาล์วไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยก่อนที่จะใช้แรงสปริงเมื่อระบบไฮดรอลิกสูญเสียความดัน วิธีนี้ใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชันฉุกเฉินที่ต้องปิดตัวลงอย่างรวดเร็วหรือเปิด
• ล็อคไฮดรอลิก: โดยล็อควงจรน้ำมันไฮดรอลิกแอคชูเอเตอร์จะยังคงอยู่ในตำแหน่งสุดท้ายเมื่อความดันหายไป โดยทั่วไปแล้วจะทำได้ผ่านการออกแบบวาล์วพิเศษ (เช่นสองตำแหน่ง, วาล์วโซลินอยด์สองทาง) เพื่อให้แน่ใจว่าก้านเอาต์พุตลูกสูบถูกล็อคไว้ในระหว่างการหยุดชะงักของพลังงานหรือสัญญาณเพื่อป้องกันการหยุดชะงักของระบบ

• ข้อดี: ความสามารถในการผลิตแรงบิด/แรงขับสูงมากเหมาะสำหรับการใช้งานวาล์วขนาดใหญ่หนักหน้าที่หรือความดันสูง การวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงช่วยให้สามารถควบคุมกระบวนการได้อย่างแม่นยำตอบสนองต่อสัญญาณควบคุมเหมาะสำหรับ ESD (ระบบปิดระบบฉุกเฉิน) และแอปพลิเคชันวาล์วที่ต้องดำเนินการอย่างรวดเร็ว การออกแบบที่แข็งแกร่งและทนทานพร้อมข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่ค่อนข้างต่ำและอายุการใช้งานที่ยาวนานความสามารถในการบีบอัดของของเหลวไฮดรอลิกทำให้มั่นใจได้ว่าการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและมั่นคง
• ข้อเสีย: ระบบที่ซับซ้อนที่ต้องใช้ปั๊มไฮดรอลิกอ่างเก็บน้ำท่อ ฯลฯ ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาสูง ความเสี่ยงของการรั่วไหลของของเหลวไฮดรอลิกซึ่งอาจปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมหรือทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย ความต้องการสูงสำหรับความสะอาดของเหลว การปนเปื้อนของของไหลอาจนำไปสู่ความผิดปกติ

การใช้งานอุตสาหกรรม: ส่วนใหญ่ใช้ในงานหนักที่ต้องใช้กำลังแรงสูงและการตอบสนองอย่างรวดเร็วเช่นแพลตฟอร์มการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซสถานีพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำเครื่องจักรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และท่อส่งก๊าซ

ลักษณะที่ไม่ปลอดภัยของแอคทูเอเตอร์เป็นคุณสมบัติที่มีอยู่ไม่ใช่คุณสมบัติเพิ่มเติม กลไกที่ไม่ปลอดภัยเช่นการกลับมาของสปริงอ่างเก็บน้ำอากาศและแหล่งพลังงานสำรองจะไม่ถูกเพิ่มเป็นพิเศษในด้านบนของฟังก์ชั่นพื้นฐานของแอคทู