Fail-Open vs. Fail-Closed vs. Fail-in-Place-Regelventile

Wenn ein Steuerventil sein Steuersignal, seine Geräteluft oder seine elektrische Leistung verliert, was sollte er tun?

Ein Ventil muss möglicherweise geöffnet werden, um den Kühlfluss aufrechtzuerhalten, dicht, um eine gefährliche Zufuhr zu isolieren, oder in der Nähe seiner letzten Position bleiben, um Prozessstörungen zu minimieren.Diese Verhaltensweisen werden allgemein als fail-open beschrieben., fehlgeschlossen und fehl am Platz.

Die Auswahl der richtigen Ausfallmaßnahme ist eine technische Entscheidung, die an die Anforderungen an die Prozesssicherheit gebunden ist, nicht nur eine Vorliebe für einen Aktorentyp.

Ein ausfall-offenes Steuerventil ist so konstruiert, dass es sich nach einem definierten Ausfallzustand in Richtung der offenen Position bewegt.

Diese Maßnahme kann geeignet sein, wenn die Aufrechterhaltung des Flusses zur Verringerung des Risikos erforderlich ist.Ein Kühlwasserventil kann so konstruiert werden, dass es sich bei Verlust seiner Steuerungsanlage öffnet, wenn eine kontinuierliche Kühlung die erforderliche sichere Reaktion darstellt..

Eine übliche Anordnung verwendet einen pneumatischen Aktor mit einem Feder-Rückkehrmechanismus.die Feder treibt das Ventil in Richtung seiner vorgesehenen Ausfallposition.

Es ist jedoch nie davon auszugehen, dass das Ausfallverhalten vom Aktor allein ausgeht. Die Ventilorientierung, die Aktorkonfiguration, das Zubehör und das angegebene Ausfallszenario müssen überprüft werden.

Ein ausfallschließendes Ventil bewegt sich in Richtung der geschlossenen Position unter dem angegebenen Ausfallzustand.

Dies kann erforderlich sein, um Brennstoff, chemische Futtermittel oder einen anderen Prozessstrom zu isolieren, wenn ein anhaltender Fluss eine gefährliche Situation verursachen könnte.

Diese Funktion können die Federrückführungsantriebe erfüllen, wenn sie so eingerichtet sind, dass sie das Ventil schließen, wenn der Luftdruck abnimmt.Ein geeignetes Magnetventil oder ein anderes Steuerungszubehör kann verwendet werden, wenn dies durch die Systemkonstruktion erforderlich ist..

Der wichtige Punkt ist, dass Fehlschließung nicht bedeutet, dass jedes Ventil in einem Prozess geschlossen werden sollte, wenn etwas schief geht.wie z. B. das Unterbrechen des wesentlichen Kühl- oder EindringdrucksDie sichere Maßnahme muss durch eine Prozessgefährdungsanalyse und die geltenden Sicherheitsanforderungen festgelegt werden.

Bei einem Versagen an Ort und Stelle wird im Allgemeinen eine Anordnung beschrieben, mit der das Ventil nach einem spezifizierten Versagen in der Nähe seiner vorhandenen Position gehalten werden soll, anstatt absichtlich vollständig geöffnet oder geschlossen zu werden.

Dies kann dazu beitragen, plötzliche Prozessänderungen zu reduzieren, wenn eine plötzliche Bewegung unerwünscht wäre.Bei der Aufrechterhaltung der Position nach Luft- oder Stromverlust ist eine Anordnung erforderlich, die die erforderliche Aktorenkraft oder -position aufrechterhalten kann..

Ein doppelwirkender Pneumatikantrieb allein garantiert kein Fehlverhalten.Leckage, oder andere äußere Einflüsse.

Bei einigen Konstruktionen kann ein Sperrventil, geeignetes pneumatisches Zubehör oder eine spezielle Positionsaufbewahrung verwendet werden.Das tatsächliche Verhalten hängt davon ab, wie die gesamte Montage auf den bestimmten Fehler reagiert.

Wenn die Ventilposition nach einem Ausfall für den Prozeß ungeeignet ist, kann das Halten der Ventilposition die Gefahr verlängern.

Der Aktor ist ein wesentlicher Bestandteil des Ausfall-Aktionsdesigns.

mit einer Leistung von mehr als 1000 WSie werden üblicherweise verwendet, wenn eine definierte Ausfallöffnungs- oder Ausfallschließungsanforderung besteht.

mit einer Leistung von mehr als 1000 W und mit einer Leistung von mehr als 1000 WSie können eine erhebliche Betriebskraft liefern, aber eine definierte Ausfallreaktion erfordert eine zusätzliche Berücksichtigung, wie der Luftdruck aufrechterhalten wird,freigegeben oder umgeleitet.

Elektrische AntriebeEinige Systeme können sich je nach Leistungsverlustverhalten, gespeicherter Energie, Ersatzleistung und Aktorenkonfiguration in eine vorgegebene Position bewegen.Während andere anhalten, wo sie sind.Die spezifische Konstruktion muß überprüft werden.

Für jeden Aktortyp müssen das erforderliche Drehmoment oder die erforderliche Schubkraft, die Prozesskräfte, die Fahrt und die Betriebsbedingungen der Ventile zusammen berücksichtigt werden.

Pneumatische Verschlussventile werden in bestimmten Systemen verwendet, um den Luftdruck an der Aktorseite zu halten, wenn der Versorgungsdruck unter ein definiertes Niveau fällt.Sie können helfen, unerwünschte Ventilbewegungen bei einem Ausfall der Luftzufuhr zu verhindern.

Beispiele für verwandte Produkte sind die Ausfallventile und Verschlusslösungen von Fisher 377 von SMC oder anderen Anbietern von pneumatischen Steuerungen.Diese Produkte haben unterschiedliche Funktionen und dürfen nicht als austauschbar angesehen werden..

Ein Sperrventil verursacht nicht automatisch, dass ein Steuerventil unter allen Ausfallbedingungen ausfällt.und die spezielle Zubehörkonfiguration beeinflussen das Ergebnis.

Wenn auch elektrische Leistungsverluste Teil des Konstruktionsszenarios sind, ist das Ansprechen des Positionierers, des Magnetventils und anderer elektrischer Zubehörteile separat zu bewerten.

Bevor Sie ein Steuerventil spezifizieren, beantworten Sie folgende Fragen:

1. Was geschieht, wenn das Ventil während eines Ausfalls offen bleibt?

2. Was passiert, wenn sich das Ventil plötzlich schließt?

3. Ist eine kontinuierliche Kühlung, Lüftung oder minimale Durchflussfähigkeit erforderlich?

4. Könnte das Verfahrensmedium ein Feuer, eine toxische Freisetzung, einen Überdruck oder eine Umweltgefahr verursachen?

5. Auf welchen Versagensfehler muss das Ventil reagieren: Instrumentenluft, Strom, Steuersignal oder mehr als einem?

6. Ist eine bestimmte Bewegung erforderlich oder ist die Aufrechterhaltung der bestehenden Position akzeptabel?

7. Wie wird die tatsächliche Ausfallwirkung des Ventils geprüft und überprüft?

Die Antworten sollten in der Regelklappe-Spezifikation dokumentiert und mit der Konstruktion der Prozesssteuerungs- und Sicherheitssysteme abgestimmt werden.

Ein häufiger Fehler besteht darin, anzunehmen, dass ein Signalversagen von 4 ̊20 mA und ein Instrumentenluftversagen dasselbe Ergebnis erzeugen.

Eine andere ist die Auswahl eines Federrückführers, ohne zu prüfen, ob seine verfügbare Leistung unter den tatsächlichen Prozessbedingungen ausreicht.

Es ist auch wichtig, sich nicht auf die Positionseinrichtung zu verlassen, die alleine eingestellt wird.Ein Befehl, der eine bestimmte Ventilposition anfordert, ist nicht unbedingt das gleiche wie eine mechanisch garantierte Antwort, nachdem alle Versorgungsmittel verloren gegangen sind.

Schließlich sollte die angegebene Ausfallmaßnahme während der Inbetriebnahme unter Verwendung eines genehmigten Prüfverfahrens und geeigneter Prozesssicherungen bestätigt werden.

Die richtige Wahl hängt von den Konsequenzen des fortgesetzten Flusses, des unterbrochenen Flusses, deroder plötzliche Ventilbewegung unter den angegebenen Ausfallbedingungen.

Ein Teil der Anlage ist mit einer Anlage ausgestattet, die in der Lage ist, die Anlage zu bewegen.

Bei der Beschaffung von Projekten hilft eine klare Angabe der erforderlichen Ausfallmaßnahmen und des genauen Ausfallszenarios, fehlerhafte Aktorenpakete und unerwartetes Verhalten während der Inbetriebnahme zu vermeiden.