阀门是工业自动化的重要组成部分。它们用于允许介质流经管道。它们可以自动或手动操作。
自动控制意味着 PLC、DCS 或微控制器等控制器将打开或关闭阀门，如果是调节阀，则控制其定位。它是根据传感器的反馈或为实时监控而开发的控制逻辑来实现这一功能的。
手动控制是指操作员需要根据自己的要求亲自动手操作阀门。无论如何，阀门都是允许或禁止介质流动的高效设备。如果阀门出现故障，就会对应用造成危害，因为这种突然的故障会阻碍工艺流程。
因此，在发生故障时，需要采用一些方法来操作阀门，使系统安全关闭。为此，通常使用两种阀门——故障开启和故障关闭。在本文章中，我们将了解故障关闭阀的概念。
故障关闭：
以这里的双作用阀为例。双作用阀门意味着它的运行需要两个信号指令——一个用于打开，一个用于关闭。
该阀门的正常运行依赖于持续的电力供应以及介质（如气体、空气或液体）提供的机械压力。在操作过程中，电力用于驱动执行机构，而介质压力则作为作用力来促使阀门开闭。例如，在处理水压的应用中，介质的压力是确保阀门能够按照预期动作的关键因素。
值得注意的是，如果发生电力供应故障（即断电）或介质压力不足（即未能达到所需的工作压力），双作用阀门将无法接收到必要的动力来改变其位置。此时，阀门会保持在最后的动作状态，这可能导致工艺流程中断，并对整个系统的连续性和安全性造成不利影响。
为了避免这种情况，将普通的双作用阀转换为故障关闭阀（Fail-Closed Valve, FCV）是一种有效的解决方案。故障关闭阀在设计上确保了当电力供应中断或控制信号丢失时，阀门能够自动移动到关闭位置。这种特性不仅避免了因动力源失效而导致的流程停滞问题，还显著增强了系统的安全性和可靠性。
故障关闭阀的设计初衷是为了应对电源或介质压力故障。它通过内置的弹簧或其他储能装置，在失去外部动力的情况下，依靠预存的能量自动关闭。这类阀门持续监测自身的供电状态和压力条件，并能在检测到任何异常时立即响应。具体来说：
电源或压力故障：一旦电源断开或工作压力不足，故障关闭阀会迅速触发内部机制，使其移动到预先设定的安全关闭位置。
控制信号故障检测：除了对物理参数的监控外，故障关闭阀还能识别控制信号的完整性。它不仅能够感知正常的开启或关闭指令，更能察觉到如断线或电信号故障等异常情况，从而确保即使是在最不利的操作条件下也能可靠地执行保护功能。
优点：
●高可靠性和安全性：
故障关闭阀采用高质量材料制造，确保其在故障情况下能够承受增加的内部作用力。这种设计不仅提高了阀门的耐用性，还增强了其在紧急情况下的响应能力。
在关键应用中，如化工、石油天然气以及制药行业，当不需要的流量可能对系统造成损害时，故障关闭阀可以立即切断介质流动，防止意外事故的发生，保障人员和设备的安全。
●即时响应机制：
故障关闭阀能够在检测到电源或控制信号故障后迅速动作，及时关闭以保护系统免受进一步损害。
●维护成本低：
尽管初始投资较高，但长期来看，由于减少了因故障导致的停机时间和维修频率，总体运营成本较低。
●适应多种工况：
这类阀门适用于各种不同的操作条件，包括温度和压力环境，确保了广泛的应用范围。
缺点:
●较高的初始成本：
与普通阀门相比，故障关闭阀的价格更高，这可能会限制一些预算有限项目的使用。
●复杂性增加：
某些型号的故障关闭阀结构较为复杂，安装和维护需要专业的技能和技术支持，增加了初期设置的时间和成本。
●潜在的泄漏风险：
即便有故障保护特性，长时间未使用或在特定条件下，仍可能存在轻微泄漏的风险，因此无法提供绝对的密封保证。
●对外部因素敏感：
在面对较大外力冲击或环境条件下，某些故障关闭阀的性能可能会受到影响，需选择适合特定工况的产品。
●特殊培训要求：
为了确保正确安装和有效维护，操作人员通常需要接受专门的培训，增加了人力资源的成本。
综上所述，故障关闭阀因其的设计而在许多行业中扮演着角色，尤其是在那些对安全性和连续性有着严格要求的应用领域。然而，用户在选择时也应考虑其局限性和额外成本，确保选型符合实际需求。
