Позиция при отказ на управляващия клапан е състоянието, към което клапанът се придвижва, когато загуби инструментален въздух или контролния сигнал, и то се задава от изпълнител с връщаща пружина, проектиран да задвижи клапана напълно отворен или напълно затворен без външно захранване. Грешният избор не се проявява в обикновен ден, а при онзи един инцидент, за който съоръжението е проектирано, затова решението принадлежи на експертите по безопасността на процеса, а не на удобството.
Пневматичен изпълнител с връщаща пружина (едностранно действащ) използва въздушно налягане, за да придвижи клапана в едната посока, а механична пружина — да го върне обратно. Въздухът държи клапана извън неговата позиция при отказ по време на нормална работа; когато въздушното захранване или контролният сигнал се загубят, пружината няма противодействие и задвижва вала до фиксирана, предвидима крайнa позиция. В това окончателно придвижване няма логика, няма електричество и няма сигнал — това е целият смисъл: безопасната позиция е гарантирана от физическа пружина, а не от система, която самата може да се повреди.
При изпълнител „въздух за отваряне“ увеличаването на въздушното налягане действа срещу пружината и отваря клапана. Премахнете въздуха и пружината натиска запушващия елемент, затваряйки клапана, така че той се отключва в затворено положение (често маркирано като FC). Това е стандартният избор за линии с гориво към горелки, линии за опасни химикали и други услуги, където продължаващото протичане при липса на контрол е опасният изход. Ако изпълнителят или въздушното му захранване се повредят, най-безопасният резерв е липсата на поток.
При изпълнител „въздух за затваряне“ увеличаването на въздушното налягане действа срещу пружината и затваря клапана. Премахнете въздуха и пружината бута запушващия елемент в отворено положение, така че клапанът се отключва отворен (FO). Това е типичният избор за охлаждаща вода към маншон на реактор или кондензатор: при загуба на въздух изискването за безопасност на процеса е максимален охлаждащ поток, за да се предотврати неконтролирано повишаване на температурата, така че загубата на контрол трябва да означава повече поток, а не по-малко.
Позицията при отказ не е предпочитание на изпълнителя, тя е резултат от преглед на опасностите в процеса. Въпросът винаги е един и същ: при загуба на въздух или сигнал, коя позиция — отворена или затворена — оставя процеса в по-малко опасно състояние? Типична логика:
След като изискваната позиция при отказ е зададена, действието на изпълнителя (въздух за отваряне или въздух за затваряне) и действието на тялото на клапана (директно или обратнопропорционално действие) се специфицират заедно, така че комбинацията да произведе точно този резултат. Същият изход „при отказ — затворено“ може да се постигне с различни комбинации от изпълнител и тяло, поради което действието при отказ се документира чрез изискваната крайна позиция, а не само чрез съкращенията „ATO“ или „ATC“ в правилно изготвен лист с данни за инструмента.
Пълната загуба на инструментално въздушно захранване винаги задвижва изпълнителя до позицията, зададена от пружината, защото няма въздух, който да противодейства. Загубата на сигнал е различен режим на отказ: позицииониерът може да държи клапана в последната позиция, използвайки уловен въздух или функциониращ I/P модул, вместо да го придвижи веднага до позицията при отказ. 3-пътен соленоиден клапан, когато е дезенергиран, прекъсва подаването на въздух и отвежда изпълнителя към атмосфера, така че пружината да може да действа; 2-пътен соленоиден клапан вместо това улавя въздух в изпълнителя, за да задържи последната позиция. Това са различни решения с различни изходи и клапан, който се държи безопасно при загуба на сигнал, не е автоматично безопасен при загуба на въздух, затова и двата сценария трябва да бъдат прегледани отделно по време на пускане в експлоатация и при валидация на всяка система за безопасност с инструменти.
Действието при отказ се тества в реални условия при прекъсвания на инструменталния въздух, аварийни изключвания (ESD) и при подмяна на изпълнител или мембрана, когато техникът може случайно да обърка действието, като сглоби изпълнителя от грешната страна на вала или свърже позициионира неправилно. Вибрации и неправилно подравняване на задвижваното оборудване нагоре или надолу по потока на управляващия клапан могат също да маскират проблем с клапана като проблем в процеса; същата дисциплина, използвана при лазерното подравняване на вала на въртящо се оборудване, важи и за проверката дали изпълнителят е механично свободен да достигне пълния си ход при отказ, а не е частично заяден. Трим, повреден от кавитация, след управляващ клапан, както е разгледано в нашия материал за кавитация, също може да попречи на клапана да се запечата напълно, дори когато самият изпълнител работи правилно.
Позицията при отказ трябва да фигурира в листа с данни за инструмента, в символа на клапана в P&ID (с етикет FC или FO) и в матрицата „причина и ефект“ на веригата, ако тя е свързана със система за изключване. Проверката при пускане в експлоатация означава физически да се изпусне въздухът от изпълнителя (или отделно да се премахне сигналът) и да се потвърди, че клапанът пътува напълно до документираната позиция, а не само че започва да се движи в правилната посока. Програми за частично-ходово тестване, често използвани в вериги за функции на безопасност с инструменти, са изградени специално за да засекат клапан, който не би завършил хода си при реално изискване.
Изпълнител, който никога не е бил задвижван до своята позиция при отказ, може да заклини, а пружина, която е отслабнала или корозирала, може да не достави пълната сила на хода, когато най-накрая бъде извикана. Това е проблем на механичното състояние толкова, колкото и проблем на функцията за безопасност с инструменти, по дух сходен с начина, по който режимите на повреда на лагерите се развиват тихо между планираните инспекции. Fabrico чете състоянието на машините и OEE директно от линията и автоматично насочва заявка за работа в момента, в който бъде засечена загуба, използвайки компютърно виждане за улавяне на механична деградация, която само сензорите пропускат, създадено и хоствано в ЕС с локално съхранение на данни в ЕС и сертификации ISO 27001, 20000-1 и 9001. Резервирайте демонстрация на Fabrico.
FC означава при отказ — затворено (fail closed), а FO означава при отказ — отворено (fail open). Буквите описват позицията, към която клапанът се придвижва при загуба на въздушно захранване или, в зависимост от проектната база, при загуба на контролния сигнал, и те се задават от изискването за безопасност на процеса, а не от нормалната експлоатационна позиция на клапана.
Да. Позицията при отказ произлиза от комбинацията между действието на изпълнителя (въздух за отваряне или въздух за затваряне) и действието на тялото на клапана (директно или обратно действие), така че един и същ стил на тяло често може да бъде конвертиран между fail-open и fail-closed чрез смяна на конфигурацията на изпълнителя, макар това винаги да трябва да се проверява отново спрямо изискването за безопасност на процеса, а не да се предполага.
Не. Това е целта на проектирането. Пружината съхранява механична енергия, докато въздушното налягане държи клапана извън позицията при отказ; когато въздухът или сигналът се загубят, само пружината задвижва клапана до крайната му безопасна позиция без необходимост от електрическо захранване.
Fail-last (или fail-freeze) клапан задържа текущата си позиция при загуба на сигнал или въздух, като използва специално пневматично заключващо реле за улавяне на въздух в изпълнителя, вместо да се придвижи напълно отворен или затворен. Използва се в услуги като подаване на вода към котел, където и двете крайности — работа на сухо или наводняване — са вредни, така че задържането на позиция е по-безопасно, отколкото ангажирането с някое от двете краища.
Вход
Блог
