安全第一，毋庸置疑——工业自动化产品的安全问题日益被全社会普遍关注。控制阀的安全性是产品质量特性的一种，是通过设计赋予的控制阀固有属性，是保障控制阀使用安全的前提条件和能力体现。提高控制阀产品的安全性，确保安全是研发、制造、使用和维修的首要要求。适用控制阀的安全要求的强制性标准是2013年12月发布并于2015年1月实施的GB 30439.4-2013。

当前，全球正出现以信息网络、智能制造、新能源和新材料为代表的新一轮技术创新浪潮。德国2013年提出了工业4.0战略，着眼高端装备，推进智能生产;我国2015年5月推出了《中国制造2025》规划，着眼信息化和工业化深度融合，发展智能制造。提升制造业整体技术水平，构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式，将更广泛地应用包括智能仪器仪表在内的工业自动化产品。同时，近年来由于工业自动化产品的故障导致的安全事故屡屡发生，其安全问题日益被全社会普遍关注。工业自动化产品的安全要求已经成为当今过程工业自动化的发展重点，目前已有工业自动化产品安全要求的系列强制性标准(国家标准号GB 30439)相继出台，这些是各工业自动化产品厂商、工业自动化产品检验机构等使用单位的专业人员必须应用的标准(强制性的国家标准)。

控制阀安全要求强制性标准

工业自动化产品的安全要求的系列标准中，适用控制阀的安全要求的强制性标准是2013年12月发布并于2015年1月开始实施的GB 30439.4-2013《工业自动化产品安全要求 第4部分：控制阀的安全要求》。

GB 30439.4-2013适用于电动执行机构或气动执行机构与阀以及根据预期使用用途配置的定位器或电气转换器组成的控制阀。规定了工业过程控制阀的防电击、机械危险、火焰从设备内向外蔓延、过高温、流体和流体压力的影响、爆炸和内爆的安全要求。但不包括与安全无关的控制阀的可靠功能、性能或其他特性、运输包装的有效性、电磁兼容(EMC)要求、对爆炸环境的防护措施、安装、调试、维修(修理)、与安全无关的控制阀的可靠功能、性能或其他特性。

针对电磁阀和电动执行机构产品的安全要求还分别有2015年2月开始实施GB 30439.6-2014《工业自动化产品安全要求第6部分：电磁阀的安全要求》和GB 30439.8-2014《工业自动化产品安全要求第8部分：电动执行机构的安全要求》。

控制阀产品的安全概念

安全第一，毋庸置疑。安全定义为：不发生可能造成人员伤亡、职业病、设备损坏、财产损失或环境损害的状态，是指控制阀产品在全生命周期所处于的情况或状态，包括试验、生产和使用等，是某一时刻安全与否的状态，表征产品的瞬态性和使用性。安全性是产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。控制阀的安全性是产品质量特性的一种，是通过设计赋予的控制阀固有属性，是保障控制阀使用安全的前提条件和能力体现。提高控制阀产品的安全性，确保安全是研发、制造、使用和维修的首要要求。

控制阀的安全模式主要有两类：一类是与功能失效相关的安全模式，即功能安全;另一类是应用、使用过程对人员触电、电击、热烫、着火、爆炸和机械的直接的伤害，即电气与电子安全、机械安全和防爆安全。控制阀的安全要求首先就表现在电气与电子安全、机械安全、防爆安全以及热安全、耐压力安全、防噪声安全和防流体安全等方面。

控制阀产品的安全要求

控制阀产品的安全要求涉及标志和文件、防电击、防机械危险、耐机械冲击和撞击、防止火焰蔓延、设备的温度限值和耐热、防流体危险、爆炸和内爆的防护和元器件等。

标志和文件

控制阀安全要求的标志和文件包括标志、警告标志、标志耐久性和文件等。

控制阀上应当标有符合标准规定的标志，其符号图形和说明见表1。除了内部零部件的标志外，这些标志应当从外部就能看见，或者如果盖子是预定要由操作人员来拆下或打开的，则在不用工具拆下盖子后，这些标志应当从外部就能看见。适用于整台控制阀的标志不得标在操作者不用工具就能拆卸的零部件上。控制阀上应当标有制造厂或供应商的名称或商标、型号和名称及其他识别标识、制造年月和编号或类似表述以及特种设备制造许可标志“(TS)”。在阀体上应标有公称通径、公称压力等级和流动方向。

采用电动执行机构的控制阀，其电动执行机构的标识应符合GB 30439.8的要求。对有电源供电的控制阀，应标有符合要求的电源符号，以及额定电源电压值或额定电源电压范围。对于端子、连接件和操作装置，应给出安全标志或说明。

警告标志在控制阀准备作正常使用时就能看见。如果某个警告标志适用于控制阀的某个特定部分，则该标志应当标在该特定部分上或标在其附近。

所有标志应当在正常使用条件下保持清晰可辨，粘贴标牌不得出现松脱或卷边，并能耐受由制造厂规定的清洁剂的影响。

为了安全目的，应当随同控制阀提供含有控制阀预定用途、技术规范、安装使用说明以及厂商技术支持联系方式的文件。

防电击

对控制阀防电击的安全要求包括可触及零部件的判定、可触及零部件的允许限值、正常条件下的防护、单一故障条件下的防护、与外部电路的连接、电气间隙和爬电距离、介电强度试验程序以及防电击保护的结构要求等，仅适用于带有电动执行机构的控制阀。要求控制阀在正常条件和单一故障条件下均应当保持防电击，控制阀的可触及零部件不得出现危险带电。

防机械危险

控制阀防机械危险的安全要求：在正常条件下或单一故障条件下，控制阀的操作不得导致机械危险。控制阀外壳上所有易于接触到的边缘、凸起物、拐角、开孔、挡板和把手等应当光滑圆润，避免在正常使用控制阀时造成伤害。控制阀的运动零部件应当不会挤破、划破或刺破可能接触它们的操作人员的身体的各个部位，也不得严重夹伤操作人员的皮肤。对于控制阀的飞散零部件，则应当控制或限制可能会引起危险的零部件的能量。控制阀安全设计要消除、减少和控制机械系统的防护、安装、使用、维修、起重、连接和固定等情况下具有的机械危险。

耐机械冲击和撞击

安全要求控制阀应当具有足够的机械强度，元器件应当可靠地固定且电气连接应当是牢固的，可承受在正常使用时可能遇到的冲击和碰撞时不得引起危险。控制阀应通过外壳的静态和动态的刚性试验。

防止火焰蔓延

控制阀防止火焰蔓延的安全要求是：在正常条件下或单一故障条件下，火焰不得蔓延到控制阀的外面，包括消除或减少控制阀内引燃源。一旦出现着火，将火焰控制在控制阀内、限能电路、对装有或使用可燃性流体控制阀的要求和过流保护等。

设备的温度限值和耐热

安全要求包括对防灼伤的表面温度限值、绕组的温度、其他温度的测量、温度试验的实施和耐热等。

对防灼伤的表面温度限值是在40℃的环境温度下，易接触表面的温度在正常条件下不得超过表2的规定值。在最高额定环境温度下或在单一故障条件下，如果易接触表面温度超过规定的温度值，则制造厂应该在说明书中给出防止灼伤的警告说明，或者在相应位置标有安全符号。

控制阀选用的非金属材料的外壳也应当能耐高温，绝缘材料要有适当的耐热能力。

防流体危险

由于控制阀是用于对流体进行控制的设备，应当在设计上对操作人员或周围环境提供在正常使用时可能遇到的流体危险的防护。如果制造厂规定了清洗处理，则该处理方法不得导致直接的危险，或者因腐蚀原因或使保证安全的结构件强度降低的其他原因导致的危险。如果正常使用时液体可能会洒落到控制阀中，则控制阀在设计上应当确保不会发生危险。在正常使用或单一故障条件下，控制阀的零部件不得由于高压渗漏和破裂而导致危险(控制阀需通过符合相关标准的压力试验)。

爆炸和内爆的防护

如果控制阀及其分组件内安装了因过热或过载易于引起爆炸的元器件，未装有压力释放装置，控制阀外壳的强度应能确保不会对操作人员造成危险。压力释放装置的位置应当确保在卸荷时不会给操作人员造成危险。其结构应当确保任何压力释放装置不会被阻塞。额定高压的控制阀不得由于高压渗漏和破裂而导致危险。

元器件

对于控制阀配有的电路和元器件，如果涉及安全则应当按其固定的额定值使用。

控制阀安全要求的试验

试验的目的是要检验设计和结构是否能确保符合标准规定的安全要求。制造厂要确保施加的值至少是规定的试验值。

针对特定的设计，为证明该设计和结构是否能满足要求的一项或多项而对设备的一台或多台样品(或设备零部件)应进行型式试验。在制造中或制造后为确定装置(设备)是否符合某个判据而对每一台单独的装置(设备)可进行例行试验。

控制阀安全要求的所有试验均是在控制阀或其分组件(或零部件)的样品上进行的型式试验。试验应在基准试验条件(基准环境条件：温度15~35℃、相对湿度不超过75%、大气压力86 kPa~106 kPa、无霜冻、凝露、渗水、淋雨和日照等)和故障条件下进行。试验时的控制阀状态应当是已组装好的供正常使用的控制阀，如果由于体积或质量原因不能对整台控制阀进行某些试验，则允许对分组件进行试验，只要经过验证证明组装好的控制阀能符合安全要求即可。阀位处于正常使用时的任一位置。由制造厂建议的或提供的、与控制阀一起使用的附件和操作人员可更换的零部件应当连接或不连接。

单一故障条件下的试验，一次只能施加一个，并应当按任何方便的顺序依次施加，不能同时施加多个故障，除非这些故障是施加某故障后引发的结果。如果故障条件下的试验会损坏设备，则这些试验可以放在基准试验条件下的试验之后。

结语

控制阀产品的安全要求应该是最低可接受的条件，其自身安全与否，不仅关系到设备和人员安全，也关系到自动化控制系统以至生产装置的安全。了解、运用、赋予和履行控制阀产品的强制性安全要求，通过设计、生产和管理提升控制阀的安全性在内的产品质量特性，保障控制阀产品的全生命周期安全。