球型調節閥越來越多（duō）地應用於石油化工裝置中，如聚乙烯（xī）生產實驗裝（zhuāng）置中，其應用介質在有機溶劑、氣、水的基礎上增加（jiā）了（le）高聚合粉料（含有機溶（róng）劑）等高黏結性、高硬度的塑化料固體顆（kē）粒。由於固體顆粒介質的特殊性（xìng）和有（yǒu）機溶劑（如己烷）的易揮發性等原因，應用於此類介（jiè）質的球閥使用一段時（shí）間後，易出現內漏、卡澀，開關（guān）不到位等故障。此時，執行器的持續輸出力（lì）可能對球閥整體主（zhǔ）要操作件造成破壞，閥門（mén）被迫（pò）下（xià）線維修，進而影響生產裝置（zhì）的運行。
目（mù）前，不管是進（jìn）口品牌硬密封球閥，還是國內生產的硬密封球閥，應用於固體顆粒介質（zhì）工段時，均容易出現（xiàn）內漏和卡澀現象。為了增加係統在線正常運行的時間，國內一些閥門生產廠家對金屬（shǔ）硬密封球閥結構進行了優化，通過改進球閥的內部結構在含固體顆粒介質工段的運行效果良好。
一、損壞原因分析
根據客戶使用情況調查（chá），應用於固體顆（kē）粒工段的金（jīn）屬硬密封（fēng）球閥，故障頻（pín）率（lǜ）較高（gāo），容易出現內漏、卡澀等故障，通常金屬硬密封在線運行時間最多為半年左右，甚至兩三個月就出現故（gù）障，這也成（chéng）為製約整個裝置長期運行（háng）的瓶頸（jǐng）。
1.1內漏（lòu）原因分析
球閥內漏與工藝介質的性（xìng）質、運（yùn）行（háng）條件、密封副塗層材料的選擇（zé）等因素相關。球閥內（nèi）漏主要原因：密封麵塗層衝刷；介質對（duì）密封麵的剝落與腐蝕。一研究（jiū）表明，金（jīn）屬硬密封（fēng）球閥、密封副塗層之間存在著粘（zhān）結的現象，如果密封（fēng）副（fù）塗層選取不合適，密封麵之間就會產生嚴重的粘結，在開（kāi）關過（guò）程中密（mì）封麵之（zhī）間就（jiù）嚴重拉傷。球閥在開（kāi）啟瞬間，由於上下遊相對壓差較大流通間隙（xì）較小，流速（sù）較快，此時固體顆粒介質會對球閥密封副塗層產生強烈的衝刷，隨著球閥開（kāi）關頻（pín）率不斷增加，衝（chōng）刷增加，最終導致球（qiú）閥（fá）嚴重（chóng）內漏。
1.2卡澀及開關不到位原因分析
固體顆粒用球閥出現卡澀及開關不到位的直接原因：密封（fēng）麵拉傷；固體顆粒介質在（zài）閥腔內堆積；軸承、軸套等不做硬化處理或設計（jì）結構不合（hé）理。有些工段開（kāi）啟壓差很大，溫度較高，導致密封（fēng）麵摩擦力較（jiào）大，開關所需的克服摩擦力所做的（de）功大部分（fèn）轉化為熱能，升高了密封麵的溫度，更加增大了附著磨（mó）損和氧化磨損（sǔn）的趨勢。隨著開關次數的增加，密封麵很容易拉傷，造成開關卡澀。采用雙重軸（zhóu）承（chéng）設計和軸套硬化（huà）處理，既（jì）增加閥（fá）杆轉動的旋轉點，又通過增加不同硬度的硬化材料提高了雙重軸（zhóu）承和軸套硬化的耐磨性和（hé）強度，保證了閥門長（zhǎng）期高頻率的開（kāi）關而不會導致閥杆與軸承、軸套拉（lā）傷。
二、處理辦法
粉料用（yòng）金屬硬密（mì）封球閥，由於其應用（yòng）介（jiè）質的特殊性，密封麵的整體壽命（mìng）均較短，無法很好地滿足現（xiàn）場實際使用需求，存在很大的安全隱患。因而（ér）應從閥門整體（tǐ）結構出發，對（duì）閥門進行優化設計，如密封麵材質選擇、開口碟（dié）簧設計、卸灰槽設計、閥座（zuò）結（jié）構優化等，可有效提高（gāo）應用（yòng）於固體顆粒的硬密封球閥密封麵的使用壽命，進（jìn）而（ér）可提高（gāo）整個球閥在線運（yùn）行時間。
2.1密封麵材質選擇
經過國內外許多球閥供應商（shāng）實驗研究表明，密封麵的塗層材料選擇並非越硬越（yuè）好，也沒有最佳的（de）適用於任何場合的特殊材料。根據工藝介質條件及操作要求，采（cǎi）用合適的硬質合金材料，並采（cǎi）用合理的密封結構，才能有效預防密封副粘結。在密封麵材料（liào）選擇上，通過大量的試驗，對幾十種密封副材料（liào）進（jìn）行配比試驗，從中挑（tiāo）出了具有超強工況針對性，抗粘接（jiē）性（xìng）、抗氧化性、良（liáng）好導熱性（xìng）及導（dǎo）電性的硬質合（hé）金塗層材料。該硬質合金塗層徹底解決了（le）高壓、高溫、純淨氣體工況下，硬質（zhì）合金粘結、氧化、熱量積累以及靜（jìng）電放電等（děng）難題，其應用於固（gù）體顆粒介質時，無論在耐磨性（xìng）能還是使（shǐ）用壽命上都得到（dào）了很大（dà）的（de）提升。在（zài）密封結構上，采用定量壓縮、雙軸承、開口碟簧補償等結構設計，保證高溫、常溫和低溫下開關扭矩穩定及（jí）開關到位。
2.2開口碟簧設計（jì）
固體顆粒球閥越來越多地選用碟簧。通常情況下，應用碟簧的球閥即使在無壓狀態下，開啟與關閉過程中產生的扭矩亦不相同，開啟過程中扭矩波動不大，但關閉過程出現扭矩先最大再突然變小然後再逐漸增大的現象。原因是球體在關閉的過（guò）程中，閥座的側斜造（zào）成起始位置與關閉位置的碟簧（huáng）預緊（jǐn）力不（bú）同，相應的球座密封副之間產生（shēng）的摩擦力不同。開口碟簧可解決閥門開啟（qǐ）與關閉扭矩（jǔ）不同的問題。球閥開啟或關閉過程中，開口碟簧使開口側碟（dié）簧力變小（xiǎo），此時雖然（rán）閥座側斜，一側的碟簧壓縮量會增大，但由於開口的影響，使兩側的力基本（běn）相同，保證球閥關閉與開啟過程中（zhōng）球（qiú）座密封副塗層產生的摩擦力（lì）矩基本恒定，降低了整台球閥的開關扭矩，有效降低（dī）了閥門卡（kǎ）澀故障。
2.3卸灰槽設計
進入到碟簧位置的物料相（xiàng）對（duì）螺旋彈簧較易排出（chū），但物料同樣會進入碟簧部位（wèi），在碟（dié）簧與閥體（tǐ）或閥帽之間（jiān）形成的三角區域內（nèi）形成堆（duī）積。而且隨著壓力的（de）變化，閥座組件會產生少量的位移，碟簧變形產生的空隙就會被固體（tǐ）或漿料介質填滿，使碟簧（huáng）無法複位，失（shī）去其固有的彈性補償功能（néng）而處於卡（kǎ）死狀態，從而造（zào）成球體與閥座之間的摩（mó）擦力隻增不（bú）減，越來越大，最終導致球閥（fá）開始出現卡澀現象，直至執行器（qì）無法驅動球閥，最終（zhōng）導致球閥故障。球閥卸灰槽已很好地解決了這一難題。物料進（jìn）入碟簧後，通過卸灰槽排出碟簧後麵的灰或（huò）漿料（liào），碟簧不會被卡死（sǐ），良好地保證了閥（fá）座的靈活性，從而使該處扭矩很好地控製在設計範圍（wéi）內，保證了係統的正常運行。
除了上述所提及的優化設計，針對固體顆粒介質用球閥，設計、生產此類閥門時還確保（bǎo）了以下方麵：
（1）閥（fá）座邊（biān）緣銳利，起刮刀作用，防止固體顆粒進入閥座與球體的縫隙。
（2）閥座環與閥體內的閥座槽（cáo）的表麵粗糙（cāo）度與尺寸公差合理（lǐ），保證其間的石墨密（mì）封材料在規（guī）定的操（cāo）作及設計溫度下不（bú）會被擠壓，同時防止由於熱膨脹引起的閥座粘結。
（3）座（zuò）槽（cáo）內的閥座環支撐部件在球閥運轉過程中不會發生（shēng）傾斜。
（4）閥座表麵具有足夠的硬（yìng）度，無汙（wū）跡、裂縫或凹痕。
金屬硬密封球閥應用於懸浮液、渣漿、聚乙烯粉等固體顆粒介質時，易出現內漏、卡澀、開關不到位等故（gù）障。通過優化球閥的內部結構，有效防止了閥腔內介質雜質進入閥（fá）體與閥座之間的腔內，設計生（shēng）產出（chū）來的球閥具有壽命長，耐高溫、耐磨損、耐衝刷等特點，已廣（guǎng）泛應（yīng）用於高溫、高壓、腐蝕、結晶、沉澱性介質工況，如石油化工裝置生產的（de）的固體（tǐ）顆粒產品下料輸送等管線上，效果很好。
