球型調節閥越來越多地應用於石油化工（gōng）裝置中，如聚乙烯生（shēng）產（chǎn）實驗裝置（zhì）中，其應（yīng）用介質在有（yǒu）機溶劑（jì）、氣、水的基礎上增加了（le）高聚合粉料（含有機溶劑）等高黏結性、高硬度的塑（sù）化料固體顆粒。由於（yú）固體顆粒介質的特殊性和有機溶（róng）劑（如己（jǐ）烷）的易揮發性（xìng）等原因，應用（yòng）於此類介質的球閥使用一段時間後，易出現內漏、卡（kǎ）澀（sè），開關不到位等故障（zhàng）。此時，執行器的持續輸出力可能對球閥整體主要操作（zuò）件造成破壞，閥門被迫下線維修，進而影響（xiǎng）生產裝置（zhì）的運行。
目前，不管是進口品牌硬密封球閥，還是國內生產的硬密封球閥，應用於固（gù）體顆粒介質工段時（shí），均容易出現內漏和卡澀（sè）現象。為了增加係（xì）統在線正常運行的時間，國內一些閥門生產（chǎn）廠家對金（jīn）屬硬密封球閥結構（gòu）進（jìn）行了優化，通過改進球閥的內部結構在含固體顆粒介質（zhì）工段的運（yùn）行效（xiào）果良好。
一（yī）、損壞原因分析
根據客戶（hù）使用情況調查，應用於固體顆粒工段的金屬硬密封球閥，故障（zhàng）頻（pín）率較高，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（wéi）半（bàn）年（nián）左右（yòu），甚至兩三個月就出現故障，這也成為製約整個裝置長期運行（háng）的瓶（píng）頸。
1.1內漏原因分析
球閥（fá）內漏與工藝介質的性質、運行條件（jiàn）、密封副塗（tú）層材料（liào）的選擇等因素相（xiàng）關。球閥內（nèi）漏主要（yào）原因：密封麵塗層衝刷；介（jiè）質對密封麵的剝落與腐蝕。一研究表明（míng），金屬（shǔ）硬密（mì）封球閥、密封副塗層之間（jiān）存在著粘結的現象，如（rú）果密封副（fù）塗層選取不合適，密封麵之間就會產生（shēng）嚴重的粘結，在開關過程中密封麵之（zhī）間就嚴重拉傷。球閥在開啟瞬間，由於上下（xià）遊相對壓差較大流通間隙較小（xiǎo），流（liú）速（sù）較快，此時固體顆粒介質會對球閥密封副塗層產（chǎn）生強烈的衝刷（shuā），隨著球閥開關（guān）頻率不斷增加（jiā），衝刷增加，最終導致（zhì）球閥嚴重內漏。
1.2卡澀及開關不到位原因（yīn）分析（xī）
固體顆粒用球閥出現卡澀及（jí）開關不到位的（de）直接原因（yīn）：密封（fēng）麵（miàn）拉傷；固體顆粒介質在閥腔內堆積；軸承、軸（zhóu）套等不做硬化處理或設（shè）計結構不合理。有些工段開啟壓差很大，溫（wēn）度（dù）較高（gāo），導致密封麵摩擦力較大，開關（guān）所（suǒ）需的克（kè）服摩擦力所做的功大部分轉化為熱能，升高（gāo）了密封（fēng）麵的溫度，更加增大了附著磨損和氧化磨損的趨勢。隨著開關次數的增加，密封麵很容易拉傷（shāng），造成開（kāi）關卡澀。采用雙重軸承設計和軸套硬化處理，既增加閥杆轉動的旋轉點，又通過增加（jiā）不同硬度的硬化材料提高了雙重軸承和（hé）軸套硬化的耐磨（mó）性和強度，保證了閥門長期高頻率的開關而不會導致閥杆與軸（zhóu）承、軸套拉傷。
二、處理辦法
粉料用金屬硬密封球閥，由於其應用介質的特殊性，密封麵的整體壽命均較短，無法很好地滿足現場實際使用需求，存在很大的安全隱患。因而應從閥門（mén）整體結構出發，對閥門進行優化設計，如密封麵材質（zhì）選擇、開（kāi）口碟簧設（shè）計、卸灰槽設計、閥（fá）座結構優化（huà）等，可（kě）有效提高應用於固體顆粒（lì）的硬密封球閥密封麵的使用壽（shòu）命，進而可提（tí）高整個球閥在線運（yùn）行時間。
2.1密封麵材質選擇
經過國內外許（xǔ）多球閥供（gòng）應商實驗研究表明，密封麵的塗層材（cái）料選擇並非越硬越（yuè）好，也沒有（yǒu）最佳（jiā）的適用於任何場合的特殊材料。根（gēn）據工藝介質條件及操作要求，采用合適的硬質合金材料，並采用合理的密封結構，才能有效預防密封副粘結。在密封麵材料選（xuǎn）擇上，通過大量的試驗，對幾十種密封副材料進行配比試驗，從中挑（tiāo）出了具有超強工況針（zhēn）對性（xìng），抗粘接性、抗氧化性、良好導熱性及導電性（xìng）的硬質合金塗層材料。該硬質合金塗層徹底解決了高壓、高溫、純淨氣體工況（kuàng）下，硬質合金粘結、氧化、熱量積累以及靜電（diàn）放電等難（nán）題，其應用於（yú）固體顆粒介（jiè）質時，無論在耐磨性能還是使用壽命上都得到了很大的提升。在密封結構上，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（dī）溫下（xià）開關扭矩穩定（dìng）及開關到（dào）位。
2.2開口碟簧設（shè）計（jì）
固體顆粒球閥越（yuè）來越多地選用碟簧。通常情況（kuàng）下，應用碟（dié）簧的球閥即（jí）使在無壓狀態下，開啟與關閉過程中產生的扭矩亦不（bú）相同，開啟（qǐ）過程中扭矩波動不大，但關閉過程出（chū）現扭（niǔ）矩先最大（dà）再突然變小然（rán）後再逐漸增大的現象。原因是球體在關閉的過程中，閥座的側斜造成起始（shǐ）位置與關閉位置的碟簧預緊力不同，相應的球座密封副（fù）之間產生的摩擦力（lì）不同。開口碟簧可（kě）解決閥門開啟與關閉扭矩不同的問題。球閥開啟或關閉過程中，開口碟簧使開口側碟簧力變小，此時雖（suī）然（rán）閥座側斜，一側的碟（dié）簧壓縮量會增大，但由（yóu）於開口的影響，使兩側的力基本相同，保證（zhèng）球閥關閉與開啟過（guò）程中球座密封副塗層產生的摩擦力矩基本恒定（dìng），降低了整台球（qiú）閥的開關扭矩，有效降（jiàng）低了閥門卡澀故障。
2.3卸（xiè）灰槽設計
進入到碟簧位置的物料相對螺旋彈簧較易排出，但物料同樣會進入碟簧部位，在碟簧與閥體或閥帽之間形成的三角區域內形成堆積。而且隨著壓力的變化，閥座組件會產生（shēng）少量的位移，碟簧變形產生（shēng）的空隙就會被固體或漿料介質填滿，使碟簧無法（fǎ）複位（wèi），失去其固有的彈性補償（cháng）功能而處於卡死（sǐ）狀態（tài），從而造（zào）成球體與閥座之間的（de）摩（mó）擦力隻增不減，越來越大（dà），最終導（dǎo）致球閥（fá）開始出現卡澀現象，直（zhí）至（zhì）執行器無法（fǎ）驅動球閥，最終導致球閥故障。球（qiú）閥卸灰槽已很好地解決了這一難題。物（wù）料進入碟簧後，通（tōng）過（guò）卸灰槽排出碟簧後麵（miàn）的（de）灰或漿料，碟簧不會（huì）被卡死，良好地（dì）保證了閥座（zuò）的靈活性，從而使該（gāi）處扭矩很好地控製在設（shè）計範圍內，保證了係統的正常運行。
除了上述所提及的優化設（shè）計，針對固體顆粒介質用（yòng）球閥，設計、生產此類閥門時還確保了以下方麵：
（1）閥座邊（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的表麵粗糙度與尺寸公（gōng）差合理，保證其間的石墨密封材料在規定的操作及（jí）設（shè）計溫度下不會（huì）被擠壓（yā），同時防止由於熱膨脹引起的閥座粘結。
（3）座槽內的閥座環支撐部件在球閥運轉（zhuǎn）過程中不會發生傾斜。
（4）閥座表麵具有（yǒu）足夠的硬度，無汙（wū）跡、裂縫或凹痕。
金屬硬（yìng）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（bú）到位（wèi）等（děng）故障。通過優化球閥的內（nèi）部結構（gòu），有效防止了閥腔內介質雜質進入閥體與閥座之間的腔內，設計（jì）生產出來的球閥（fá）具有壽命長，耐高溫（wēn）、耐磨（mó）損、耐衝刷等特點，已廣（guǎng）泛應用於高溫、高壓（yā）、腐蝕（shí）、結晶、沉澱性介質（zhì）工況，如石油化工裝置生產（chǎn）的的固體顆粒產品下料（liào）輸送等管線上，效果（guǒ）很好。
