球型（xíng）調節閥越來越多地應用於石油化工裝置中，如聚（jù）乙烯生產實驗裝置中，其應用介質在有機溶劑、氣、水的基（jī）礎上增加了高聚合（hé）粉料（含有機溶劑）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（tè）殊性和有機溶（róng）劑（如己烷）的易揮發性等原因，應用於此類介質的球閥使（shǐ）用一段時間後，易出現內漏、卡澀，開關不到位等故障。此時，執行器的持續輸出力可能（néng）對球閥整體（tǐ）主要操作件造成破壞，閥（fá）門被迫下線維修，進而影響生產（chǎn）裝置的運行。
目（mù）前，不管是進口品（pǐn）牌硬密封球閥，還是國（guó）內生產（chǎn）的硬密封球閥，應用於固體顆粒介質工段時，均容易出現內漏和卡澀現象。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（le）優化，通過改進（jìn）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，應（yīng）用於固體顆粒工段的金屬硬密封球閥，故障頻率較高，容易（yì）出（chū）現（xiàn）內（nèi）漏、卡（kǎ）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障，這也成為製約整個裝置長期運行的瓶（píng）頸。
1.1內漏原因分析
球閥內漏與工藝介質的性質、運行條件、密（mì）封副塗層材料的選擇等因素相關。球閥內漏主要原因：密封麵塗層衝刷；介質對密封麵的剝落與腐蝕。一研究表明，金屬硬密封球閥、密封副塗層之間（jiān）存（cún）在著粘結的現象，如果密封副塗層選取不合適，密（mì）封麵之間就會產生嚴重的（de）粘結，在開關過程中密封麵之間就嚴重拉傷。球閥在開啟瞬（shùn）間（jiān），由於（yú）上下遊相（xiàng）對（duì）壓差（chà）較大流通間隙較小，流速較快，此時固體顆粒介質會對球閥密（mì）封副塗層產生強烈的衝（chōng）刷，隨著球閥開關頻率不斷增加，衝刷增加，最終導致球（qiú）閥嚴重內漏。
1.2卡澀及開關不到位原因分析
固體顆粒（lì）用球閥出現（xiàn）卡（kǎ）澀及開關不到位的直接原因：密封麵拉傷；固體顆粒介質在閥腔內（nèi）堆積；軸承、軸套等不做硬化處理或設（shè）計結構不（bú）合理。有些工段開啟壓差很大，溫度較高，導致密封麵摩擦力（lì）較（jiào）大，開（kāi）關所需的克服摩擦力所做的功大部分轉化為熱能，升高了密封麵的溫度，更加（jiā）增大了附著磨損和氧化磨損的趨勢。隨（suí）著開關次數的增加，密封麵很容易拉傷，造（zào）成開關卡澀。采用雙重軸承設計和軸套硬化處理，既增（zēng）加閥杆轉動的旋轉點，又（yòu）通過增加不（bú）同硬度的硬化材料提高了雙重軸承和軸套硬化的耐磨性和強度，保證了閥門（mén）長期高頻率的開關（guān）而不會（huì）導致閥杆與軸承、軸（zhóu）套拉傷。
二、處理（lǐ）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（dì）滿足現場實際使（shǐ）用需（xū）求，存在（zài）很大的安（ān）全隱患。因而應從閥門整體結構出發，對閥門進行優化設（shè）計，如密封麵材質選擇、開（kāi）口碟簧設計（jì）、卸灰槽設計、閥座結構優（yōu）化等，可有效提高應用於固體顆粒的硬密封球閥密封麵的使用壽命，進而可（kě）提高整個（gè）球閥在線運（yùn）行（háng）時間。
2.1密封（fēng）麵材質選擇
經過國內（nèi）外許多球閥供應商實（shí）驗研究表明，密封麵的塗層材料選擇並非越硬越好，也沒有（yǒu）最佳的適（shì）用於任何場合的（de）特殊材料。根（gēn）據工藝（yì）介質條件及操作要（yào）求，采（cǎi）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。在密封麵材料選擇上，通過大量的（de）試驗，對（duì）幾十種密封副材料進行配比試驗（yàn），從中挑出（chū）了具有超強工況（kuàng）針對性，抗粘接（jiē）性、抗氧化性、良好導熱性及導電性的（de）硬質合金塗層材料。該硬質合金塗層徹底解決了高壓、高溫、純淨氣體工況下，硬質合金粘結、氧化、熱量積累以及靜電放電等難題，其應用於固（gù）體顆粒介質時，無論在耐磨性能還是使用壽命（mìng）上都得到了很大的提升。在密封結構上，采用定（dìng）量壓縮、雙軸承、開口碟簧補償等結構（gòu）設計，保證高溫、常溫和低溫下開關扭矩穩定及開關到位。
2.2開口碟簧設計
固體（tǐ）顆粒球閥（fá）越來越多地選（xuǎn）用碟簧。通常情況下，應用碟簧的（de）球閥即使在無壓狀態下，開啟（qǐ）與關閉過程中（zhōng）產生的扭矩亦不相（xiàng）同，開啟過（guò）程中扭（niǔ）矩波動（dòng）不大，但（dàn）關閉過程出現扭（niǔ）矩先最大再突然變小然（rán）後（hòu）再逐漸增大的現象。原因是球體在關閉的過程中，閥座的側（cè）斜造成起始位置與關閉位置的碟簧預緊力不同，相（xiàng）應的球座密封副之間產（chǎn）生的摩擦力不同。開口碟簧可解決（jué）閥門開啟（qǐ）與關閉扭矩不同的（de）問題。球閥開啟（qǐ）或（huò）關閉過程中，開口碟簧（huáng）使開口側碟簧（huáng）力變小，此時雖然閥座側（cè）斜，一側的碟簧壓縮量會增大，但由於開口的影響，使兩側的力基本相同，保證球閥關閉與開（kāi）啟（qǐ）過程中球（qiú）座（zuò）密封副塗層（céng）產生的摩擦力矩基本恒定，降低了整台球閥（fá）的開關（guān）扭矩，有效降低了閥門卡澀故障。
2.3卸灰槽（cáo）設計
進入到碟簧位（wèi）置的物料（liào）相對螺旋彈簧較易排出，但物料（liào）同樣會進入碟簧（huáng）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（zuò）組件會產生少量的位移（yí），碟簧變形產生的空隙就（jiù）會被固體（tǐ）或漿料介質填（tián）滿（mǎn），使碟簧無法複位，失去其固有的（de）彈性補償功能而處於卡死狀態，從而造成球體與閥座之間的摩擦力隻增不減，越來越大，最終導致球閥開（kāi）始出現卡澀現象，直至執行器無法驅動球（qiú）閥，最終導致球閥故障。球閥卸灰槽已很好地解決了這一難題。物料進入碟簧後，通過卸灰槽排出碟簧後麵的灰或漿料，碟簧不會（huì）被卡死，良好地保證了閥座的靈活性（xìng），從而使該處扭矩很好（hǎo）地控製在設計範圍內，保證了係統的正常運（yùn）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了以下方麵：
（1）閥座邊緣銳利，起刮（guā）刀作用，防止固（gù）體顆粒進入閥座與球體的（de）縫隙。
（2）閥座環與閥體內的（de）閥座槽的表麵粗糙度與尺寸公差合理，保（bǎo）證其間的石墨密封材（cái）料在規定的（de）操作及設計溫度下不會被擠壓（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過（guò）程中不會發生傾斜。
（4）閥座表（biǎo）麵具有足（zú）夠的硬度，無汙跡、裂（liè）縫或凹痕。
金（jīn）屬硬密封球閥應用於懸浮液、渣漿、聚乙烯粉（fěn）等固體顆粒介質時，易出現內漏、卡澀、開關不到位等故障。通過優化球閥的內部結構（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，設計生產出來（lái）的球閥具有壽命長，耐高溫、耐（nài）磨損、耐衝刷等特點（diǎn），已廣泛應（yīng）用於高溫、高壓、腐蝕、結晶、沉澱性介質工況，如石（shí）油（yóu）化工裝置生產的的固體顆（kē）粒產品下料輸送等管線上，效果很好。
