球型調節閥越來越多地應用於石油化（huà）工裝置（zhì）中，如聚乙烯生產實驗裝（zhuāng）置中，其（qí）應用介質在（zài）有（yǒu）機溶劑、氣、水（shuǐ）的基礎上增加了高聚合粉料（含有機溶劑）等（děng）高黏結（jié）性、高硬度（dù）的塑化料固體顆粒。由於固（gù）體（tǐ）顆（kē）粒介質的特殊（shū）性和有機溶劑（如己烷（wán））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（yì）出現內漏、卡（kǎ）澀，開關不到位等故障。此時，執行器的持續輸出力（lì）可（kě）能對球閥（fá）整體主要操作（zuò）件造成破（pò）壞，閥門被迫下線維修，進而影響生產裝置的運行。
目前，不管是進口品牌硬密封（fēng）球閥，還是國內生產的硬密封球閥，應用（yòng）於固體顆粒介質工段（duàn）時，均（jun1）容（róng）易出現內漏和卡澀現象。為了增加係統在線（xiàn）正常運行的時間，國內一些閥門生產廠家對金屬硬密封球閥結構進（jìn）行了優化，通過改進球閥的內部結構在含固體顆粒介質工段的運行效果良好。
一、損壞原因分析（xī）
根據客（kè）戶使用情（qíng）況調查，應（yīng）用於固體顆粒（lì）工（gōng）段的金屬硬密封球閥，故障頻率較高，容易出現內漏、卡澀（sè）等故障，通（tōng）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頸。
1.1內漏（lòu）原因分（fèn）析
球閥內漏與工藝介（jiè）質的性質、運行條件、密封副塗層材料的選（xuǎn）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（yán）究表明，金屬硬密封球閥、密封副塗層之間存在著粘結的現（xiàn）象，如果密封副塗（tú）層（céng）選取不合適，密封麵之間（jiān）就（jiù）會產（chǎn）生嚴重的粘結，在（zài）開關（guān）過程中密封麵之間就嚴重拉傷。球閥在開啟瞬間，由於上下遊相（xiàng）對壓差（chà）較大流通間隙較（jiào）小，流速較快，此時固體（tǐ）顆粒介質會（huì）對球閥密封副（fù）塗層（céng）產（chǎn）生強烈的衝刷，隨著球閥開關頻（pín）率不斷增加，衝刷（shuā）增加，最終導致球閥嚴重內漏。
1.2卡澀及開關不到位原因分析（xī）
固體顆粒用球閥出現卡澀及開關不到位的直（zhí）接原因：密封麵拉傷；固體顆粒介質在閥腔內堆積；軸（zhóu）承、軸套等不做硬化處（chù）理或設計（jì）結構（gòu）不合理。有些工段開啟壓差很大，溫度（dù）較高，導致密封麵摩擦力較大，開關所需的克服（fú）摩擦力所做的功大部分轉化為熱能，升高了密封麵的溫（wēn）度，更加增大了附著磨損和（hé）氧化磨損的趨勢（shì）。隨著（zhe）開（kāi）關次（cì）數的增加，密（mì）封麵很容易拉傷，造（zào）成開關卡澀。采用（yòng）雙重軸承設計和軸套硬（yìng）化處理，既增（zēng）加閥杆（gǎn）轉動的旋轉點，又通過增加（jiā）不同硬度的硬（yìng）化材（cái）料提高了雙重軸承和軸（zhóu）套硬化的耐磨性和強度，保證了閥門長期（qī）高頻率的開關而不會導致閥杆與軸承、軸套拉傷。
二、處理辦法
粉料用金屬硬密封球閥，由於其應（yīng）用介質的特殊性，密（mì）封麵的（de）整體壽命均（jun1）較短，無法很好地滿足現場（chǎng）實際使用需求，存在很大的安全隱患。因而應從閥（fá）門整體結構出發，對閥門進行優化設（shè）計（jì），如密封麵材質選擇（zé）、開口碟簧設計、卸灰槽設計、閥座結（jié）構（gòu）優（yōu）化等，可有效（xiào）提高應（yīng）用於固體顆粒的硬密封球閥密封麵的使（shǐ）用壽命，進（jìn）而可提（tí）高整個（gè）球閥在線運（yùn）行時（shí）間。
2.1密封麵材質選擇
經過國內外許（xǔ）多球閥供應商實驗研究表明，密封麵的塗層材料選擇（zé）並非越硬越好，也沒有最佳的適用於（yú）任何場合的特殊材料。根據工藝介質條件及（jí）操作要求，采用合適的（de）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。在密封麵材料選擇上，通過大量的試驗，對幾十種（zhǒng）密封副材料（liào）進行配比試驗，從中挑出了具有超強工況針對性，抗粘接性、抗氧化性、良好導熱性及導電性的硬質合（hé）金塗層材料。該硬質合金塗層徹底解決了高壓（yā）、高溫、純淨氣體（tǐ）工況下，硬（yìng）質合金粘結（jié）、氧（yǎng）化、熱量積累以及靜電放電等難題，其應用（yòng）於固體顆粒介質時（shí），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（jié）構上，采用定量壓縮、雙軸承、開口碟簧補償等結構設（shè）計，保證高溫、常溫和（hé）低溫下開關扭矩穩定（dìng）及（jí）開關到位。
2.2開口碟簧設計
固體（tǐ）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（chéng）中扭矩波動不（bú）大，但關閉過程出現（xiàn）扭（niǔ）矩先最大再突然變小然後再逐漸增（zēng）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位置與關閉位置的碟簧預緊力不同，相應的球座密封副之間產生的（de）摩擦（cā）力不同。開口碟簧可（kě）解決閥門開（kāi）啟與關閉扭矩不同的問（wèn）題。球閥（fá）開啟或關閉過程中，開口碟簧使開口側（cè）碟簧力變小，此時雖然閥座側斜，一側的碟簧壓縮量會增大，但由於開口的影（yǐng）響，使兩（liǎng）側的力基（jī）本相同，保證球閥關閉與開啟過程中球座密封（fēng）副塗層產生的摩擦力矩基本（běn）恒定，降（jiàng）低了整（zhěng）台球閥的開關（guān）扭矩，有效降低了閥門卡澀（sè）故障。
2.3卸灰槽設計（jì）
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（huì）進入碟簧部位，在碟簧與閥體或（huò）閥帽之（zhī）間（jiān）形成的三（sān）角區域內形成堆積。而且（qiě）隨著壓力的變化（huà），閥座組件會產生少量的位移（yí），碟簧變（biàn）形產生的（de）空隙就會（huì）被固體或漿料介質填（tián）滿，使碟簧無法複位，失去其固有的（de）彈性（xìng）補償功能而處於卡死狀（zhuàng）態，從而造成球體與閥座之間的摩擦力隻增不減，越來越大，最終導致球閥開始出現（xiàn）卡（kǎ）澀現象，直至執行器無法驅動球閥，最（zuì）終導致球閥故障。球閥卸灰槽已（yǐ）很好地解（jiě）決了這一難題。物料進入碟簧後，通過卸灰（huī）槽排（pái）出碟簧後麵的（de）灰或漿料（liào），碟簧不會被卡死（sǐ），良好地保證了閥座的靈活性，從而使該處扭矩很好地（dì）控製在設計（jì）範圍內，保證了係統的正常運行。
除了（le）上（shàng）述所提及的優（yōu）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（xià）方麵：
（1）閥座（zuò）邊緣銳利，起刮刀作用，防（fáng）止固體顆粒進（jìn）入閥座與球體的（de）縫隙。
（2）閥（fá）座環與閥體內（nèi）的（de）閥（fá）座槽（cáo）的（de）表麵粗糙度與尺寸公差合理，保證其間的石墨密封材料（liào）在（zài）規定的操作及（jí）設計溫度下不會被擠壓，同時防止由於熱膨脹（zhàng）引（yǐn）起的閥座粘結。
（3）座槽內的閥座環支撐部件在球閥運轉過程中不會發生傾斜。
（4）閥座表（biǎo）麵具有足夠的硬（yìng）度（dù），無汙跡、裂縫或凹（āo）痕。
金屬硬密封（fēng）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（kāi）關不到位等故障。通過優化球閥的內部結構，有效防止了閥腔內（nèi）介質雜質進入閥體與閥座之間的腔內，設計生產出來的球閥具有壽命長，耐高（gāo）溫、耐磨損、耐衝刷等特點，已廣泛（fàn）應（yīng）用於高溫（wēn）、高壓、腐蝕、結晶、沉澱性介質工況，如石油化工裝置生產的的固體顆粒產品下料輸送等（děng）管線上，效果很好。
