球型調節閥越來越多地應用於石油化工裝置中，如聚乙烯生產實驗裝置中，其應用介質在有機溶劑、氣、水的基礎上增加了高聚合粉料（含有機溶劑）等高黏結性、高（gāo）硬（yìng）度的塑化料固體（tǐ）顆粒。由於固體顆粒介質的特殊性和有機溶劑（如己烷）的易揮（huī）發性等原因，應（yīng）用於此類介質的球（qiú）閥使用（yòng）一段時間後，易出現內漏、卡澀，開關不到位等故障。此（cǐ）時，執行器的持續輸出力（lì）可能對球閥（fá）整體主要操作件造（zào）成破（pò）壞，閥門被迫下（xià）線維修，進而影響生產裝置的運行。

目前，不管是（shì）進口品牌硬密封（fēng）球閥，還（hái）是國內生產的硬密封（fēng）球閥，應用於固體顆粒介質工段時，均容易出現內漏和（hé）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硬密封球閥結構進行了優化，通過改進球閥的（de）內部結構在含固體顆粒介質工段的運行效果（guǒ）良好。
一、損壞原因分析（xī）
根據客（kè）戶使用情況調查，應用（yòng）於（yú）固體顆粒（lì）工段（duàn）的金屬硬密封球（qiú）閥（fá），故障頻率較高，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）原因分析（xī）
球閥（fá）內漏與工藝介質的性質、運行條件、密封副塗層材料的選擇等因素（sù）相關。球閥內漏主（zhǔ）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（yìng）密封球閥、密封副塗層之間（jiān）存在著粘結的現象，如果密封副塗層選取不合適，密封麵之間就會（huì）產生嚴重的粘結，在開關過程中密封麵之（zhī）間就嚴重（chóng）拉傷。球閥在開啟瞬間，由於上下遊相對壓差（chà）較大流通間隙較小，流速較快，此時固體顆粒介質會（huì）對球閥密封副塗層產生強烈的衝刷，隨著球閥開關頻率不斷增加，衝刷增加，最終導致球閥嚴重內漏。
1.2卡澀及開關不（bú）到位原因分析
固體顆粒用球閥出現卡澀及（jí）開關不到位的直接原因：密封（fēng）麵拉傷；固體顆粒介質在閥腔內堆積；軸承、軸套等不做硬化處（chù）理或設計結構不合（hé）理。有些工段（duàn）開啟壓差很大，溫度較高，導致密封麵摩（mó）擦力較大（dà），開關（guān）所（suǒ）需的（de）克服摩擦力所做的功大部分轉化為熱（rè）能，升高了密封麵的溫度，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，造成開關（guān）卡澀。采用雙重軸承設計和（hé）軸套（tào）硬化處理，既增加閥杆轉動的旋轉點（diǎn），又通（tōng）過增（zēng）加不同（tóng）硬度的硬化材料提高了雙重軸承（chéng）和軸套硬化的耐磨性和強度，保證了閥門長期高頻率的開關而不會導致閥杆與軸承、軸套拉（lā）傷（shāng）。
二（èr）、處理辦法
粉料用金屬硬密封球閥，由於其應用介質的（de）特殊性，密封麵（miàn）的整體壽命均較短，無（wú）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（yīng）從閥門整體結構出發，對閥門（mén）進行優化設計，如密封麵材質選（xuǎn）擇、開口碟簧設計、卸灰槽設計、閥座結構優化等（děng），可有效提高應用於固體顆粒（lì）的（de）硬密封（fēng）球閥密封麵的（de）使用壽命，進（jìn）而可提高整個球閥在（zài）線運行時間。
2.1密封麵材質選擇
經過國內外許（xǔ）多球閥（fá）供應（yīng）商實（shí）驗研究（jiū）表明，密封麵的塗層材料選擇（zé）並非越硬越好（hǎo），也沒有最佳的適用於任何場合的特（tè）殊材料（liào）。根據工藝介（jiè）質（zhì）條件（jiàn）及操作要求（qiú），采用合適的硬質合金材料（liào），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，通過大量的試驗，對幾十種密封副材料進行配比試驗，從（cóng）中挑出了具有超強工況針對性，抗粘接性、抗氧化性、良（liáng）好導熱性及導電性的硬質（zhì）合（hé）金塗層（céng）材料。該硬質合金塗層徹底解決了高壓（yā）、高溫、純淨氣（qì）體工況下（xià），硬質合金粘結、氧化、熱量積累以及靜電放電等難題，其應用於固體（tǐ）顆粒介質時，無論在耐磨性能還是使用壽命上都（dōu）得到了很大的提升。在密封結構上，采用（yòng）定量壓（yā）縮、雙軸承、開口碟簧補償等結構設計，保證高溫、常溫和（hé）低溫下開關扭矩穩定及開關到位。
2.2開口碟簧設（shè）計
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（yā）狀態下，開啟與關閉過程中產生的扭（niǔ）矩亦不相（xiàng）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（tū）然變小然後（hòu）再逐漸增大的現象。原因是球體在關閉的過程（chéng）中，閥（fá）座的側斜造成（chéng）起始位置與關閉（bì）位（wèi）置的碟簧（huáng）預緊力不同，相應的球（qiú）座密（mì）封副之間（jiān）產生的摩擦力不同。開口碟簧可解決閥（fá）門開啟與關閉扭矩不同的（de）問題（tí）。球閥開啟或（huò）關（guān）閉過程中，開口碟簧使開口側碟簧力變（biàn）小，此時（shí）雖然閥座側斜，一側的碟簧壓縮量會增（zēng）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（yǔ）開（kāi）啟過程（chéng）中球座密封副（fù）塗（tú）層產生的（de）摩擦（cā）力矩基本恒定，降低了整台球閥的開關扭矩，有效降低了閥門卡澀故障（zhàng）。
2.3卸灰槽設計
進入到碟簧位置（zhì）的物料相（xiàng）對螺旋彈簧較易排出，但物料同樣會進入（rù）碟簧部位，在碟（dié）簧與閥（fá）體或閥帽之間形成的（de）三角區域內形成堆積。而且隨著壓（yā）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（kōng）隙就會被固體或漿料介質填滿（mǎn），使碟簧（huáng）無法複位（wèi），失去其固有的彈性補償（cháng）功能（néng）而處（chù）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，最終導致球閥開始出現卡澀現象，直至執行（háng）器無法驅動球閥，最終導致球閥故障。球閥卸灰槽已很好地解決了（le）這一難（nán）題。物料進入碟簧（huáng）後，通過卸灰槽排出（chū）碟簧後麵的灰或漿料，碟簧（huáng）不會被卡死，良好地（dì）保證了（le）閥座的靈活性，從而使該處扭矩很好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（suǒ）提及（jí）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（fá）座邊緣銳利，起刮刀作用，防止固體顆粒（lì）進入閥座與球體（tǐ）的縫隙（xì）。
（2）閥座環與閥體內的閥（fá）座槽的表麵粗糙度與（yǔ）尺寸公差（chà）合理，保（bǎo）證其間的石墨密封（fēng）材料在規定的（de）操作及設計（jì）溫度下不會被擠壓，同時防止由於熱膨脹引起的閥（fá）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）閥座表麵具有足夠的硬度，無汙跡、裂（liè）縫或（huò）凹痕。
金屬硬密封球閥應用於懸浮液、渣漿、聚乙烯粉等（děng）固體顆粒介質時，易出現（xiàn）內漏、卡澀、開關不到位等故障。通過優化球閥的內部（bù）結構，有效防止了（le）閥腔內介質雜質進入閥體與（yǔ）閥（fá）座之間的腔內，設計生產出來的球閥具有壽命長，耐高溫、耐磨（mó）損、耐衝刷等特點，已廣泛（fàn）應用於高溫、高壓（yā）、腐蝕、結晶（jīng）、沉澱性介質工況，如石油化工裝置生產的的固體顆（kē）粒產品下料輸送等管線上（shàng），效果很（hěn）好。