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金屬硬密封球閥卡澀解決措施摘要：

分析了金屬硬密封球閥在線運行時出現的卡澀問題，并提出了解決措施。如果產品在線運行時能避免這些問題的發生或對這些問題能夠及時的解決，就能保證系統的穩定運行，提高產量并降低成本。硬密封球閥的球體與閥座采用金屬對金屬的密封方式，為了確保硬密封球閥在各種溫度和壓力下的可靠密封，針對用戶的不同使用工況和要求，可以采用多種球體和閥座的硬化技術，包括超音速噴涂、鎳基噴焊、表面特殊硬化、硬質合金噴焊等，球體和閥座表面硬度一般可達到HRC60以上，高可達HRC74以上。密封面材料耐溫可達540℃。金屬硬密封法蘭球閥材料的結合強度可以達到10000PSI以上，密封面材料還具有很好的耐磨擦、耐沖擊等性能。硬密封固定球閥能夠適用于絕大多數的苛刻工況條件。

金屬硬密封球閥卡澀解決措施

防止閥門在高溫下的漲死

    高溫工況下由于熱膨脹而容易引起球體與閥座的漲死，從而導致閥門無法開啟。屬硬密封球閥采用了碟簧或彈簧加載的密封結構，在高溫下零部件的熱膨脹可以被碟簧或彈簧所吸收，故能夠保證閥門在高溫下不會被漲死，并能夠在高溫下靈活啟閉。

優異的密封性能

    采用球體研磨工藝，通過球體與研磨器具在空間不同方位的旋轉，使球體表面達到圓度和光潔度，閥門的密封性能達到標準要求。

的防火結構設計

    閥門的密封面采用金屬對金屬密封結構，填料采用柔性石墨，墊片采用不銹鋼＋柔性石墨結構。因此，閥門即使在火災情況下也能確保可靠的密封。

自然的防靜電結構設計

    金屬硬密封球閥的閥體、閥座、球體等金屬零件緊密接觸，自然形成了靜電通道。因此，金屬硬密封球閥不需要設置防靜電裝置。

雙阻斷及泄放功能

硬密封固定球閥一般采用球前閥座密封結構。金屬硬密封固定球閥的兩個閥座能切斷進口端和出口端的介質，實現雙阻斷功能。當球閥關閉時，即使閥門進出口兩端同時受壓，閥門中腔和兩端通道也可以被相互阻斷，中腔內的剩余介質可以通過泄放閥排出。

金屬硬密封球閥卡澀解決措施引  言
在工業生產中，隨著自動化技術的不斷提高及科學技術的不斷發展，球閥作為流體通道的起閉原件，已廣泛應用于石油、化工、發電、造紙、原子能、航空、火箭等各行業，但由于前期設計考慮的不足及現場施工時安裝調試維護的不嚴謹，導致少數金屬硬密封球閥開關卡澀，影響了客戶系統裝置的正常運作，這也勢必會影響生產效率，增加運行成本。因此，本文對金屬硬密封球閥開關卡澀的原因加以分析，并結合實際的生產經驗，提出解決思路，以供參考。

1、金屬硬密封球閥卡澀解決措施開關過程介紹
球閥的工作原理是靠旋轉閥芯（球體）來實現閥門的開關動作，圖1閥門處于關閉位置，圖2閥門處于開啟位置。如圖所示球體繞閥體中心線作90°旋轉來達到開啟、關閉的狀態。
由于現場系統及設備的工作需要，球閥開關動作較為頻繁，球閥使用環境也較為苛刻、惡劣，為了保證球閥在線開關平穩順暢、運轉靈活，所以對其結構設計要求做到細致嚴謹，同時也要周期性地對球閥進行檢查、清洗及維護。
金屬硬密封球閥關閉件球體繞閥體中心線作旋轉來達到開啟、關閉的一種閥門，密封件嵌于不銹鋼閥座內，金屬閥座尾端設有彈簧，當密封面磨損或者燒毀時，在彈簧作用下推動閥座與球體形成金屬密封。其具有的自動泄壓功能，當閥門中腔介質壓力超過彈簧預緊力，出口端閥座后退脫離球體，達到自動泄壓效果，泄壓后閥座自動復位，適用于水、溶劑、酸和天然氣等工作介質，而且還適用于工作條件惡劣的介質，如氧氣、過氧化氫、甲烷等，在各行業得到廣泛的應用。
設計標準：
設計和制造標準按照: ASME B16.34,API6D等；
結構長度按照: ASME B16.10；
連接端尺寸按照：ASME B16.5,ASME B16.25；
檢驗和測試按照: API598；
防火設計按照：API607；

2、金屬硬密封球閥卡澀解決措施原因分析
球閥的工作原理很簡單，借助手柄或其他驅動裝置在閥桿上端施加一定的轉矩并傳遞給球體，使球體的通孔與閥體通道中心線重合或垂直，便完成了全開或全關的動作。從現場工況分析，金屬硬密封球閥多用于高溫、高壓、腐蝕性強、顆粒硬度高等介質工況，經過對球閥多年的不斷研究及維修經驗的不斷積累，對金屬硬密封球閥開關卡澀作了一些簡單分析與研究，歸納出以下幾點主要原因：
（1）摩擦扭矩增大  
由于現場工況的特殊性，一些固體顆粒介質容易進入閥座與閥體的配合間隙，對配合處易造成磨損、腐蝕，進而造成閥座與球體密封面的摩擦扭矩增大。
（2）金屬粘結現象  
這是由硬質涂層選擇上不匹配所造成的，由于粉煤介質在高溫高壓下，在管線中的流動速度很快，沖刷嚴重，所以造成密封面發生損壞（圖4）及粘結現象（圖4）。
（3）憋壓卡澀現象  
在鎖斗閥中，閥門在線工作時，會產生較高壓差，且閥門內部壓差會急劇升高，就會造成這一現象。
（4）零件磨損、腐蝕、損壞等現象  
通過對閥門解體維修是發現，閥門內部零件有嚴重損壞和磨損腐蝕的現象。
（5）驅動裝置及氣路附件出現故障  

二、金屬硬密封球閥卡澀解決措施主要零件及材質：

三、金屬硬密封球閥卡澀解決措施主要性能規范：

3、金屬硬密封球閥卡澀解決措施解決措施
如果球閥在線運行時能避免以上這些問題的發生或對這些問題能夠及時的解決，就能保證系統的穩定運行，提高產量并降低成本。

（1）為了防止介質物料進入閥桿內部，所以對閥門的內部結構進行優化設計，以達到現場的工況需求。首先采取閥桿擋灰圈的設計（圖示5），這是針對應用在固體、漿料和含有顆粒介質的系統，密封圈很好地阻擋了顆粒介質進入閥桿與軸套間；其次采取的雙軸承設計（圖6），一方面增加了轉動點，使閥桿很難發生粘接而影響閥門轉矩，另一方面雙軸承采用特殊的摩擦副配對，使雙軸承能夠更加靈活轉動，大大降低了該處的摩擦力矩，從而降低了整臺閥門的開關扭矩，良好地保證了閥桿啟閉的靈活性，保證閥門的開關穩定及順暢。
（2）為了避免金屬粘結現象，所以應該針對不同工況應采用的硬密封材料硬密封材料由硬質涂層材料和基體材料組成，基體材料必須具有良好的加工性能，同時應具備良好的高溫或低溫機械性能，足夠的抗腐蝕能力。硬質涂層必須具有耐磨、耐腐蝕、高結合力、較低的孔隙率和低摩擦性能，同時還得考慮不同的基體材料需要不同的涂層工藝，以保證不會影響基體材料的性能，發生粘結現象，影響閥門的開關。
（3）要解決閥門憋壓卡澀的問題，閥門應采取自動泄壓結構，當中腔壓力出現異常升高現象時，中腔介質能依靠本身的推力推動閥座而自動泄壓，從而確保閥門安全級運轉正常。
（4）保證加工精度，從一些零件的損壞現象，不難發現許多零件的拉傷都集中在一個部位，無論是軸套還是球體下凸臺，均不是整個面拉傷，僅僅是特定區域拉傷，這說明球體底軸與閥桿軸心發生了偏斜，這是由于軸孔與底軸偏心造成的; 首先就是要保證其加工精度的要求，使上下軸孔與球體中心軸線、閥桿中心軸線同心，說明零件的加工精度對閥門的穩定運行是起到關鍵性作用的，所以應編制優良的加工藝以及采取數控機床等高精度的加工設備進行加工生產，保證零件的加工精度。
（5）在對閥門的驅動裝置進行選型時，應結合實際工況的需求，合理的、正確的選擇驅動裝置 ，再有平時應該經常檢查氣路附件及管線，保證氣路管線連接密封可靠，驅動裝置開關平穩順暢。不得出現電磁閥的閥芯損壞，鐵芯卡死、線圈燒壞等現象，氣缸存在漏氣及其密封件損壞等問題。

金屬硬密封球閥卡澀解決措施結  語
通過多年設計研發工作經驗的積累及現場實際工況的應用證明，金屬硬密封球閥開關卡澀問題是可以避免和解決的，能夠保證系統的穩定運行。硬密封球閥是新的技術結合而設計的雙線密封結構，可自然泄壓閥座，能保證高、低壓和真空狀態下的可靠密封。當介質壓力運行在低壓區時，閥座密封圈與球體接觸面積較小，故有較大的密封比壓，確保閥座可靠密封，當介質壓力運行在較高位時，閥座密封圈與球體的接觸面積變大，故閥座密封圈能承受較大的介質推力而不會損壞。采用金屬密封耐高溫組合材料結構設計的球閥可用于更高的溫度。這種結構具有單向密封功能。