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金属硬密封球阀卡涩解决措施摘要：

分析了金属硬密封球阀在线运行时出现的卡涩问题，并提出了解决措施。如果产品在线运行时能避免这些问题的发生或对这些问题能够及时的解决，就能保证系统的稳定运行，提高产量并降低成本。硬密封球阀的球体与阀座采用金属对金属的密封方式，为了确保硬密封球阀在各种温度和压力下的可靠密封，针对用户的不同使用工况和要求，可以采用多种球体和阀座的硬化技术，包括超音速喷涂、镍基喷焊、表面特殊硬化、硬质合金喷焊等，球体和阀座表面硬度一般可达到HRC60以上，高可达HRC74以上。密封面材料耐温可达540℃。金属硬密封法兰球阀材料的结合强度可以达到10000PSI以上，密封面材料还具有很好的耐磨擦、耐冲击等性能。硬密封固定球阀能够适用于绝大多数的苛刻工况条件。

金属硬密封球阀卡涩解决措施

防止阀门在高温下的涨死

    高温工况下由于热膨胀而容易引起球体与阀座的涨死，从而导致阀门无法开启。属硬密封球阀采用了碟簧或弹簧加载的密封结构，在高温下零部件的热膨胀可以被碟簧或弹簧所吸收，故能够保证阀门在高温下不会被涨死，并能够在高温下灵活启闭。

优异的密封性能

    采用球体研磨工艺，通过球体与研磨器具在空间不同方位的旋转，使球体表面达到圆度和光洁度，阀门的密封性能达到标准要求。

的防火结构设计

    阀门的密封面采用金属对金属密封结构，填料采用柔性石墨，垫片采用不锈钢＋柔性石墨结构。因此，阀门即使在火灾情况下也能确保可靠的密封。

自然的防静电结构设计

    金属硬密封球阀的阀体、阀座、球体等金属零件紧密接触，自然形成了静电通道。因此，金属硬密封球阀不需要设置防静电装置。

双阻断及泄放功能

硬密封固定球阀一般采用球前阀座密封结构。金属硬密封固定球阀的两个阀座能切断进口端和出口端的介质，实现双阻断功能。当球阀关闭时，即使阀门进出口两端同时受压，阀门中腔和两端通道也可以被相互阻断，中腔内的剩余介质可以通过泄放阀排出。

金属硬密封球阀卡涩解决措施引  言
在工业生产中，随着自动化技术的不断提高及科学技术的不断发展，球阀作为流体通道的起闭原件，已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各行业，但由于前期设计考虑的不足及现场施工时安装调试维护的不严谨，导致少数金属硬密封球阀开关卡涩，影响了客户系统装置的正常运作，这也势必会影响生产效率，增加运行成本。因此，本文对金属硬密封球阀开关卡涩的原因加以分析，并结合实际的生产经验，提出解决思路，以供参考。

1、金属硬密封球阀卡涩解决措施开关过程介绍
球阀的工作原理是靠旋转阀芯（球体）来实现阀门的开关动作，图1阀门处于关闭位置，图2阀门处于开启位置。如图所示球体绕阀体中心线作90°旋转来达到开启、关闭的状态。
由于现场系统及设备的工作需要，球阀开关动作较为频繁，球阀使用环境也较为苛刻、恶劣，为了保证球阀在线开关平稳顺畅、运转灵活，所以对其结构设计要求做到细致严谨，同时也要周期性地对球阀进行检查、清洗及维护。
金属硬密封球阀关闭件球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门，密封件嵌于不锈钢阀座内，金属阀座尾端设有弹簧，当密封面磨损或者烧毁时，在弹簧作用下推动阀座与球体形成金属密封。其具有的自动泄压功能，当阀门中腔介质压力超过弹簧预紧力，出口端阀座后退脱离球体，达到自动泄压效果，泄压后阀座自动复位，适用于水、溶剂、酸和天然气等工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷等，在各行业得到广泛的应用。
设计标准：
设计和制造标准按照: ASME B16.34,API6D等；
结构长度按照: ASME B16.10；
连接端尺寸按照：ASME B16.5,ASME B16.25；
检验和测试按照: API598；
防火设计按照：API607；

2、金属硬密封球阀卡涩解决措施原因分析
球阀的工作原理很简单，借助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩并传递给球体，使球体的通孔与阀体通道中心线重合或垂直，便完成了全开或全关的动作。从现场工况分析，金属硬密封球阀多用于高温、高压、腐蚀性强、颗粒硬度高等介质工况，经过对球阀多年的不断研究及维修经验的不断积累，对金属硬密封球阀开关卡涩作了一些简单分析与研究，归纳出以下几点主要原因：
（1）摩擦扭矩增大  
由于现场工况的特殊性，一些固体颗粒介质容易进入阀座与阀体的配合间隙，对配合处易造成磨损、腐蚀，进而造成阀座与球体密封面的摩擦扭矩增大。
（2）金属粘结现象  
这是由硬质涂层选择上不匹配所造成的，由于粉煤介质在高温高压下，在管线中的流动速度很快，冲刷严重，所以造成密封面发生损坏（图4）及粘结现象（图4）。
（3）憋压卡涩现象  
在锁斗阀中，阀门在线工作时，会产生较高压差，且阀门内部压差会急剧升高，就会造成这一现象。
（4）零件磨损、腐蚀、损坏等现象  
通过对阀门解体维修是发现，阀门内部零件有严重损坏和磨损腐蚀的现象。
（5）驱动装置及气路附件出现故障  

二、金属硬密封球阀卡涩解决措施主要零件及材质：

三、金属硬密封球阀卡涩解决措施主要性能规范：

3、金属硬密封球阀卡涩解决措施解决措施
如果球阀在线运行时能避免以上这些问题的发生或对这些问题能够及时的解决，就能保证系统的稳定运行，提高产量并降低成本。

（1）为了防止介质物料进入阀杆内部，所以对阀门的内部结构进行优化设计，以达到现场的工况需求。首先采取阀杆挡灰圈的设计（图示5），这是针对应用在固体、浆料和含有颗粒介质的系统，密封圈很好地阻挡了颗粒介质进入阀杆与轴套间；其次采取的双轴承设计（图6），一方面增加了转动点，使阀杆很难发生粘接而影响阀门转矩，另一方面双轴承采用特殊的摩擦副配对，使双轴承能够更加灵活转动，大大降低了该处的摩擦力矩，从而降低了整台阀门的开关扭矩，良好地保证了阀杆启闭的灵活性，保证阀门的开关稳定及顺畅。
（2）为了避免金属粘结现象，所以应该针对不同工况应采用的硬密封材料硬密封材料由硬质涂层材料和基体材料组成，基体材料必须具有良好的加工性能，同时应具备良好的高温或低温机械性能，足够的抗腐蚀能力。硬质涂层必须具有耐磨、耐腐蚀、高结合力、较低的孔隙率和低摩擦性能，同时还得考虑不同的基体材料需要不同的涂层工艺，以保证不会影响基体材料的性能，发生粘结现象，影响阀门的开关。
（3）要解决阀门憋压卡涩的问题，阀门应采取自动泄压结构，当中腔压力出现异常升高现象时，中腔介质能依靠本身的推力推动阀座而自动泄压，从而确保阀门安全级运转正常。
（4）保证加工精度，从一些零件的损坏现象，不难发现许多零件的拉伤都集中在一个部位，无论是轴套还是球体下凸台，均不是整个面拉伤，仅仅是特定区域拉伤，这说明球体底轴与阀杆轴心发生了偏斜，这是由于轴孔与底轴偏心造成的; 首先就是要保证其加工精度的要求，使上下轴孔与球体中心轴线、阀杆中心轴线同心，说明零件的加工精度对阀门的稳定运行是起到关键性作用的，所以应编制优良的加工艺以及采取数控机床等高精度的加工设备进行加工生产，保证零件的加工精度。
（5）在对阀门的驱动装置进行选型时，应结合实际工况的需求，合理的、正确的选择驱动装置 ，再有平时应该经常检查气路附件及管线，保证气路管线连接密封可靠，驱动装置开关平稳顺畅。不得出现电磁阀的阀芯损坏，铁芯卡死、线圈烧坏等现象，气缸存在漏气及其密封件损坏等问题。

金属硬密封球阀卡涩解决措施结  语
通过多年设计研发工作经验的积累及现场实际工况的应用证明，金属硬密封球阀开关卡涩问题是可以避免和解决的，能够保证系统的稳定运行。硬密封球阀是新的技术结合而设计的双线密封结构，可自然泄压阀座，能保证高、低压和真空状态下的可靠密封。当介质压力运行在低压区时，阀座密封圈与球体接触面积较小，故有较大的密封比压，确保阀座可靠密封，当介质压力运行在较高位时，阀座密封圈与球体的接触面积变大，故阀座密封圈能承受较大的介质推力而不会损坏。采用金属密封耐高温组合材料结构设计的球阀可用于更高的温度。这种结构具有单向密封功能。