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。
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。
2、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
3、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；其次采取獨特的雙軸承設計（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獨有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。
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。
