摘要：分析了金屬硬密封球閥在線運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的卡澀問題，并提出了解決措施。如果產(chǎn)品在線運(yùn)行時(shí)能避免這些問題的發(fā)生或?qū)@些問題能夠及時(shí)的解決，就能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高產(chǎn)量并降低成本。
引 言
在工業(yè)生產(chǎn)中，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，球閥作為流體通道的起閉原件，已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、造紙、原子能、航空、火箭等各行業(yè)，但由于前期設(shè)計(jì)考慮的不足及現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)安裝調(diào)試維護(hù)的不嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致少數(shù)金屬硬密封球閥開關(guān)卡澀，影響了客戶系統(tǒng)裝置的正常運(yùn)作，這也勢(shì)必會(huì)影響生產(chǎn)效率，增加運(yùn)行成本。因此，本文對(duì)金屬硬密封球閥開關(guān)卡澀的原因加以分析，并結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提出解決思路，以供參考。
1、金屬硬密封球閥開關(guān)過程介紹
球閥的工作原理是靠旋轉(zhuǎn)閥芯（球體）來實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)動(dòng)作，圖1閥門處于關(guān)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(zhuǎn)來達(dá)到開啟、關(guān)閉的狀態(tài)。
由于現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)及設(shè)備的工作需要，球閥開關(guān)動(dòng)作較為頻繁，球閥使用環(huán)境也較為苛刻、惡劣，為了保證球閥在線開關(guān)平穩(wěn)順暢、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，所以對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求做到細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)也要周期性地對(duì)球閥進(jìn)行檢查、清洗及維護(hù)。
2、原因分析
球閥的工作原理很簡(jiǎn)單，借助手柄或其他驅(qū)動(dòng)裝置在閥桿上端施加一定的轉(zhuǎn)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(guān)的動(dòng)作。從現(xiàn)場(chǎng)工況分析，金屬硬密封球閥多用于高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)、顆粒硬度高等介質(zhì)工況，經(jīng)過對(duì)球閥多年的不斷研究及維修經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，對(duì)金屬硬密封球閥開關(guān)卡澀作了一些簡(jiǎn)單分析與研究，歸納出以下幾點(diǎn)主要原因：
（1）摩擦扭矩增大
由于現(xiàn)場(chǎng)工況的特殊性，一些固體顆粒介質(zhì)容易進(jìn)入閥座與閥體的配合間隙，對(duì)配合處易造成磨損、腐蝕，進(jìn)而造成閥座與球體密封面的摩擦扭矩增大。
（2）金屬粘結(jié)現(xiàn)象
這是由硬質(zhì)涂層選擇上不匹配所造成的，由于粉煤介質(zhì)在高溫高壓下，在管線中的流動(dòng)速度很快，沖刷嚴(yán)重，所以造成密封面發(fā)生損壞（圖4）及粘結(jié)現(xiàn)象（圖4）。
（3）憋壓卡澀現(xiàn)象
在鎖斗閥中，閥門在線工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高壓差，且閥門內(nèi)部壓差會(huì)急劇升高，就會(huì)造成這一現(xiàn)象。
（4）零件磨損、腐蝕、損壞等現(xiàn)象
通過對(duì)閥門解體維修是發(fā)現(xiàn)，閥門內(nèi)部零件有嚴(yán)重?fù)p壞和磨損腐蝕的現(xiàn)象。
（5）驅(qū)動(dòng)裝置及氣路附件出現(xiàn)故障
3、解決措施
如果球閥在線運(yùn)行時(shí)能避免以上這些問題的發(fā)生或?qū)@些問題能夠及時(shí)的解決，就能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高產(chǎn)量并降低成本。
（1）為了防止介質(zhì)物料進(jìn)入閥桿內(nèi)部，所以對(duì)閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的工況需求。首先采取閥桿擋灰圈的設(shè)計(jì)（圖示5），這是針對(duì)應(yīng)用在固體、漿料和含有顆粒介質(zhì)的系統(tǒng)，密封圈很好地阻擋了顆粒介質(zhì)進(jìn)入閥桿與軸套間；其次采取獨(dú)特的雙軸承設(shè)計(jì)（圖6），一方面增加了轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)，使閥桿很難發(fā)生粘接而影響閥門轉(zhuǎn)矩，另一方面雙軸承采用特殊的摩擦副配對(duì)，使雙軸承能夠更加靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，大大降低了該處的摩擦力矩，從而降低了整臺(tái)閥門的開關(guān)扭矩，良好地保證了閥桿啟閉的靈活性，保證閥門的開關(guān)穩(wěn)定及順暢。
（2）為了避免金屬粘結(jié)現(xiàn)象，所以應(yīng)該針對(duì)不同工況應(yīng)采用獨(dú)有的硬密封材料硬密封材料由硬質(zhì)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(shí)應(yīng)具備良好的高溫或低溫機(jī)械性能，足夠的抗腐蝕能力。硬質(zhì)涂層必須具有耐磨、耐腐蝕、高結(jié)合力、較低的孔隙率和低摩擦性能，同時(shí)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(huì)影響基體材料的性能，發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，影響閥門的開關(guān)。
（3）要解決閥門憋壓卡澀的問題，閥門應(yīng)采取自動(dòng)泄壓結(jié)構(gòu)，當(dāng)中腔壓力出現(xiàn)異常升高現(xiàn)象時(shí)，中腔介質(zhì)能依靠本身的推力推動(dòng)閥座而自動(dòng)泄壓，從而確保閥門安全級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
（4）保證加工精度，從一些零件的損壞現(xiàn)象，不難發(fā)現(xiàn)許多零件的拉傷都集中在一個(gè)部位，無論是軸套還是球體下凸臺(tái)，均不是整個(gè)面拉傷，僅僅是特定區(qū)域拉傷，這說明球體底軸與閥桿軸心發(fā)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(duì)閥門的穩(wěn)定運(yùn)行是起到關(guān)鍵性作用的，所以應(yīng)編制優(yōu)良的加工藝以及采取數(shù)控機(jī)床等高精度的加工設(shè)備進(jìn)行加工生產(chǎn)，保證零件的加工精度。
（5）在對(duì)閥門的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行選型時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際工況的需求，合理的、正確的選擇驅(qū)動(dòng)裝置 ，再有平時(shí)應(yīng)該經(jīng)常檢查氣路附件及管線，保證氣路管線連接密封可靠，驅(qū)動(dòng)裝置開關(guān)平穩(wěn)順暢。不得出現(xiàn)電磁閥的閥芯損壞，鐵芯卡死、線圈燒壞等現(xiàn)象，氣缸存在漏氣及其密封件損壞等問題。
結(jié) 語
通過多年設(shè)計(jì)研發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)的積累及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況的應(yīng)用證明，金屬硬密封球閥開關(guān)卡澀問題是可以避免和解決的，能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
