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摘要：金属硬密封球阀广泛存在着内泄露、使用期限短等等状况。对于耐磨球阀的整体结构与密封性能进行了深入介绍。为了强化耐磨球阀整体使用期限，在设计结构上应避免在弹簧腔处堆积物料。在明确耐磨球阀封面硬化工艺水平下，应在对喷涂工艺参数优化和改进下，妥善处理造成涂层裂缝出现的因素，这对于提高耐磨球阀生产工艺意义重大。
关键词：耐磨球阀；设计与生产；问题；
当前，金属密封球阀借助于自身优势，普遍应用在工业行业中，在要求高温差、迅速开关下，首选的阀门种类就是金属硬密封球阀。但结合实际情况来讲，金属密封球阀使用期限短，经常出现内泄露状况，面对现代工业对磨损要求越发提高下，耐磨球阀需要优化和设计好零部件选材、硬面处理等等方面。因此，本文首先分析了耐磨球阀性能与施工工艺，其次提出了设计方案，最后提出了设计和生产中需要注意的问题，希望能够大幅度提高我国耐磨球阀设计整体质量。
1耐磨球阀性能与设计施工原理
1.1整体结构
耐磨球阀结构设计包括球体固定式、浮动式两种。无论是哪一种类型的结构，在使用恶劣磨损工况介质过程中，都面临着避免弹性阀座处弹簧腔物料堆积而造成阀门无法正常进行工作，导致阀门扭矩出现异常增大情况。结合这一实际状况，厂家设计了新型的浮动式和固定式耐磨球阀，妥善的处理这一设计问题。阻尼沉淀结构耐磨球阀技术（固定式）特征：弹性阀座运用“疏导式”结构设计，前置设计阻尼沉淀槽，保证在使用阀门中能够有效在弹簧腔前面沉积物料，不会对阀座正常退让有所影响［2］。自清洁耐磨球阀的技术（浮动式）特点：在设计上游浮动阀座中，为一种有着带吹扫功能的自清洁通道结构，在阀门开关过程中，借助介质自身压力，可清扫在阀腔中的物料，避免在弹簧腔处堆积固体颗粒而有“抱死”状况出现，对正常操作阀门产生影响。
1.2密封性
一是，应具备较强的硬度，使其耐磨耐冲蚀。二是，应具备较强的强度，以避免硬化层出现裂纹。三是，确保有着充分的加工精度，保证密封泄漏率不会太高。从密封泄露率上而言，这是得到理想的硬化涂层首步。
1.3具体工作原理
高温双向耐磨固定球阀的构件包括球体、组合填料、左右阀体、手动装置等等组件。在开关阀门中，手动装置中的手柄按照顺时针方向进行选择，关闭球阀。在球阀轴线方向和手柄轴线方向保持平行后，球阀始终处于一种全开状态中。
1.4硬化密封面
对于硬化处理金属密封耐磨球阀表面方法有很多种，如：喷焊技术、表面镀层技术、热喷涂金属陶瓷技术等等。这些技术一般用在软密封球芯硬化中，但用于苛刻工程状况下，如两相或者三相流的石油化工行业中，实际表明其使用期限是不长的。尤其是在多晶硅和煤化工领域中，选择较强的耐磨耐蚀技术尤为重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近些年来，在使用热喷涂技术中，金属陶瓷涂层得到了更大程度上的推广和广泛使用，在一系列喷涂材料中以碳化钨为基础类型的涂层，在耐冲蚀有着较高的使用性能。
1.5涂层施工工艺
因为超音速火焰喷涂技术不但喷涂温度较低，而且沉积中飞行速度特别快，这样就控制好了碳化钨(WC)的分解含量，更加致密了涂层组织，也减少了影响涂层性能的各项组织。在耐磨球阀封面硬化工艺确定过程中，应在一系列的试验下，在对喷涂工艺参数优化改进下，解决造成涂层容易出现裂纹的状况，也就是控制好涂层残存应力。并且在密封面摩擦系数大力降低下，进而减少阀门操作扭矩，既需要对喷涂粉末粒度控制好，也需要在涂料中加入一些耐高温润滑剂，便于提高耐磨耐蚀涂层整体性能。
2具体设计方案
一是，填料组合选择反三角形结构与分离正的结构设计。密封套分割两组填料，填料成为一个正三角形。通过多次实践后，将介质压力推动球阀后用在阀杆中，在开启阀杆后，三角填料实施转移，将石墨粉末依附在阀杆中出现的腐蚀情况及时清除，这样就大大提高了阀杆使用期限。二是，高温固定球双向耐磨球阀是一种固定式的直通球阀，在设计过程中会使用到很多零件部件材料，在使用中需要严格结合实际情况，针对性选择使用材料，避免材料与施工工艺不符情况。三是。在使用中开启和关闭球阀中，因为在介质的积聚和冲刷下，导致密封面受到了很大程度的磨损，造成阀门泄露过于严重，这时运用阀座结构组合的方式，密封垫使用倒三角设计方式，切实防止了介质窜入阀座底部凝聚，造成阀座密封副和阀体间出现径向泄漏状况［2］。在此基础上，使用高分子材料三角形密封圈二与圈三互相支撑，对颗粒介质传入弹簧孔造成弹簧不能伸缩的情况有效解决，确保在阀座密封中弹簧可以很好发挥作用，维持好密封比，实现在高温状况下阀门也能稳定长久运作。另外，在生产耐磨球阀过程中，在具体设计过程中，应结合耐磨球阀设计实际情况，在考虑到操作安全的前提下，有关设计人员应严格规范自身行为，确保设计的耐磨球阀与现代工业设计水平相符，并能够大大满足施工工艺要求，若是在设计和生产中问题，应及时制定解决措施，确保及时解决问题，避免问题扩大化，从而影响了耐磨球阀设计和生产工作顺利进行。
3耐磨球阀设计与生产过程中需要明确的问题
在多相流工况状况下使用的耐磨球阀既需要较高的耐磨耐冲蚀，也需要对操作的可行性进行考虑。从结构设计的合理性、计算的模拟工况、加工零件的精度等等方面上，每一个环节都需要要求相应的产品。在实际设计中，应注意如下几点问题：一是，设计结构应该防止在弹簧腔处堆积物料。在各种相流介质情况下，尽可能设计成流线型阀腔；二是，多相流工程状况尤其是粘性较强的油渣介质，介质流动阻力就会影响着操作阀门的扭矩。三是，在高温情况下，涂层和基体材料膨胀系数有差异。四是，由于金属陶瓷涂层的多孔性能，介质中会有腐蚀性物质，这些腐蚀性物质会影响着涂层的密封性能，应运用完善的封孔技术。五是，质量监控关键的部件材料[3]。另外，在工业生产行业中，耐磨球阀扮演着重要角色，虽然近些年来，我国耐磨球阀设计水平在不断提升中，可以说已经能够与很多发达国家设计和生产耐磨球阀水平相提并论，但结合具体情况而言，在设计与生产中还是有很多需要注意的问题，除了上述五点需要注意的问题外，还有很多方面，尤其是生产和设计工作人员的技术和素养上，所以，我国当前生产和设计耐磨球阀首要问题就是要提高设计和生产人员素质素养，有关企业并对他们进行定期或者不定期培训，大力强化他们设计和生产技能以及工作素养，在培训中拓展他们的设计思维，并且有关人员也要注重积累工作经验，不断总结和大力完善，确保可以更大程度上提高我国耐磨球阀整体设计质量，真正促进我国耐磨球阀生产工艺的发展。
4结语
从上面的分析中可见，密封面硬化质量与加工球体的精度决定着耐球阀的使用期限。在设计和制造金属硬密球阀中，我国已经形成了较为健全的质量保证体系结构，加工和试验耐磨球阀手段也已经越发完善，但从整体上而言，还有待于进一步提升。在这方面上，我国也可以借鉴其他国家的经验和做法，但这里所谓的借鉴并不是盲目的借鉴，而是需要结合我国耐磨球阀整体设计水平针对性、有目的借鉴和学习，唯有做到这样，才能真正的、有效的提高我国耐磨球阀设计水平。
参考文献：
[1]陆培文．实用阀门设计手册[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2]张昆.程控球阀在S-Zorb装置上的应用[J].炼油技术与工程,2013,(43).
[3]偶国富,肖定浩,易玉微,等.硬密封球阀主密封副接触的特性分析[J].浙江理工大学学报,2015,(09
论文作者:栾小聪
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
标签：球阀论文; 耐磨论文; 涂层论文; 阀门论文; 介质论文; 弹簧论文; 状况论文; 《防护工程》2017年第16期论文;