一体式高温球阀损坏原因分析及预防措施

一体式高温球阀在煤化工装置气化领域应用较为广泛，因使用工况含有固体颗粒、灰份、硫份等特殊介质，应达到耐磨损、耐腐蚀、耐冲刷、防结垢和结疤、快速启闭、动作频繁等要求，同时具有较好的密封性，实现装置的高效率、低能耗和安全可靠运行。

1、球阀泄漏原因分析

阀门使用一段时间后出现卡涩、开关不到位等情况，一体式高温球阀阀门主要密封面球体、阀座出现严重冲刷，密封面损坏，更严重者，将球体和阀腔内零件损坏，产生阀门内漏；阀杆和填料函间隙增加，导致阀门外漏。

1.1阀门内漏：

根据各种气化技术工艺、介质、流程的综合分析，关键部位的球阀，不仅受介质中含固量的影响，同时阀门开关频次较高，受到阀门设计流道的节流结构影响，当介质流经阀门时，其流速被放大，阀门前后压差也变大，导致对阀门冲刷、磨损特别严重；部分球阀受高温介质局部熔融，因表面张力的作用，一体式高温球阀形成大量细小的球形颗粒，会增加对阀门及密封面的冲蚀磨损；阀座弹簧腔内进粉或积满粉尘，使弹簧失效、弹簧翻转等；球阀和阀座研磨精度不达标，球阀同心度较差，表面粗燥度较差，容易出现内漏。

阀门球体采用金属材质一般为锻造不锈钢，表面喷涂碳化铬处理，厚度仅为0.3~0.5mm，硬度为HRC58~72，在频繁开关中受研磨效应的影响，密封面拉伤，阀座和阀球磨损严重，时间一长，还容易出现耐磨层被磨掉的情况，极易造成阀门的严重内漏。

1.2阀门外漏：

阀杆填料结构设计不合理，阀门的球体和阀杆同轴度超差和阀杆材料选择不合理等因素，造成阀门在开关过程中，阀杆与填料磨损增加，阀杆与填料配合面磨损严重，导致阀杆直径减少，阀门流道内介质沿着阀杆轴向泄漏。

2、 改进措施

2.1、内密封结构改造

硬质密封球阀阀座采用刮削式结构设计，使球体和阀座在开关过程具有自清洁功能，有效防止球体和阀座间颗粒的沉淀和粘附，确保阀门动作顺畅连续，不卡阻；副阀座与阀体以及主、副阀座间均采用特殊结构设计，密封填料之间增加金属环，提高填料刚度和韧性进一步有效防止杂质进入阀座后面的弹簧腔体，确保弹簧长期有效工作，同时弹簧采用柱形弹簧，可以实现阀座受力均匀，避免密封面偏磨，延长密封面使用寿命。

2.2外密封结构改造

阀杆上，下端面均采用轴承定位，阀杆起到相对旋转，又起到导向作用，保证了阀杆和球体的同轴度要求，填料上部采用碟形弹簧，保证了填料密封性的预紧力，设计为活载形式，密封效果较好，可确保密封材料的使用寿命。

2.3采用新工艺，新材料：

根据不同的工况，可对一体式高温球阀球体采用陶瓷金属复合球体或者表面喷涂碳化钨、碳化锆等材料，阀座密封面采用超音速喷涂硬化技术，硬度HRC≥64以上，可达HRC72以上，该阀门能够适应绝大多数的苛刻工况抗冲刷耐磨损。