金属硬密封耐磨球阀是近年来技术发展zui快的阀类之一。 

　　

　　随着其技术的发展，金属硬密封耐磨球阀的应用的领域与范围将更加广泛。

　　

　　A、超音速火焰喷涂技术（HVOF） 

　　

　　超音速火焰喷涂（HVOF）主要是通过*的速度将耐磨粉末涂层材料喷涂到基体材料表面，喷涂时的气流速度在很大程度上决定了喷涂的质量，喷枪能够产生更高的气流速度，则耐磨粉末涂层就能够获得更高的运动速度，从而耐磨粉末涂层与基体材料就能够获得更高的结合力和更高的致密性，因此也就具有更好的耐磨性能和耐腐蚀性能。 

　　

　　超音速喷涂的优点是可以喷涂超硬的涂层材料，涂层的硬度甚至可以达到HRC74以上，因此涂层具有很好的抗擦伤性能和耐磨性能。另外，超音速喷涂时，基体材料不需要进行高温加热，因此基体材料不会发生热变形。由于超音速喷涂主要是通过耐磨粉末涂层与基体材料的高速撞击而产生的物理结合，结合强度比镍基合金的热喷涂要低一些，通常结合力在68～76MPa左右，因此，对于高压球阀（如CLASS1500～CLASS2500的球阀）的球体，采用超音速喷涂技术其涂层在使用中有脱落的可能。

　　

　　B、镍基合金热喷涂技术 

　　

　　镍基合金热喷涂是目前在金属硬密封球阀上成功应用的一种密封面硬化方法，镍基合金耐磨、耐腐蚀、耐温等，其综合性能优良，根据我们的实践，镍基合金适用于灰水、黑水、煤浆、煤渣等多种工况介质。 

　　

　　镍基合金是一种自溶合金，主要成分包括镍、铬、硼、硅，其中镍是主要成分，也是耐磨材料与基体材料的粘合剂，根据配比成分的不同，可以获得不同的硬度，金属硬密封球阀一般采用HRC55～64的硬度。通过对基体材料及镍基合金材料的高温加热，能够使基体与密封面耐磨材料达到冶金结合，因此，镍基合金热喷涂具有结合强度高的特点。与超音速火焰喷涂相比，镍基合金热喷涂的另一个优点是涂层的厚度较大，一般为0.5～1.0mm。 

　　

　　体及镍基合金材料加热温度的控制非常重要，温度过低，基体材料与镍基合金材料不能真正实现冶金结合，容易引起涂层材料的脱落。而温度过高，会导致镍基合金材料的熔化流失。对于大口径球体，由于球体各部位的壁厚很不均匀，因此，要均匀的控制球体的加热温度难度很大，这是镍基合金热喷涂的主要难点，为此，我们采取了中频感应球体加热的技术，取得了很好的效果。 

　　

　　球体的中频感应加热和镍基合金热喷涂 

　　

　　C、激光熔覆技术 

　　

　　采用激光熔覆技术进行球体表面的合金喷焊也具有很好的效果，采用该技术，球体的热影响区很小，喷焊层的硬度比镍基热喷涂更高，但是喷焊效率较低，而且喷焊后的球体表面光洁度较低，加工量较大。 

　　

　　球体及阀座表面耐磨层的硬化技术应该根据使用工况条件、介质硬度、制造厂的工艺条件来进行合理的选择和应用。

　　

　　球体的圆度及加工制造工艺 

　　

　　对于金属硬密封耐磨球阀，密封性能直接关系到阀门的使用寿命，尤其在高压差工况，如果阀门存在一定的泄漏量，在阀门的泄漏部位很容易被高速流动的介质冲刷，从而发生更大的泄漏，zui终造成阀门的磨损失效。对于金属硬密封球阀，球体的圆度直接关系到阀门的密封性能。通常，对于喷涂后的球体先采用数控球面磨床进行研磨，然后再采用自制的研磨设备进行球体的精密研磨，通过三坐标测量仪的检测，确保球体的圆度达到0.02mm以内，从而使金属硬密封球阀达到气体密封试验零泄漏。

　　

　　高温工况的结构设计 

　　

　　金属硬密封球阀通常应用于高温工况，材料在高温下的热膨胀是金属硬密封球阀设计必须考虑的问题。高温金属硬密封球阀的阀座与阀体之间的密封通常采用柔性石墨，柔性石墨等材料在高温下会产生体积膨胀，如果结构设计没有考虑材料在高温下的膨胀补偿，阀门在高温下必然会因为材料的膨胀而被卡死而不能动作。为了解决该问题，通常在阀座背后设置弹簧，通过弹簧来调整和补偿高温下材料的膨胀问题。弹簧可以有多种结构形式，如圆柱螺旋弹簧、蝶形弹簧、板簧及波型弹簧等。为了保证弹簧在高温下的性能，弹簧一般采用Inconel材料制造。对于蝶形弹簧和板簧，为了改善弹簧的性能，可以采用多片薄型弹簧的组合结构设计。

　　

　　固体介质的粘结问题 

　　

　　金属硬密封球阀通常应用于固体液体混合的介质，某些固体液体混合介质特别容易粘结在球体等零件的表面，导致阀门无法启闭。对于这样的工况介质，通常在阀座密封面的两侧设置刮刀结构（结构），这样在阀门的启闭过程中，阀座两侧的刮刀可以自动的刮除球体表面粘结的杂质，从而确保阀门能够自如的启闭，并同时具有良好的密封性能。 

　　

　　对用于易粘结的固体液体混合介质，尽管采用刮刀可以刮除球体表面的粘结物，但是球阀的启闭扭矩必然会有较大的增加，因此，在设计时应该考虑到这种不利的影响因素，在阀轴的强度设计、材料的选用，尤其是球体与阀轴的连接强度以及阀轴与驱动装置的连接强度应该有足够的余量，而且，在驱动装置的配置时同样应该考虑有更大的驱动力，以保证在的工况条件下阀门的正常启闭。 

　　

　　部件之间的连接问题 

　　

　　由于高参数金属硬密封耐磨球阀的工况条件苛刻，一些细节的忽视也可能引起阀门的失效。比如支架与阀体的连接、支架与驱动装置的连接、球体的上支撑接盘与阀体的连接，对于普通的软密封球阀，由于扭矩较小，采用螺栓螺母就可以解决连接问题，但是由于高参数金属硬密封耐磨球阀的扭矩很大，而螺栓螺母的连接存在较大的间隙，很容易引起连接部件之间的错位移动，其结果会导致阀门无法关闭到位，从而引起阀门的泄漏，进而引起阀门的磨损而破坏。因此，对于高参数金属硬密封耐磨球阀来说，采用销钉或其它方法进行连接部件之间的连接和定位是非常重要的。