硬密封球阀的设计规范执行API 6D。主要由阀体、阀座、球体、阀杆和驱动装置组成。分两种结构：填料密封和O形圈密封。（见图一）
①＞100℃的场合，使用填料密封结构。球体与阀座采用硬密封。阀座静压面与阀杆处均采用石墨填料密封。取消阀杆与压盖法兰之间、球体与支撑板之间的推力垫。压盖法兰与支撑板渗氮。（该结构不受使用温度的限制，一般可使用到500℃左右）；
硬密封球阀主要用于石油、天然气以及化学工业的管路中，相对于软密封球阀，硬密封球阀主要用在以下两种工况：
借助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩并传递给球体，使它旋转90度，球体的通孔则与阀体通道中心线重合或垂直，使球阀完成开关的动作。顺时针关闭，逆时针开启。
④表面超音速喷涂（HVOF）碳化钨合金，硬度70~75HRC，结合强度高，厚度≥0.2mm，耐腐蚀性强。超音速喷涂是将燃料气在氧气中燃烧后产生高压高速气流，然后将合金粉末送入此气流中，喷涂工件表面。
处设弹性槽。另外，这种加大阀座弹性的结构在高温情况下也可防止阀座将球体“扼
球体为硬密封球阀的关键部件，硬密封球阀的球体除了需要具备较高的表面光洁度及圆度外，还需进行表面硬化处理。提高球体表面硬度的方法有许多钟，其各自都有不同的特点。
①球体表面堆焊司太立合金，硬度可达40HRC以上，但工艺复杂，生产效率低。
②球体表面镀硬铬，硬度60~65HRC，厚度0.07~0.10mm，其几何形状不容易保证，长期使用镀层容易脱落。
③向球体表面渗入氮原子形成氮化层，表面硬度60~65HRC，渗层深度0.12~0.15mm，几何形状不变，氮化层不脱落。渗氮分气体渗氮和液体渗氮，目前广泛应用气体渗氮。
流体的最佳运输方式是管线运输。硬密封球阀相对于软密封球阀除了具有流体阻力小、开关迅速方便、密封性好、寿命长、可靠性高、易于配电动、气动装置等特点外，还可适应更宽范围的温度和流体介质领域，因此被广泛应用在管线运输当中。
硬密封球阀的球体和阀座均是用金属材料制造，金属与金属材料组成的密封副，通常被称为硬密封。
②≤100℃的场合，使用O形圈密封结构。与常规固定球阀结构大体相同（阀座与阀杆处需要有注油装置），阀座静压面与阀杆处均采用O形圈密封，只是球体与阀座处采用硬密封。阀杆与压盖法兰之间、支撑板与球体之间用纯PTFE推力垫。
采用弹性阀座，沿阀门通道横截面圆周布置一组弹簧，始终保持阀座压紧球体而达到预紧状态。阀座当其流体压力很底时，借弹簧的推力；而当流体压力较高时，借助流体压力在阀座上所产生的不平衡力保证密封。（见图二）阀座的受压面积A1大于阀座的反向受压面积A2，流体压力在弹性阀座上产生的不平衡力将阀前阀座推向球体，压紧并保持密封。流体压力越高越有利于这种结构的密封。
① 球阀在关闭位置时，会将压力截留在阀体中腔内，当压力过高时，将影响球阀密封，因此，在阀体中腔尽量高的位置设置NPT泄压孔，装配时用泄放阀堵住。
③当阀门≤4”时，泄压孔（VENT）和排放孔（DRAIN）可合并为一个，在阀门尽量低的位置装配一个泄放阀。
由于采用阀座阀前密封，所以两个阀座均能独立切断进口端和出口端流体，如此实现双阻断功能。
当球体关闭时，即使阀门两端同时受压，阀门中腔和两端通道是被互相阻断的，中腔中的剩余压力可通过安装在阀体上的泄放阀（VENT）排出。
