球阀是由旋塞阀演变而来，它以一个球体作 为启闭件，有圆形通孔或通道通过其轴线，开启 及关闭利用球体的绕阀杆旋转来实现。球阀在管 道上主要作用是切断、分配及改变介质的流动方 向，它只需旋转 90 ° 和用很小的转动力矩就能关 闭严密。近来的发展已将球阀设计成使之具有节 流和控制流量的功能，如V型球阀。 1.2 球阀的分类
◆参考文献 [1] 章华友，晏泽荣，陈元芳，袁玉求著. 球阀设计与选用 [M].北京：北京科学技术出版社，1994. [2] 朱喜平. 天然气管道球阀的维护及故障排除技术[J].天然气 工业，2005，(7)：102-104. [3] 林元茂 . 管道球阀故障及应对措施 [J]. 茂名学院学报， 2007，17(4)：21-24. 收稿日期：2016-10-25；修回日期：2016-11-25
[摘 要] 本文介绍了在用管道球阀的工作原理，针对球阀的常见故障，如球阀内漏、外漏以及球阀的动作迟钝不稳等进行 了分析。 [关键词] 管道球阀；工作原理；常见故障
单，密封性好，但阀球承受工作介质的载荷全部 传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否 经受住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲 击时，球体可能会发生偏移。这种结构，常用于 中低压球阀。近年来出现的油封球阀属于浮动球 阀的一种，选择在密封面注入特殊的润滑油，增 加密封性，减少操作扭矩，以适用更大口径的球 阀。 固定球阀的阀球是固定的，受压后不产生移 动。固定球阀都带有浮动阀座，受介质压力后， 阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证 密封。通常在球体的上、下转轴装有轴承，操作 的转动力矩小，常用于高压和大口径的阀门。当 需要控制流量时所采用的V型球阀属于固定球阀的 一种，它是单阀座密封球阀，具有很好的调节性 能，它的V型切口与金属阀座之间具有剪切作用。 弹性球阀又称为轨道球阀，它的球体是弹性 的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，垫 片的密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不 到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于 高 温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开 一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀 杆的楔形头，使球体涨开与阀座压紧达到密封。 在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原 形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减 少密封面的摩擦和操作扭矩。 2 常见故障分析 2.1 球阀常见故障 [2][3] 主要有阀门的内漏、外漏以及球阀动作迟钝 不稳。阀门的内漏与外漏是由于使用过程中受到 腐蚀、冲蚀、擦伤、振动等引起的，球阀动作迟 钝不稳是由于管道内的大颗粒硬质杂质的存在， 它会阻止球体的正常转动，增加摩擦力，损坏阀 球、阀座。 2.2 故障原因分析 (1) 球阀的内漏。球阀内漏是最常见的故障， 主要是由于几点原因造成的，一是在安装施工过 程时，运输球阀过程引起球阀的整体损伤；二是 在水压试验之后未进行干燥处理及防腐处理，使 得密封面形成锈蚀；三是未在球阀全开位进行安 装，焊接时的飞溅物会附着在阀球，后续使用中 进一步损伤阀座；四是在使用过程中，运营者 未
球阀按照结构形分为三种，其工作原理 各不相同。主要包含浮动球阀、固定球阀、以及 弹性球阀。 浮动球阀的阀球是浮动的，在介质压力作 用下，阀球能产生一定的位移并紧压在出口端的 密封面上，保证出口端 密封。浮动球阀结构简
高，主要是由于复杂的工况、人员操作不当以及球 阀本身质量问题造成的，这不仅影响生产的连续 性、稳定性、安全性，而且频繁地维修会增加产品 的成本，影响经济效益。为此了解球阀的工作原 理，并对球阀的常见故障进行分析很有必要。 1 工作原理 1.1 球阀的工作原理[1] 球阀主要是由阀体、阀杆、阀座、阀球等部 件组合而成。如图1所示。
对阀门进行预防性维护，长期不保养不活动的球 阀，阀座与阀球会抱死，在开关过程造成损伤； 五是在球阀使用过程不遵守操作规程，开关球阀 不到位。 (2) 球阀的外漏。球阀的外漏主要是阀杆泄 漏，一般情况下，可无需维护，但是由于长期使 用，阀杆会磨损或老化，从而造成泄漏。在日常 生产中，当遇到阀杆泄漏通常采用注入密封脂的 方法来临时阻止泄漏，但过多的注入会造成阀杆 转动困难，应在停止泄漏后停止加注。 (3) 球阀动作迟钝不稳。主要是由于球阀的摩 擦力所引起的，在用管线在正常运行中，常存在 一些杂质颗粒，这会造成阀座与阀球之间的摩擦 力增大，从而引发球阀的动作迟钝，甚至球阀开 关过程中发生半开卡住的现象，这种故障，会加 大阀座的磨损，使球阀的使用寿命缩短。 (4) 其他常见故障。其他常见故障包括附属件 的选型故障，阀门的内件与工况不符等。如果选 型不当，会造成成本增高，甚至造成阀门无法使 用。对于附属件的选择，如手柄及齿轮机构等， 应根据工 作扭矩计算相应的力矩，阀门选型要根 据工况温度、介质温度、工艺流程等进行选择， 如当介质温度大于200℃时，阀杆护套、密封圈等 应选择石墨而不应为塑料。 3 结束语 使用单位应当在了解球阀工作原理的同时， 结合实际生产工况、工艺流程，参考常见的阀门 故障，在日常使用中，严格执行厂家提供的操作 规范，避免操作不当损坏球阀或阀座，影响其密 封性能，保证管道内部清洁，工艺流程稳定，加 强阀门的在线及离线检测，及时发现在用管线中 存在故障的阀门，进行维修及保养，减少故障， 降低成本，从而保证设备的长周期稳定运行。
从19世纪至今，控制阀已成为石油化工生 产装置中不可缺少的一部分，球阀属于控制阀的 一种，于上世纪 50 年代问世，是近年来发展最快 的阀门种类之一。球阀的特点是结构简单、密封 性好，全通径的球阀基本没有流动阻力，与同类 控制阀相比，相同通经下，球阀的体积小，重量 轻，尺寸小，驱动力矩小，易于操作，不仅适用 于一般的常规介质，且适用于工作条件恶劣的介 质，在生产实际中应用广泛。 在实际生产过程中，球阀出现故障的频率很
