根据初步统计，石化和电力行业中，调节阀投资占到管道附件费用的50%，而每年大约有10%的阀门产生腐蚀、泄漏，直至报废，其中泄漏是阀门失效的主要形式。金属硬密封球阀适用于高温、高压工况及料浆、颗粒介质等易磨损工况，具有流动阻力小、启闭迅速、使用压力温度范围广等特点。但是，当介质为液固或气固混合物料且固体颗粒硬度又很高时，阀门球体和阀体密封面的耐磨性能要求较高，特别是气固混合介质引起的阀门阀座间的干摩擦，极易造成密封面的过度磨损或拉伤而最终导致失效。扬子石化芳烃厂重整催化剂再生系统采用美国某公司的高温球阀，其寿命短则几天长则不到一个月。目前解决的办法是更换阀门或对球体和阀座密封面进行研磨后重新投入使用，但如此频繁地更换或维修，不仅增加了生产成本和维护人员的劳动强度，且每年因阀门频繁失效，造成停工、检修引起的经济损失达数百万元。本文以重整催化剂再生系统中已失效的球阀为研究对象，对其进行失效分析，并提出相应的改进措施以提高球阀的使用寿命。

1 球阀的结构和工作环境

重整催化剂再生系统用球阀主要有动力头、阀体、阀芯(球体)及其相配合的两个环状阀座和调节螺钉等组成(如图1所示)。其工作原理是动力头带动球体作90°转动，球体上的流道也随之变动，从而实现阀门开启和关闭的功能。阀体与两个环状阀座接触面与法兰端面方向各成约6°的倾斜角。通过设置在底部的调节螺钉，可调节阀芯与阀体的相对位置，一方面可部分调整阀座与阀芯的间隙，另一方面可调整球阀启闭扭矩的大小。

初步检验表明，阀座表面存在十分严重的磨损。流体介质(氢气和氮气)中夹带的硬质粉末主要成分为γ-Al，粉末在通过阀门的过程中部分进入阀芯球体和阀座之间的间隙。由于γ-Al粉末硬度很高，且阀门开关频繁，硬质粉末对球体和环状阀座产生严重磨损，从而造成了阀门的泄漏。

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