硬質(zhì)合金閥球以其極高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于苛刻工況的閥門中。其磨損失效通常是多種因素共同作用的結(jié)果，需要進行系統(tǒng)性的排查。
一、失效表征初步觀察
首先對失效硬質(zhì)合金閥球和配合閥座進行仔細的宏觀和微觀觀察（最好使用放大鏡或體視顯微鏡），記錄磨損形貌：
1.1 均勻磨損：球體整體尺寸均勻變小，表面光滑。通常指向正常磨粒磨損，但壽命過短則需審查工況。
1.2 劃傷/溝槽：表面有單向或網(wǎng)狀深溝。強烈指示存在硬質(zhì)顆粒（磨粒），可能來自介質(zhì)、管道銹垢或外部侵入。
1.3 點蝕/凹坑：表面出現(xiàn)局部小塊材料剝落。可能原因：氣蝕、顆粒沖擊、材料內(nèi)部缺陷（如孔隙、夾雜）。
1.4 表面材料粘附：球體表面粘附有一層其他材料（如從閥座轉(zhuǎn)移過來的軟材料）。指向粘著磨損。
1.5 腐蝕痕跡：表面失去金屬光澤，有銹斑、變色或蜂窩狀蝕坑。表明存在化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。
1.6 裂紋或碎裂：出現(xiàn)徑向或網(wǎng)狀裂紋，甚至局部崩缺。原因可能是過載、沖擊、熱應(yīng)力或材料脆性。
二、工況與介質(zhì)原因
2.1 介質(zhì)中的磨粒：檢查介質(zhì)過濾系統(tǒng)是否完好，分析介質(zhì)成分及固體顆粒含量。管道中的焊渣、砂粒、鐵銹、催化劑粉末、結(jié)晶物等造成嚴重的三體磨粒磨損，是最常見的快速失效原因。
2.2 氣蝕：檢查閥門壓差是否過大（特別是減壓場合），流道設(shè)計是否突變。當(dāng)局部壓力低于介質(zhì)汽化壓力時，產(chǎn)生氣泡，氣泡在高壓區(qū)潰滅，瞬間沖擊波剝蝕材料表面。表面出現(xiàn)密集的針孔狀或蜂窩狀凹坑，多發(fā)生在硬質(zhì)合金閥球下游側(cè)。
2.3 腐蝕：核實介質(zhì)化學(xué)成分（pH值、Cl-離子濃度等）、溫度與材料的兼容性。硬質(zhì)合金耐腐蝕性好，但非萬能。電化學(xué)腐蝕，硬質(zhì)合金的鈷粘結(jié)相在某些酸性或堿性介質(zhì)中可能被選擇性腐蝕，導(dǎo)致WC顆粒脫落。沖刷腐蝕，腐蝕性介質(zhì)在高速沖刷下，加速材料流失。
2.4 過高的壓力與流速：對比閥門實際工作壓力/流速與設(shè)計額定值。過高的壓力與流速導(dǎo)致接觸應(yīng)力超過材料承受極限，加速疲勞磨損；高速沖刷加劇磨損。
三、匹配與安裝問題
3.1 閥座材料不匹配：確認閥座材料的硬度、類型是否與硬質(zhì)合金閥球合理匹配。閥座材料過硬（如同樣采用硬質(zhì)合金），可能導(dǎo)致硬碰硬，對微小的對中誤差或雜質(zhì)非常敏感，易引發(fā)脆性碎裂。閥座過軟（如PTFE、銅合金），雖然密封好，但磨粒易嵌入軟材料中，持續(xù)刮傷硬球。
3.2 安裝與對中性差：檢查閥門腔體、驅(qū)動桿的安裝精度和磨損情況。閥球與閥座不同心，導(dǎo)致偏磨（一側(cè)磨損嚴重）。預(yù)緊彈簧力不均也會導(dǎo)致類似問題。
3.3 預(yù)緊力不當(dāng)：按閥門廠家要求調(diào)整預(yù)緊力。預(yù)緊力過大，增加啟閉扭矩，加速磨損，甚至壓裂閥座或閥球。預(yù)緊力過小，關(guān)閉不嚴，產(chǎn)生微泄漏，在密封面間形成沖蝕磨損。
四、硬質(zhì)合金閥球自身質(zhì)量問題
4.1 材料成分與組織缺陷：需送檢進行金相分析、密度測定，這需要專業(yè)實驗室。鈷含量偏低或分布不均，導(dǎo)致韌性不足，易脆裂。WC晶粒粗大或不均，耐磨性下降?？紫丁A雜、微裂紋，成為疲勞源，在循環(huán)應(yīng)力下擴展，導(dǎo)致材料剝落。
4.2 制造工藝問題：檢測硬度（HRA）、表面粗糙度（Ra）。硬質(zhì)合金閥球表面通常要求鏡面拋光。燒結(jié)不充分，導(dǎo)致致密度低，硬度、強度不達標。表面處理不佳，研磨拋光后殘留表面應(yīng)力或微裂紋。
4.3 幾何精度不足：使用千分尺、圓度儀測量。圓度、球形度超差，影響密封線接觸，造成局部高壓和泄漏磨損。
五、運行與維護問題
5.1 啟閉頻率與方式：審查閥門是否被用于不當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)場合（球閥一般建議全開或全關(guān)）。高頻啟閉加速疲勞磨損周期。部分開啟時，高速流體對局部密封面造成嚴重沖蝕。
5.2 缺乏潤滑：對于某些設(shè)計，需要定期注入密封脂來潤滑密封面和帶走雜質(zhì)。
