姜 峰 ，杨鼎瑞 ，张延斌

（1.兰州理工大学 石油化工学院，兰州 730050；2. 兰州理工大学 温州泵阀工程研究院，浙江温州 325102；3.凯喜姆阀门有限公司，浙江温州 325024）

0 引言

球阀作为一种通用机械设备，具有操作方便、启闭迅速、流体阻力小、密封性好与可靠性高等优点［1］，广泛应用于能源化工、航天军工以及普通民生的各个领域，尤其在石油化工、煤化工行业的应用更为突出［2-5］。按密封结构所采用的材料，球阀可分为软密封和硬密封，硬密封球阀更适合高温高压、耐腐蚀的环境中，按球体固定形式，又可分为固定球阀和浮动球阀，由于球体有阀杆支撑，固定式球阀能够承受更高的压力［6-8］，金属硬密封固定球阀适用温度范围广，并具有耐腐蚀、耐高压、耐磨损等特性，在化工行业广泛应用［9-11］。

在球阀密封性方面，许多学者对其进行了大量理论分析和试验模拟。HIRATA等［12］对球阀锥形阀座的夹角以及粗糙度进行分析研究，并得出锥形阀座圆度以及表面粗糙度对球阀密封性有所影响的结果。刘扬等［13］分析了耐高温硬密封球阀阀座的密封原理和结构形式。冯占荣等［14］研究了硬密封固定球阀阀座的3个部位对密封性的影响情况。李清等［15］从深海工况出发，研究固定球阀阀座不同位置的变形情况，以及变形量与密封比压的关系。上述球阀研究主要基于密封副结构形状改变得出，但对结构尺寸与密封性的影响还有待进一步研究。

以NPS10 Class600硬密封固定球阀为研究对象，运用ANSYS workbench有限元软件分析球阀关闭状态下密封副摩擦系数、球体尺寸和阀座尺寸等因素对密封的影响。……