由于工業(yè)自動化領域里的重要性，使得高壓氣動球閥的設計及制造尤為重要，特別是某些嚴格苛刻的工況，如高溫、高壓差、高流速、氣蝕等，將從材料、結構、制造等方面加以論述。

　　

　　一、氣動球閥材料的選擇：

　　

　　在高溫狀況下，蠕變和斷裂是材料破壞的主要因素之一，特別是碳素鋼，當長期暴露在425°C以上時，鋼中的碳化相可能轉變?yōu)槭?，而對于奧氏體不銹鋼只有當含碳量超過0.4%時，才可以用于528°C以上。

　　

　　因此，在高溫下使用時，應分別計算閥體材料的抗拉強度、蠕變、高溫時效等參數(shù)。而對于閥內(nèi)件的設計，還應該附加考慮材料在高溫的硬度、配合部件的熱膨脹系數(shù)、導向部件的熱硬度差、彈性變形、塑性變形等。

　　

　　在設計中，應給予相應的安全系數(shù)和可靠系數(shù)，以確保避免在多因素下所產(chǎn)生的破壞。并要熟悉高溫下材料的蠕變率，以選取合適的應力，使材料總的蠕變在正常使用壽命范圍內(nèi)不擴展至斷裂或允許其產(chǎn)生微變形而不影響導向零件的正常使用。

　　

　　為避免高壓氣動球閥內(nèi)件（閥芯、閥座）表面的磨損、沖蝕及氣蝕，高溫情況下要考慮材料的熱硬度，防止金屬硬度變化。在高壓差下，流體的大部分能量集中于閥內(nèi)件進行釋放，對閥門內(nèi)件有超負載的可能，而高溫下，大部分材料的機械性能變差，材料變軟，大大影響了閥內(nèi)件的使用壽命。因此，應正確選擇合適的材料，延長閥門的使用壽命。

　　

　　二、氣動球閥零部件的結構和導熱系數(shù)的選擇：

　　

　　高壓氣動球閥設計中，必須仔細考慮不同零部件的熱膨脹對閥內(nèi)件動作的影響。當高溫介質流過閥門時，由于閥體的線膨脹系數(shù)往往小于閥座的線膨脹系數(shù)，所以閥體限制了閥座的徑向膨脹，閥座只能向內(nèi)徑膨脹，使得在高溫下，閥芯與閥座的工作間隙小于常溫下標準閥門設計的間隙，造成閥內(nèi)件卡死。閥芯與導向套也會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。

　　

　　因此，閥門在高溫下使用時，常溫下標準閥門的設計間隙（包括閥芯、閥座間；導向套、閥桿間）應當適當增加，這樣使其在高溫下工作也不會發(fā)生卡死現(xiàn)象。因此間隙的設計顯得非常重要，因材料，尺寸及溫度差等參數(shù)的確認對設計人員非常重要，目前，可從《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范Ⅱ材料D篇性能》中得到相應的數(shù)據(jù)。

　　

　　三、高壓氣動球閥高溫高壓差周期性變化工況下密封結構：

　　

　　用于高溫周期性變化的閥座密封面結構可采用自對中契狀結構。該結構用于零件膨脹造成密封線不圓及閥座的磨損，有自動對中和補償作用。在高溫高壓差且溫度循環(huán)變化的情況下可有良好的密封效果，其密封是依靠柔性閥座密封部位的彈性變形實現(xiàn)的。

　　

　　高溫情況下計算材料的密封比壓，應考慮到其密封材料的強度極限、屈服極限在高溫情況下都有所下降，來選用合理的數(shù)值。