水下阀门的主要失效模式

水下阀门所处的自然条件复杂，阀体易受潮流、波浪、海床变化等外界环境的影响。其失效模式主要有以下几方面^[17，18]：

（1）阀门屈曲主要有局部屈曲和整体屈曲两种。局部屈曲较常发生。局部屈曲的失效模式是由阀门腔壁应力支配的，通常由弯矩和外压联合作用引起压溃和失稳，当外压大于扩展压力时，起始屈曲将沿阀门扩展。阀门屈曲多发生在安装过程中，由功能荷载、环境荷载联合作用导致。当然，材料屈服强度不够是发生屈曲的内因。

（2）阀门疲劳破坏在阀门寿命年限内的应力波动可以导致疲劳效应直至破坏，如部分自由悬跨阀门受到波浪的直接作用，或者因海流、波浪等介质引起阀门的振动，都可能导致阀门的疲劳破坏，主要由阀门的环境荷载过高及材料的疲劳强度不足引起。

（3）阀门断裂阀门必须具有防止脆裂产生的抗力，并具有足够的抗断裂扩展的能力。阀门断裂由多方面因素引起，这就要求在阀门的材料的选择、焊接工艺的确定和试验校核都必须满足规范的要求，确保材料的韧脆转化温度低于阀门的服役温度。

（4）阀门关键磨损面损坏在海洋腐蚀环境和阀门关键密封面在服役过程的磨损之下，零部件表面容易发生腐蚀磨损而导致表面剥落损坏，目前防止密封表面磨损失效的主要措施就是对零部件表面进行表面强化改性。(www.xing528.com)

（5）密封失效阀门设备的设计不合理、安装误差、操作或使用不当、辅助系统缺陷等都可以引起阀门的密封失效。

（6）腐蚀失效腐蚀是引起阀门损坏的主要原因之一，阀门的腐蚀失效由冲蚀-腐蚀、露点腐蚀、电偶腐蚀和硫化物应力腐蚀中的一种或几种共同作用造成。5 水下阀门常用表面强化方法

在内部油-气-砂-水多相流的共同作用下，阀门内表面以及外部焊接接头处存在严重的冲蚀-腐蚀以及含H₂S、CO₂、Cl^-等介质引起的腐蚀问题^[19]；密封面之间则因少量介质的渗入产生氧浓差电池引起缝隙腐蚀和点蚀等失效；阀门外表面则与海水直接接触，存在极强的腐蚀隐患。这些均将严重破坏水下阀门的完整性和可靠性，缩短其使用寿命。因此，开展表面涂覆及处理工艺的深层次研究和应用，是延长阀门服役寿命的重要方面^[20-24]。