由于水下閥門是在深水環(huán)境中工作,密封面又作為關鍵工作面,在惡劣的服役環(huán)境和高強度的工作條件下密封面應該具有良好的耐點蝕、縫隙腐蝕性能。考慮到閥板和閥座之間的開閉運動,需增加磨蝕性能評價。在閥座與閥體之間通常是通過焊縫進行密封,屬于異種金屬焊接,需要對異種金屬焊接工藝進行研究選擇,并進行焊接接頭的無損探傷檢驗以及金相組織和力學性能測試評價。閥桿和閥蓋之間密封的關鍵是填料的設計和制備,可采用新型的碳纖維增強的高強石墨復合材料等合適的材料進行操作。
閥門的承壓結(jié)構(gòu)設計和密封設計僅能使新產(chǎn)品滿足性能要求,但由于水下閥門工作過程中,內(nèi)與油田采出液接觸,外與海水接觸,這些介質(zhì)的腐蝕作用和沖刷磨損作用會嚴重破壞閥門的強度和密封性,縮短有效使用壽命。所以還需要通過正確的選材和各種表面工程技術提高閥門內(nèi)外表面抗各種腐蝕形式的能力。
在油氣輸送管匯中閥門內(nèi)表面與多相流油田介質(zhì)接觸,因此要求具有良好的抗多相流沖蝕-腐蝕性能、含CO?條件的高溫高壓耐腐蝕性能、不同材料之間的電化學匹配性能(電偶腐蝕傾向);外表面與海水接觸,要求具有良好的抗海水腐蝕性能和力學性能。這些性能評價主要用于優(yōu)化表面強化材料和制備工藝。
在閥門的所有非金屬密封材料中,在閥門中永久使用的聚合物和彈性密封材料(即暴露于工藝介質(zhì)的材料、保壓材料等),應符合NORSOK M-630要求的材料特性、材料證書老化要求和氣體急速失壓測試要求??赡芙佑|到的碳氫化合物的彈性密封件應為減壓防爆材料且應適用于最低的設計溫度。外部密封件應采用環(huán)保材料。
另外,水下閥門一般均采用陰極保護措施,因此要求水下閥門表面防護時采用氫脆敏感性低的材料。一般通過氫滲透和氫脆試驗確定合理的陰極保護材料以及陰極保護參數(shù)。