姚懷宇，蔣誠(chéng)航，金志江，錢錦遠(yuǎn)

（1.浙江大學(xué) 化工機(jī)械研究所，杭州 310027；2.杭州市特種設(shè)備檢測(cè)研究院，杭州 310051）

0 引言

改革開放以來，閥門行業(yè)發(fā)展迅速，在制造能力和成套技術(shù)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步［1］。閥門作為管路系統(tǒng)的組成部分，其工作狀態(tài)在很大程度上影響著系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在閥門的使用過程中，存在著很多種失效事件。閥門失效是指閥門在服役過程中由于無法適應(yīng)工況條件，自身結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而不能完成既定功能的現(xiàn)象［2］。

為降低閥門失效發(fā)生的概率，減小事故發(fā)生的可能性，需要從歷史事故中吸取教訓(xùn)，探明閥門失效的本質(zhì)，從而啟發(fā)設(shè)計(jì)者對(duì)閥門零部件做出相應(yīng)改進(jìn)，保證閥門產(chǎn)品擁有足夠的穩(wěn)定性和可靠性，以獲得更穩(wěn)定的性能和更優(yōu)的質(zhì)量，這對(duì)保證管路系統(tǒng)安全具有一定意義。

1 閥門失效形式

表1整理了近十年常見的閥門失效形式、失效位置和失效特點(diǎn)，大致可分為斷裂失效、腐蝕失效、泄漏失效和磨損失效4種形式。

表1 閥門失效位置和特點(diǎn)Tab.1 Valve failure location and characteristics

1.1 斷裂失效

塑性斷裂失效是指閥門零部件斷裂之前在斷裂部位發(fā)生明顯塑性變形的斷裂失效形式。劉國(guó)永［3］觀察了閥桿斷裂面的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)斷裂面有明顯的塑性變形，表面不平整，斷口邊緣呈現(xiàn)棘輪狀分布，如圖 1（a）所示。田國(guó)臣等［4］利用掃描電鏡觀察了高壓主汽閥閥桿塑性斷裂面的微觀特征，發(fā)現(xiàn)斷裂面呈塑性韌窩特征，如圖1（b）所示。

圖1 塑性斷裂失效的斷面特征Fig.1 Sectional characteristics of plastic fracture failure

脆性斷裂失效是指閥門零部件在斷裂部位無明顯塑性變形而突然發(fā)生斷裂的失效形式。徐文祥［5］觀察了高壓主汽閥閥桿發(fā)生脆性斷裂失效的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)斷裂面較為平整，無疲勞源，整個(gè)斷裂面呈粗糙狀，裂紋沿著厚度最薄的位置擴(kuò)展，如圖 2（a）所示。周麗琴等［6］觀察了電動(dòng)閘閥閥桿發(fā)生脆性斷裂的微觀特征，發(fā)現(xiàn)斷裂面呈層片狀形貌，有河流花樣，如圖2（b）所示。特別當(dāng)環(huán)境介質(zhì)為腐蝕性介質(zhì)時(shí)，閥門零部件會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂失效［7］。應(yīng)力腐蝕斷裂失效是指閥門零部件在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下發(fā)生斷裂的失效形式。

圖2 脆性斷裂的斷面特征Fig.2 Sectional characteristics of brittle fracture

疲勞斷裂失效是指閥門零部件在交變應(yīng)力的作用下經(jīng)過一段循環(huán)周期后發(fā)生的斷裂失效形式。周紹信等［8］分析了分配閥彈簧發(fā)生疲勞斷裂失效的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)斷裂面與縱向夾角為45°，斷面處可分為裂紋源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)，其中裂紋擴(kuò)展區(qū)和裂紋源區(qū)表面基本光滑，而瞬斷區(qū)的表面粗糙，如圖3所示。謝金宏［9］分析了蝶閥蝶板發(fā)生疲勞斷裂失效的微觀形貌，發(fā)現(xiàn)裂紋源區(qū)局部出現(xiàn)臺(tái)階，裂紋擴(kuò)展區(qū)局部出現(xiàn)疲勞輝紋，如圖4所示。

圖3 疲勞斷裂失效的斷面宏觀特征Fig.3 Sectional macroscopic characteristics of fatigue fracture failure

圖4 疲勞斷裂失效的斷面微觀特征Fig.4 Sectional microscopic characteristics of fatigue fracture failure

閥門中發(fā)生斷裂失效的零部件較多。其中，閥桿發(fā)生斷裂的頻率最高，應(yīng)對(duì)閥桿的變形進(jìn)行必要的監(jiān)控。此外，從以上研究可以發(fā)現(xiàn)，斷裂面特征是區(qū)分閥門不同斷裂失效形式的重要線索。

1.2 腐蝕失效

腐蝕失效是指閥門零部件因腐蝕介質(zhì)作用而失去原有功能的失效形式，可分為縫隙腐蝕失效和電偶腐蝕失效?？p隙腐蝕失效是指在閥門結(jié)構(gòu)的縫隙處產(chǎn)生腐蝕而引起的失效形式。王培等［10］觀察了截止閥閥瓣密封面產(chǎn)生縫隙腐蝕的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)腐蝕區(qū)域底部出現(xiàn)大小不一的凹坑，而腐蝕區(qū)域外的腐蝕則較輕，如圖5所示。

圖5 縫隙腐蝕的斷面宏觀特征Fig.5 Sectional macroscopic characteristics of crevice corrosion

電偶腐蝕失效是指閥門中具有不同電化學(xué)性質(zhì)的2個(gè)金屬部件直接接觸產(chǎn)生電位差，使電位高的金屬腐蝕變慢，電位低的金屬腐蝕加快的失效形式。袁軍［11］觀察了熱風(fēng)閥閥桿電鍍層產(chǎn)生電偶腐蝕失效的特征，發(fā)現(xiàn)斷口表面存在析出物質(zhì)，局部區(qū)域呈細(xì)小的蜂窩狀，鍍層呈片狀及點(diǎn)狀脫落，對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行SEM分析，發(fā)現(xiàn)存在Cl，S元素。

電偶腐蝕失效的破壞比縫隙腐蝕失效強(qiáng)，常發(fā)生在閥門鍍有抗腐蝕金屬涂層的閥桿部位。目前對(duì)不同的腐蝕失效析出產(chǎn)物的特征分析還不夠，還不能區(qū)分出影響腐蝕特征的具體腐蝕介質(zhì)，未來應(yīng)考慮從該方向展開研究工作。

1.3 泄漏失效

泄漏失效是密封結(jié)構(gòu)被破壞后喪失阻止流體流動(dòng)能力的失效形式。對(duì)密封面結(jié)構(gòu)的破壞有很多種形式，從失效部位可分為法蘭及閥座密封面的斷裂失效，堆焊層失效和密封元件失效。

密封面的斷裂失效其特征和失效原因與第1.1節(jié)相同。同時(shí)，因流體磨粒磨損也會(huì)引起泄漏，其特征和失效原因與第1.4節(jié)的磨損失效相同，此處不再贅述。

在零部件表面堆焊金屬形成堆焊層是提高閥門耐磨性和耐腐蝕性的常用措施。堆焊層失效是指在閥門零部件表面進(jìn)行堆焊的金屬層發(fā)生脫落而引起泄漏的失效形式。王浩等［12］分析了止回閥密封面堆焊層失效的特征，發(fā)現(xiàn)宏觀狀態(tài)下表面裂紋貫穿整個(gè)堆焊層，裂紋斷口具有灰褐色氧化層，微觀狀態(tài)下沿著晶界方向開裂，如圖6所示。

圖6 堆焊層斷裂失效的特征Fig.6 Fracture failure characteristics of surfacing layer

密封元件失效是指填料、墊片、密封圈等產(chǎn)生變形或破損而失去密封作用引起閥門泄漏的失效形式。代曉瑛等［13］觀察了O型密封圈失效的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)在密封圈發(fā)生了變形，且在表面出現(xiàn)肉眼可見的凹痕。

閥門中發(fā)生泄漏失效的部位很多，密封元件失效的特征往往不容易辨認(rèn)，對(duì)不同類型泄漏失效的分類還未統(tǒng)一。未來，發(fā)展新的識(shí)別方法來對(duì)泄漏失效進(jìn)行分類和辨別是研究的重要方向。

1.4 磨損失效

磨損失效是指閥門零部件在與流體反復(fù)接觸的過程中產(chǎn)生磨損而改變零部件的表面狀態(tài)，并最終喪失原本功能的失效形式。磨損失效可分為磨粒磨損失效和腐蝕磨損失效。

磨粒磨損失效是指閥門中的流動(dòng)介質(zhì)含有顆粒等固體雜質(zhì)，在流動(dòng)過程中固體雜質(zhì)對(duì)閥門零部件表面進(jìn)行沖刷形成破壞而失效的形式。吳向清等［14］分析了球形閥芯發(fā)生磨粒磨損失效的特征，宏觀狀態(tài)下在零部件表面呈現(xiàn)出亮白色區(qū)域規(guī)律分布的溝壑形貌，溝壑基本平行且間距近似相同；微觀狀態(tài)下表現(xiàn)出磨削碾壓留下的片層狀形貌和表面剝層現(xiàn)象，如圖7所示。

圖7 磨粒磨損失效的特征Fig.7 Characteristics of abrasive wear failure

腐蝕磨損失效是指當(dāng)閥門中的流動(dòng)介質(zhì)為腐蝕性介質(zhì)時(shí)，流道結(jié)構(gòu)被腐蝕磨損和固體顆粒雜質(zhì)共同破壞的失效形式。王亞青等［15］分析了閘閥閥桿表面發(fā)生腐蝕磨損失效的宏觀特征，發(fā)現(xiàn)表面處出現(xiàn)溝壑狀腐蝕磨損凹槽，如圖8（a）所示。與腐蝕失效的區(qū)別在于，腐蝕磨損失效的零部件表面無腐蝕產(chǎn)物，原因在于流體在流動(dòng)沖刷過程中，腐蝕產(chǎn)物被帶走。偶國(guó)富等［16］觀察了高壓水煤漿閥的閥芯腐蝕磨損失效的微觀特征，發(fā)現(xiàn)在磨損表面存在局部的塑性變形區(qū)域，以及廣泛的切割和滑動(dòng)區(qū)域，如圖8（b）所示。

圖8 腐蝕磨損失效的特征Fig.8 Characteristics of corrosion wear failure

目前，對(duì)磨粒磨損失效和腐蝕磨損失效的宏觀特征區(qū)別并不清楚，均表現(xiàn)為磨損留下的凹槽，未來應(yīng)深入對(duì)比分析不同磨損失效形式在宏觀和微觀雙重特征上的不同點(diǎn)，而獲得準(zhǔn)確的辨別方法。

2 閥門失效原因

不同的閥門失效形式有不同的失效原因，根據(jù)失效形式對(duì)失效原因進(jìn)行分類，可分為斷裂失效原因、腐蝕失效原因、泄漏失效原因和磨損失效原因4種。

2.1 斷裂失效原因

表2總結(jié)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)斷裂失效原因的研究。從表2可知，影響塑性斷裂失效的因素有結(jié)構(gòu)因素和載荷因素；影響脆性斷裂失效的因素有材料因素、結(jié)構(gòu)因素、工藝因素和載荷因素；影響疲勞斷裂失效的因素有材料因素、結(jié)構(gòu)因素、工藝因素和載荷因素；影響應(yīng)力腐蝕斷裂失效的因素有環(huán)境因素、材料因素、結(jié)構(gòu)因素以及工藝因素。

表2 斷裂失效原因的分析案例Tab.2 Analysis cases of the causes of fracture failure

環(huán)境因素中，腐蝕介質(zhì)會(huì)損壞零部件的表面，容易產(chǎn)生初始微裂紋，同時(shí)會(huì)降低材料的力學(xué)性能，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將腐蝕作用考慮在內(nèi)；結(jié)構(gòu)因素中，應(yīng)力集中是所有斷裂失效的共同原因，其導(dǎo)致初始微裂紋產(chǎn)生的情況最常見，而且在更換零部件后仍會(huì)反復(fù)出現(xiàn)；工藝因素往往是工藝過程操作不當(dāng)使材料力學(xué)性能下降，最終導(dǎo)致斷裂失效；材料因素往往與工藝因素或環(huán)境因素相互作用，材料內(nèi)部本身的缺陷導(dǎo)致的失效較少；載荷因素中，往往是閥門在非正常工作狀態(tài)下受到的載荷超出了材料的許用應(yīng)力。

2.2 腐蝕失效原因

閥門在結(jié)構(gòu)上不可避免地會(huì)留下縫隙，腐蝕性介質(zhì)積存在縫隙內(nèi)，會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。從本質(zhì)上看，縫隙腐蝕是一種在尺寸足夠小的縫隙中發(fā)生的特殊電偶腐蝕。針對(duì)縫隙腐蝕的產(chǎn)生機(jī)理，很多學(xué)者做了相關(guān)研究。如圖9所示，丁振斌等［25-26］分析了閥內(nèi)件發(fā)生縫隙腐蝕的具體過程，發(fā)現(xiàn)在電解質(zhì)環(huán)境中，當(dāng)縫隙中的氧消耗完時(shí)，外部的氯離子會(huì)大量遷移至縫隙內(nèi)部；因?yàn)榭p隙內(nèi)的流通性差，所以使酸性增加，縫隙內(nèi)外構(gòu)成了氧濃度差電池；縫隙外為陽極，極化率下降，受到保護(hù)；縫隙內(nèi)為陰極，金屬溶解產(chǎn)生氫去極化，使金屬處于活化狀態(tài)，加速縫隙腐蝕。

圖9 縫隙腐蝕的過程Fig.9 Crevice corrosion process

針對(duì)電偶腐蝕，為了提高閥門的耐腐蝕性和耐磨性，通常會(huì)在閥門零部件表面鍍金屬薄層。因此，閥門中的電偶腐蝕失效大多數(shù)表現(xiàn)為鍍層失效，進(jìn)而導(dǎo)致零部件金屬與腐蝕介質(zhì)直接接觸產(chǎn)生電偶腐蝕。徐應(yīng)波［27］分析了采油樹翼閥墊圈鍍鋅層失效的原因，發(fā)現(xiàn)鍍層不夠致密，在碰撞擠壓時(shí)容易產(chǎn)生微裂紋，腐蝕介質(zhì)通過微裂紋深入鍍層內(nèi)部，造成金屬的腐蝕。如圖10所示，馬玉山等［28］分析了45鋼閥桿發(fā)生電偶腐蝕失效的過程，最開始在鍍層表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕坑；隨著時(shí)間的推移，腐蝕向內(nèi)層擴(kuò)散，直到到達(dá)基體金屬表面與鍍層之間構(gòu)成電位差形成電偶腐蝕，加快失效。

圖10 電偶腐蝕失效的機(jī)理Fig.10 Mechanism of galvanic corrosion failure

工藝因素能同時(shí)影響縫隙腐蝕和電偶腐蝕。周陽等［29］對(duì)浮閥的腐蝕失效原因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)加工變形溫度選擇不當(dāng)會(huì)使浮閥材料中的奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體，降低材料的耐腐蝕性，進(jìn)而導(dǎo)致縫隙腐蝕和電偶腐蝕。

前文提到，縫隙腐蝕需要縫隙才能發(fā)生，但具體的縫隙尺寸范圍還需要進(jìn)一步研究；腐蝕失效的進(jìn)行速度均是先慢而后加快。對(duì)閥門不同零部件材料分別分析會(huì)形成電位差的金屬種類，是未來的研究重點(diǎn)。

2.3 泄漏失效原因

表3展示了閥門泄漏失效的原因分析，可發(fā)現(xiàn)造成堆焊層斷裂引起泄漏的原因有工藝因素和材料因素；造成密封元件失效的原因主要有環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)因素、載荷因素和材料因素。

表3 泄漏失效原因的分析案例Tab.3 Analysis case of leak failure cause

堆焊層失效的主要原因是焊接工藝選擇不當(dāng)。密封元件失效的原因較多，主要跟密封元件的材料和結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng)有關(guān)。未來，針對(duì)不同的閥門零部件分別開發(fā)新型焊接材件和密封材料將是本領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

2.4 磨損失效原因

如圖11所示，磨粒磨損失效的過程是流體中包含的固體顆粒對(duì)閥門零部件表面產(chǎn)生撞擊、切削和擠壓，使其產(chǎn)生塑性變形，在流體流動(dòng)過程中，所有的塑性變形材料會(huì)被清除，小部分會(huì)堆積在溝槽的兩側(cè)［35］。

圖11 磨粒磨損失效的過程Fig.11 Abrasive wear failure process

腐蝕磨損失效與磨粒磨損失效相比，除了有磨粒摩擦作用之外，還有腐蝕性介質(zhì)的作用。MOSES等［36］分析了球閥閥體發(fā)生磨損失效的原因，發(fā)現(xiàn)流體中包含的固體顆粒會(huì)在流動(dòng)過程中劃傷閥體表面，同時(shí)流體中含有的氯離子與閥體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的腐蝕產(chǎn)物與閥體表面脫離隨流體流走，在閥體表面留下腐蝕區(qū)域。

表4列出了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)磨損失效原因的研究。造成磨損失效的影響因素包括環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)因素、載荷因素、工藝因素和材料因素。

表4 磨損失效原因的分析案例Tab.4 Analysis cases of wear failure causes

材料表面硬度不夠是造成磨損失效的主要原因，具體是因?yàn)楣に嚳刂撇划?dāng)。表面淬火是提高零部件表面硬度和耐磨性的一種工藝，但淬火工藝需要嚴(yán)格控制。目前，磨損失效的結(jié)構(gòu)因素是針對(duì)具體零部件而言的，通用性較差，未來還需深入分析，同時(shí)先進(jìn)的表面處理技術(shù)也將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

3 閥門失效改進(jìn)措施

閥門失效往往是多種因素共同作用的結(jié)果。針對(duì)閥門失效的改進(jìn)措施，可分別從結(jié)構(gòu)和加工工藝這兩個(gè)方面著手。

3.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

從結(jié)構(gòu)方面做出的改進(jìn)，主要是為了避免應(yīng)力集中、優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)以及改變流動(dòng)特性，有效避免了斷裂失效、泄漏失效和磨損失效。

表5列出了國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)應(yīng)力集中問題的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。采用結(jié)構(gòu)改進(jìn)來避免應(yīng)力集中可有效避免斷裂失效。

表5 應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)改進(jìn)案例Tab.5 Structural improvement cases with stress concentration

優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)是避免泄漏失效最有效的方法。姚鑫磊等［44］對(duì)橡膠密封圈進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使用大圓弧密封圈替代小圓弧密封圈，獲得了更好的抗永久變形能力。劉潔等［45］對(duì)邊界閥法蘭密封部位進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，對(duì)墊片表面進(jìn)行了額外增壓10 MPa，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試密封效果良好。

改變流動(dòng)特性是從改變流道結(jié)構(gòu)出發(fā)，控制流體在閥門內(nèi)部的流動(dòng)方向和流速，從而避免泄漏失效和磨損失效。針對(duì)泄漏失效，胡明等［46］指出流道設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致進(jìn)口氣體在閥座底部法蘭密封面處形成渦流，如圖12所示，這會(huì)造成對(duì)密封面的反復(fù)沖刷導(dǎo)致氣體泄漏。針對(duì)腐蝕磨損失效，張曉東等［47］指出合理選擇液體流動(dòng)的入射角可以減小閥芯密封面的磨損。

圖12 結(jié)構(gòu)不合理的流道Fig.12 Flow channel with unreasonable structure

通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化避免應(yīng)力集中是目前改進(jìn)斷裂失效的有效方式。優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)并且控制好初始密封比壓是目前改進(jìn)泄漏失效的有效方式。改進(jìn)流動(dòng)特性的效果很好，但改進(jìn)難度較大，未來應(yīng)分析不同閥門流道結(jié)構(gòu)對(duì)泄漏失效和磨損失效的影響規(guī)律。目前，斷裂失效的改進(jìn)方式比較單一，未來需要對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，以獲得更優(yōu)的受力分布。對(duì)密封比壓進(jìn)行量化分析，形成經(jīng)驗(yàn)公式是未來避免部分泄漏失效的重要研究方法。

3.2 加工工藝改進(jìn)

表6列出了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)加工工藝改進(jìn)的研究。對(duì)加工工藝的改進(jìn)主要是為避免腐蝕失效和泄漏失效。

表6 加工工藝的改進(jìn)案例Tab.6 Improvement cases of processing technology

避免腐蝕失效的措施通常有采用耐腐蝕材料、鍍層處理、陰極保護(hù)處理。采用耐腐蝕的材料是解決腐蝕問題的直接手段，但某些耐腐蝕的材料價(jià)格較昂貴，無法大規(guī)模推廣使用。鍍層處理方法是目前在閥門行業(yè)中使用最廣泛的防腐蝕失效措施，但有孔隙的鍍層容易與閥門零部件的表面之間形成腐蝕通道，加速電偶腐蝕，因此需要保證鍍層的致密。與腐蝕失效類似，避免泄漏失效也是從提高堆焊層質(zhì)量的角度出發(fā)。未來，研究在鍍層失效后如何提高零部件的壽命，減緩失效速度具有一定的意義。雖然目前在結(jié)構(gòu)和加工工藝方面進(jìn)行的改進(jìn)取得了一些成效，但未考慮改進(jìn)措施的經(jīng)濟(jì)成本，未來應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)和加工工藝改進(jìn)成本進(jìn)行性能與經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

（1）閥門的失效形式主要有斷裂失效、腐蝕失效、泄漏失效和磨損失效，在閥門中，發(fā)生斷裂失效和腐蝕失效最多的零部件為閥桿，而發(fā)生泄漏失效和磨損失效最多的部位是密封結(jié)構(gòu)處。斷裂失效、腐蝕失效與磨損失效的特征還可從斷裂路徑和斷裂速度、腐蝕失效產(chǎn)物的顏色及成分和溝壑尺寸與磨粒尺寸等特征深入?yún)^(qū)分。此外，對(duì)泄漏失效研究更具體的分類和辨別方法。

（2）閥門的失效原因主要有環(huán)境因素、材料因素、結(jié)構(gòu)因素、工藝因素和載荷因素，每一種閥門失效形式往往是多種因素共同作用的結(jié)果。應(yīng)力集中是所有斷裂失效的共同原因；材料因素往往與工藝因素或環(huán)境因素直接相關(guān)，因材料內(nèi)部本身缺陷導(dǎo)致的失效較少；腐蝕性介質(zhì)會(huì)降低材料的力學(xué)性能。目前，對(duì)失效原因的分析未結(jié)合閥門零部件的結(jié)構(gòu)和位置因素，且往往是針對(duì)單一因素。未來，需要分析不同因素之間的相互影響程度，且要將不同閥門零部件的位置因素考慮在內(nèi)，從全部影響因素中對(duì)比篩選出主要因素和次要因素。

（3）閥門失效的改進(jìn)措施包括結(jié)構(gòu)改進(jìn)和加工工藝改進(jìn)。結(jié)構(gòu)改進(jìn)主要針對(duì)斷裂失效、泄漏失效和磨損失效，改進(jìn)方向分別為避免應(yīng)力集中，對(duì)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)以及改變流動(dòng)特性。加工工藝改進(jìn)主要針對(duì)腐蝕失效和泄漏失效，效果較好，但經(jīng)濟(jì)成本較高。對(duì)閥門零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新是獲得更優(yōu)的受力分布的重要方向。未來，還應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)和加工工藝改進(jìn)進(jìn)行性能與經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)，以獲得最優(yōu)的失效解決方案。