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設(shè)備故障

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1.什么是設(shè)備故障

所謂設(shè)備故障,一般是指設(shè)備失去或降低其規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象,表現(xiàn)為設(shè)備的某些零件失去原有的精度或性能,使設(shè)備不能正常運(yùn)行、技術(shù)性能降低,致使設(shè)備中斷生產(chǎn)或效率降低而影響生產(chǎn)。

設(shè)備在使用過程中,由于磨擦、外力、應(yīng)力及化學(xué)反應(yīng)的作用,零件總會逐漸磨損和腐蝕、斷裂導(dǎo)致因故障而停機(jī)。加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)維修,及時掌握零件磨損情況,在零件進(jìn)入劇烈磨損階段前,進(jìn)行修理更換,就可防止故障停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

故障這一術(shù)語,在實際使用時常常與異常、事故等詞語混淆。所謂異常,意思是指設(shè)備處于不正常狀態(tài),那么,正常狀態(tài)又是一種什么狀態(tài)呢?如果連判斷正常的標(biāo)準(zhǔn)都沒有,那么就不能給異常下定義。對故障來說,必須明確對象設(shè)備應(yīng)該保持的規(guī)定性能是什么,以及規(guī)定的性能現(xiàn)在達(dá)到什么程度,否則,同樣不能明確故障的具體內(nèi)容。假如某對象設(shè)備的狀態(tài)和所規(guī)定的性能范圍不相同,則要認(rèn)為該設(shè)備的異常即為故障。反之,假如對象設(shè)備的狀態(tài),在規(guī)定性能的許可水平以內(nèi),此時,即使出現(xiàn)異常現(xiàn)象,也還不能算作是故障。總之,設(shè)備管理人員必須把設(shè)備的正常狀態(tài)、規(guī)定性能范圍,明確地制訂出來。只有這樣,才能明確異常和故障現(xiàn)象之間的相互關(guān)系,從而,明確什么是異常,什么是故障。如果不這樣做就不能免除混亂。

事故也是一種故障,是側(cè)重安全與費(fèi)用上的考慮而建立的術(shù)語,通常是指設(shè)備失去了安全的狀態(tài)或設(shè)備受到非正常損壞等。

2.設(shè)備故障的分類

設(shè)備故障按技術(shù)性原因,可分為四大類:即磨損性故障、腐蝕性故障、斷裂性故障及老化性故障。

1、磨損性故障

由于運(yùn)動部件磨損,在某一時刻超過極限值所引起的故障。所謂磨損是指機(jī)械在工作過程中,互相接觸做相互運(yùn)動的對偶表面,在摩擦作用下發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。按其形成機(jī)理又分為粘附磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、微振磨損等4種類型。

2、腐蝕性故障

按腐蝕機(jī)理不同又可分化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕3類。

化學(xué)腐蝕:金屬和周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程中沒有電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕:金屬與電介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程中有電流產(chǎn)生。

物理腐蝕:金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接觸,使金屬某一區(qū)域不斷熔解,另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,即物理腐蝕。

在實際生產(chǎn)中,常以金屬腐蝕不同形式來分類。常見的有8種腐蝕形式,即均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損性腐蝕、應(yīng)力腐蝕。

3、斷裂性故障

可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。

脆性斷裂:可由于材料性質(zhì)不均勻引起;或由于加工工藝處理不當(dāng)所引起(如在鍛、鑄、焊、磨、熱處理等工藝過程中處理不當(dāng),就容易產(chǎn)生脆性斷裂);也可由于惡劣環(huán)境所引起;如溫度過低,使材料的機(jī)械性能降低,主要是指沖擊韌性降低,因此低溫容器(-20℃以下)必須選用沖擊值大于一定值的材料。再如放射線輻射也能引起材料脆化,從而引起脆性斷裂。

疲勞斷裂:由于熱疲勞(如高溫疲勞等)、機(jī)械疲勞(又分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、接觸疲勞、復(fù)合載荷疲勞等)以及復(fù)雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共同作用所引起的斷裂。

應(yīng)力腐蝕斷裂:一個有熱應(yīng)力、焊接應(yīng)力、殘余應(yīng)力或其他外加拉應(yīng)力的設(shè)備,如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì),則將使材料產(chǎn)生裂紋,并以顯著速度發(fā)展的一種開裂。如不銹鋼在氯化物介質(zhì)中的開裂,黃銅在含氨介質(zhì)中的開裂,都是應(yīng)力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和堿脆現(xiàn)象造成的破壞,也是應(yīng)力腐蝕斷裂。

塑性斷裂:塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。

4、老化性故障

上述綜合因素作用于設(shè)備,使其性能老化所引起的故障。

3.設(shè)備故障的階段

設(shè)備故障,簡單地說是一臺裝置(或其零部件)喪失了它應(yīng)達(dá)到的功能。隨著時間的變化,任何設(shè)備從投入使用到退役,其故障發(fā)生的變化過程大致分三個階段:早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。

1、早期故障期,亦稱磨合期,該時期的故障率通常是由于設(shè)計、制造及裝配等問題引起的。隨運(yùn)行時間的增加,各機(jī)件逐漸進(jìn)入最佳配合狀態(tài),故障率也逐漸降至最低值。

2、偶發(fā)故障或隨機(jī)故障期的故障是由于使用不當(dāng)、操作疏忽、潤滑不良、維護(hù)欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致,沒有一種特定的失效機(jī)理主導(dǎo)作用,因而故障是隨機(jī)的。

3、機(jī)械長期使用后,零部件因磨損、疲勞,其強(qiáng)度和配合質(zhì)量迅速下降而引起的,其損壞屬于老化性質(zhì)。

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