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机械装备失效分析小课堂——教你建立自己的失效分析流程

 fenxi111 2017-04-10

为了准确的解释失效原因,失效分析工作者必须全面地收集相关的事实证据,以便确定引起失效的根本原因。要顺利的做到这一点,建立和遵循一定的工作程序以保证关键的因素不会被忽视可是非常的重要哦~


怎样建立失效分析工作流程?

在这里先跟大家分享典型的流程,大家可以根据自己的情况加以修改,得到属于自己的最合适的方法。


一个典型的失效分析的流程为:


1

决定做什么

确定失效分析的深度。在开始工作之前,应努力确定此项失效分析工作的重要性。如果此项失效分析并未产生重大的经济损失,或无技术上的难度,那就没有必要进行详细的失效分析,或者只需花半个小时就基本上能确定引起失效的原因。但对一些重要的事故分析,那就要花上百个工时、甚至更长的时间来进行详尽的根本原因分析,以得到准确的引起失效原因的结论。

2

找出发生了什么

对于发生在工厂里的失效事件,最重要的一步就是和失效所涉及的人员进行交谈,并征求他们的意见,因为他们更了解有关设备的日常运行情况,熟知设备的特性。应详细的询问有关人员,直到已经确切的了解到事故的全貌、事故发生的过程,及各种异常情况。

3

 进行初步的调查

在事故现场对相关的破损件进行仔细分析以寻找相关的线索。不要对破损件进行现场清洗,以避免丢失至关重要的信息。准确的记录现场的各种状况,从不同的角度对失效件和周围的状况进行拍照以保存证据。

4

收集背景资料

原来的设计工况是什么?现场的实际操作工况又是什么?在事故现场,应尽量确定设备的实际操作工况,如时间、温度、电流、电压、载荷、湿度、压力、润滑剂、材料、操作程序、位移、腐蚀性介质、振动等等。比较实际操作工况和设计参数之间的区别。应该注意对设备的操作会产生影响的每一个细节。

5

确定什么失效了

根据有关的现状和征状,确定肇事失效件及随后的一系列失效顺序。在重大的失效分析中,这往往是非常关键的一步,但同时又有很大的难度。设备的工况有变化吗?和以前的运行状况有区别吗?配套设备有什么变化?

6

对肇事失效件进行检查和分析

如有没有腐蚀?表面或断口上有腐蚀产物吗?如有的话,如何提取此类产物进行必要的分析?进行必要的清洗,并用体视镜观察断口:断口的形状有什么特征,有没有宏观的塑性变形,断口的裂源位于什么位置,等等。确定零部件上的工作应力状况和设计的工作状况有什么区别?断口上是否有其它的裂纹或可疑的信号?应拍照记录,妥善保存,以供参考。

7

进行详细的材料理化分析

现代化学分析和冶金检测技术有可能检测出会严重影响材料性能并导致失效的材料化学成分或组织上的细微偏差(如微量有害杂质元素的不良作用)。确定失效类型和导致失效的作用应力。仔细审核每一步的工作,确保有关的问题已经得到明确的答案。

8

找出根本原因

多问为什么:“为什么失效首先在这里发生?”典型的根本原因有:“由于工程设计的原因导致轴的断裂”、“由于没有及时的维护导致阀的失效”等。问题的最后往往会牵扯到操作人员的问题或系统的管理问题。需要采取不同的措施来解决不同的问题,包括需要改变人的思维和做事的方式方法。


“现场勘查”的含义

现场勘查是刑法里的术语,是侦察机关对犯罪处所及其遗留痕迹和其它残骸所进行的勘验和调查。包括实地勘察、调查访问和资料整理3个方面。目的是发现、收取犯罪痕迹和其它残骸,了解和研究罪犯实施犯罪的情况和案件性质,确定侦查方向和范围,为侦查和审判案件提供线索和证据。在中国,现场勘查通常由公安机关的侦查人员进行,必要时,可申请有专门知识的人员协助进行。


失效分析一般遵循的程序第一条是“调查现场失效信息”,这是整个失效分析工作的基础和前提,和刑法里的“现场勘查”意义相同,但内涵有所差异。自有了刑法之后便有了现场勘查,人类社会几千年的文明发展也使得现场勘查已经形成了一个较为完善的学科体系,在法律条文中已经对现场勘查的程序、目的、内容、管理和规定等都作了明确规定,已形成一门独立的学科,但失效分析程序里面的“调查现场失效信息”还未达到这样的高度,但两者有很多内容是相通的,可以借鉴。


现场勘查与事故分析的关系

现场勘查注重于现场,是事故分析的基础,主要为事故分析聚焦和定位;失效分析侧重于实验室,是现场勘查的延续,是利用先进的设备仪器进行更深层次的检测和分析。有经验的专业人员往往通过现场勘查就可以找到引起事故的机械构件,基本上可判明事故发生的原因,后续的实验室工作只是对其初始结论的科学验证。


现场勘查人员所需素质

现场勘查往往利用分析人员敏锐的专业嗅觉和视觉,注重于对现场周围环境的观察和判别,对事故残骸的分布研究、收集,对各种现场痕迹的取证、归类,包括必要的现场测量和对一些自然现象、季节变化、日照、温湿度、受力特点等详细准确的调查等。


现场勘查小贴士

一些单一机械构件在进行失效分析之前,通过和用户技术人员的沟通、交流,基本上知道了构件的材质和执行标准、技术要求、生产工艺过程、安装使用情况、使用环境、受力状况、服役时间、失效件的比例和失效频次等,若失效件上留下的证据比较充足,分析结论比较明确,一般不需要进行现场勘查。但对于由机械构件失效导致了较为严重的事故,因需要对事故责任进行认定,相当一部分事故原因还需要司法部门介入。这种情况下失效分析不但要遵循失效分析的一般程序,还要遵循相关法律法规方面的程序。


随着人类社会发展和进步,越来越多机械化和自动化代替了先前人类的简单劳动,因机械失效导致的事故也越来越多,有很多事故涉及的责任较大,当事人无法达成协调一致时便需要司法部门进行仲裁,失效分析人员就需要介入案件分析当中,需要像刑事案件一样进行事故现场勘查。有些失效分析尽管比较单一,但申请方若对其基本情况不甚了解,不能通过交流获取所需的信息,也需要进行现场勘查,以获取与失效分析相关的诸多要素。


选自:《理化检验—物理分册》 Vol.52 2016.6

作者:王荣,教授级高工,上海材料研究院

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