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TPM设备生命周期中的故障

  2020年06月04日 本站原创
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设备生命周期指设备从开始投入使用时起,一直到因设备功能完全丧失而最终退出使用的总的时间长度。衡量设备最终退出使用的一个重要指标是可靠性。设备的生命周期通常是设备进行更新和改造的重要决策依据。设备更新改造通常是为提高产品质量,促进产品升级换代,节约能源而进行的。其中,设备更新也可以是从设备经济寿命来考虑,设备改造有时也是从延长设备的技术寿命、经济寿命的目的出发的。

一、设备生命周期中的故障变化

就某台设备而言,设备从投入使用到退役,其故障发生的频率大多有一定的曲线规律变化。变化过程大致分三个阶段:

第一阶段段为早期故障期,又称磨合期,这个阶段的故障通常是由于设计、制造及装配等问题引起的。随运行时间的增加,各机件逐渐进入最佳配合状态,故障率也逐渐降低。

第二阶段为偶发故障期或随机故障期。这个阶段的故障是由于使用不当、操作疏忽、润滑不良、维护欠佳、材料隐患、工艺缺陷等偶然原因所致,没有一种特定的失效机理起主导作用,因而故障是随机的。

第三阶段为耗损故障期,是机械设备经长期使用后,零部件因磨损、疲劳,其强度和配合质量迅速下降而引起的,故障属于老化性质。

二、设备故障生命周期中的故障变化

就设备的某一种故障而言,设备故障与劣化的过程可以划分为3个阶段:故障潜伏期、故障发展期和故障爆发期。

1、在故障潜伏期,劣化因素对零部件的作用是微弱的,很难觉察,只有用高灵敏度仪器(如电子显微镜等)才能发现。

潜伏期的微观缺陷的演变是缓慢的,某些过长的潜伏期故障往往在零部件寿命期内也不会发作,因而被机器其他零部件的故障和换修所掩盖。

当劣化因素足够强时,在局部足以抵消设计安全系数的保护作用后,就会逐渐加速微观破坏直至走出潜伏期。

2、故障发展期的特征是劣化迅速发展,并且有征兆出现。这些征兆可以用常规仪器设备观察到。

3、故障爆发期的特征是设备劣化因素强度达到了零部件所能承受的极限,劣化情况急转直下,直至零部件发生故障或失效。

三、故障发生的特征

设备故障发生时一般都带有隐蔽性、随机性和多发性等特征。

1、隐蔽性

故障在时间上的演变由潜伏期、发展期至爆发期,有一个从隐蔽到显露的发展过程,最终被人们所觉察。

故障在空间上的蔓延也是由局部到整体。由于许多设备的零部件隐藏在内部,所以,故障劣化的发现有一定困难。故障的产生在时间和空间上都有一定的隐蔽性,这给故障分析造成很大困难。

这就为设备故障征兆的诊断与分析提出了很高要求。

2、多发性

从空间角度,由于故障可单一故障发展多个故障,也就是说到了某一程度若不及时排除很可能引起另一个(或几个)故障的发生,被引起的故障还可能再引发其他故障,形成了故障因果链。

然而一般故障由发展变化期到故障发生,并不是诸方面的全部因素同时表现出来,而只是单一因素或一、两个因素起主要作用。

据统计,大多数设备的单因素故障源占80%左右,这就为迅速检查和排除故障提供了便利性。只要诊断准确排除及时,不会导致多发性故障。

3、随机性

设备故障的发生有一定的随机性。这种随机性主要来源于:

●设备或其零部件故障的随机性。

●各零部件故障组合的随机性。

●材质和制造工艺的离散性。材质和制造工艺的优劣决定了设备零部件对故障发生的影响程度,所以材质和工艺的离散性必然导致故障发生时刻和程度的随机性。

●运行环境与工况的随机性。即使完全相同的设备,其故障频度和使用寿命也会因承受的破坏因素强度不同而出现很大差异。

●维修状况的随机性。这主要表现在:备件情况不同;修复工艺、材料不同;维修时间不同;维修周期不同等。

4、可诊断性

尽管设备的故障有一定的随机性,但大多数故障仍然有一定的征兆。

设备的故障诊断就是鉴别设备的技术状态是否正常,发现并确定故障的部位,寻找故障起因,预防故障趋势漫延并提出相应对策。

通过诊断这些征兆并提出应对之策,就有可能进行设备故障的预防。

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