失效分析的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1、失效分析的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢毛泉2014110092一、國外狀況國外工業(yè)發(fā)達國家高度重視航空裝備在內的交通安全事故的調查研究工作。美國建有國家運輸安全委員會, 并早在19 67 年, 美國成立了“ 機械故障預防中心( m fp c ) ” , 由原子能委員會、美國國家航空和宇航局( n a s a ) 等長期支持開展航空和宇航材料與結構的服役失效分析工作。美國的失效分析中心遍布全國各個部門, 有政府辦的, 也有大公司及大學辦的。例如, 國防尖端部門、原子能及宇航故障分析集中在國家的研究機構中進行; 宇航部件的故障分析在肯尼迪空間中心故障分析室進行; 阿波羅航天飛機的故障在約翰遜空間中心和馬歇爾空間

2、中心進行分析; 民用飛機故障在波音公司及洛克威爾公司的失效分析中心進行分析。福特汽車公司、通用電器公司及西屋公司的技術發(fā)展部門均承擔著各自的失效分析任務。許多大學也承擔著各自的失效分析任務。像里海大學、加州大學、華盛頓大學承擔著公路和橋梁方面的失效分析工作。有關學會, 如美國金屬學會、美國機械工程師學會和美國材料與試驗學會均開展了大量的失效分析工作。在德國, 失效分析中心主要建在聯(lián)邦及州立的材料檢驗中心。原西德的1個州共建了523個材料檢驗站, 分別承擔各自富有專長的失效分析任務。工科大學的材料檢驗中心, 在失效分析技術上處于領先地位。德國聯(lián)邦材料測試實驗室及gkss 研究中心是長期從事材料及

3、結構服役與失效綜合研究的世界著名的研究機構。此外, 在日本, 國立的失效分析研究機構有金屬材料技術研究所、產業(yè)安全研究所和原子力研究所等。在企業(yè)界, 新日鐵、日立、三井、三菱等都有研究機構, 另外各工科大學都有很強的研究力量。意大利b od y co et 材料測試國家實驗室也是長期從事材料及結構服役與失效綜合研究的世界著名的研究機構。美國出版和再版的金屬手冊中的失效分析卷是一本影響較大的實用工具書, 目前在英國還定期出版雜志engineering failure analysis, 美國出版了雜志failure analysis & prevention國際工程失效分析會議（inte

4、rnational conferences on engineering failure analysis）從2004年每隔兩年召開至今。二、國內狀況1974 年在南京召開的材料金相學術討論會上, 第一次設立了失效分析分會場。1980 年在北京召開了全國第一次機械裝備失效分析經(jīng)驗交流會, 收集論文和分析案例311篇。19 8 4 年和19 8 8 年分別在杭州和廣州召開了第二次和第三次全國失效分析技術會議。1993年6月在桂林召開了第四次全國失效分析會議。1986年成立了中國機械工程學會失效分析分會。1987年召開全國機械裝備失效分析評比交流會( 后被稱為“第一次全國機電裝備失效分析預測預防戰(zhàn)

5、略研討會”)1992 年中國機械工程學會失效分析分會聯(lián)合全國22個一級學會共同組織“ 第二次全國機電裝備失效分析預測預防戰(zhàn)略研討會”。1998 年舉辦了“ 第三次全國機電裝備失效分析預測預防戰(zhàn)略研討會”。1995 年北京航空航天大學與美國金屬學會、中國航空學會、中國科協(xié)工程聯(lián)失效分析和預防中心共同舉辦了“ 國際失效分析和預防學術會議”( icfap 95) 。2005 年中國機械工程學會失效分析分會與理化檢驗分會一起組織了20 05 年全國失效分析學術會議。2006 年全國失效分析與安全生產高級研討會在北京召開。2007 年中國機械工程學會失效分析分會與理化檢驗分會一起組織了20 07 年全國

6、失效分析學術會議。1994 年成立了中國航空學會失效分析專業(yè)分會。中國航空學會失效分析專業(yè)分會己組織召開了五屆全國失效分析學術會議。編輯出版了多種失效分析專業(yè)書籍, 例如,金屬斷口分析、機械產品失效分析從書、機械零件失效分析、機械失效分析手冊和失效分析等。已有專門的失效分析期刊, 例如飛行事故和失效分析( 內部資料) 和失效分析與預防, 除此之外還有許多期刊開設了失效分析欄目, 例如金屬熱處理、理化檢驗( 物理分冊) 等。已有包括清華大學、北京航空航天大學等30余所大學開設了失效分析課程。三、發(fā)展趨勢1 失效分析的重視與普及程度有待提高機械失效分析是一門交叉、邊緣、綜合的新興學科, 它與多種學

7、科和技術有關。機電裝備的失效率代表著一個國家或一個企業(yè)機電產品設計或質量水平, 也代表工作條件人員的素質或管理水平, 特別是失效發(fā)生以后, 能否在短期內做出正確的判斷、得出解決的辦法, 代表一個國家或某些科技人員的科學技術水平。失效分析工作在中國起步較晚, 科技人員, 特別是有關領導沒有充分認識到失效分析的重要性, 對失效分析工作的重視程度遠低于國外發(fā)達國家的重視程度, 目前國內全面開展失效分析工作的行業(yè)很少, 涉及的領域有限, 有限數(shù)量的專業(yè)機構在從事失效分析研究和服務工作的。失效分析預測預防是從失敗入手著眼于成功和發(fā)展, 是從過去入手著眼于未來和進步的科學技術領域, 并且正向失效學這一分支

8、學科方向發(fā)展。重視這一分支學科的發(fā)展, 有意識地運用它已有的成就來分析、解決和攻克相關領域中的失效( 失敗、故障) 問題, 是人們走上成功, 科技發(fā)展少走彎路的捷徑之一。面對這樣一個現(xiàn)狀, 需要現(xiàn)有的失效分析科技工作者不斷宣傳失效分析的作用, 普及失效分析的基礎知識, 讓越來越多的人了解失效分析、認識到失效分析的重要性, 同時失效分析科技工作者和相關研究機構需要加強聯(lián)合, 這樣才能擴大失效分析隊伍的整體影響。經(jīng)過大家的共同努力, 使失效分析從一個研究方向逐步發(fā)展成為一個學科, 形成一個完整的體系。失效分析目前還沒有得到國家或部門的授權, 需要失效分析工作者團結起來, 不斷努力, 擴大影響, 爭

9、取在不久的將來獲得失效分析資格的認證。2 失效分析人員水平差別較大, 需要大力推進人員培訓與技術交流失效分析是一門綜合性的技術學科, 涉及材料學、力學、摩擦學、腐蝕學和機械制造工藝等。失效過程是一個十分復雜的過程, 特別是一個大系統(tǒng)的失效, 一般工作條件復雜、可疑點較多、難度也大, 對失效人員的要求是知識面要廣, 并具有一定深度, 以及豐富的實踐經(jīng)驗。失效分析是從結果推斷失效原因的過程, 常常是一果多因, 因而失效分析工作要正確的分析思路和程序, 它可以幫助分析人員快速、準確地查明失效的原因和機理。鑒于失效分析工作的重要性、復雜性和特殊性, 失效分析人員應在實踐中逐步培養(yǎng), 從事失效分析工作的

10、科技人員需要具有敏銳的觀察力和熟練的分析技術。目前我國失效分析專家和工程師數(shù)量還遠遠不能滿足需要, 分析人員的水平和能力參差不齊, 因此, 迫切需要加強失效分析技術人員的培訓, 失效分析人員的能力和水平是在工作實踐中不斷提高的, 因此, 需要加強失效分析技術人員間的技術交流, 這樣可以不斷提高失效分析人員素質和水平, 提高整個行業(yè)及國家的失效分析能力和水平。失效分析人員要善于學習, 向書本學習, 向實踐學習, 向同行學習, 向一切可能共事的人們學習。3 加強與國外發(fā)達國家的交流與合作國外發(fā)達國家失效分析工作的歷史悠久, 對失效分析工作的重視和普及程度遠高于中國, 在國外, 大到航天飛機的爆炸,

11、 小到螺絲釘?shù)臄嗔讯家M行深入細致的失效分析工作。另外國外從事失效分析工作的機構數(shù)量多, 人員隊伍整齊, 相應的學會和組織很多。積極參加國際相關學術組織的會議以及重要活動, 通過與發(fā)達國家的學術交流, 學習他們的先進經(jīng)驗, 努力擴大加入相應國際組織的數(shù)量, 提高我國失效分析的能力和水平, 逐步縮小與發(fā)達國家間在失效分析領域的差距。隨著中國的經(jīng)濟快速發(fā)展, 特別是制造業(yè)的高速發(fā)展, 中國制造的產品大量出口到世界各地, 同時產品失效的現(xiàn)象也越來越多, 迫切需要科學、公正和快速的技術分析報告, 以此為依據(jù)處理產品索賠和責任糾紛等。因此, 在開展失效分析, 加強國際交流與合作的同時, 在今后要逐步建立

12、與不同國家間的分析結果互認。4 加強失效分析新技術和新方法的研究失效分析的發(fā)展趨勢將是: 簡單的斷口分析逐步發(fā)展為綜合分析; 單一服役條下失效的診斷逐步發(fā)展為復雜服役條件下失效的診斷; 由定性分析向定量分析過渡; 變事后分析為事先分析; 從單一模式的安全評定向多參數(shù)、全過程的安全評定發(fā)展。使失效分析從“ 手藝, , 、技術向失效學學科體系發(fā)展; 變失效診斷為失效模式、原因、機理的診斷; 從失效預測向剩余壽命、安全狀況、可靠性的預測過渡; 失效預防向工程預防、抗失效設計、專家系統(tǒng)發(fā)展。因此, 需要不斷引入新分析手段和分析方法。隨著科學技術的進步, 新材料、新工藝和新技術不斷應用, 會有新的失效模

13、式不斷出現(xiàn), 國內研究單位常常忽視了研制階段的失效分析工作, 特別是研究產品可能出現(xiàn)的失效模式和應采取的措施方面資金和技術力量投入少。因此, 應該在新材料、新工藝和新技術研發(fā)的同時, 應該加強失效模式的研究, 變被動的事后分析為主動的事先的診斷和預防。5 發(fā)揮學會的優(yōu)勢, 服務會員, 面向基層, 中立機構學會作為某一領域科技工作的社團, 它團結和組織了本領域內的大量專家和學者, 特別是隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術的不斷進步, 學會作為一個中立的機構, 發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)國家民政部的管理辦法, 目前二級學會已取得了民間社團登記證, 具有獨立的法人地位, 為開展學會活動, 提供技術咨詢和技術服務提供了便利便條。因此, 我們要充分利用學會的優(yōu)勢, 夯實學會組織工作基礎, 加強學會自身的組織建設, 樹立科學辦會、民主辦會、依法辦會、以德興會的良好會風, 倡導崇尚自主創(chuàng)新、格守科學道德、追求和諧進步的良好學風, 團結會員, 服務行業(yè), 服務社會。把學會建設成為適應社