失效分析程序簡述

1、失效分析程序簡述機械失效常常會出現(xiàn)多個機件發(fā)生失效，特別是機械事故發(fā)生的時候，往往 有大量機件同時遭到破壞，情況相當復(fù)雜，而失效原因也錯綜復(fù)雜、多種多樣。因 此,需要有正確的失效分析思路和合理的失效分析步驟。失效分析的實施步驟和 程序旨在保證失效分析順利有效地進行，但是機械產(chǎn)品的失效常常是千變?nèi)f化， 很難制定一個統(tǒng)一的失效分析程序。因此，其細節(jié)的制定應(yīng)根據(jù)失效事件的具體 情況（失效設(shè)備的類型及其失效的嚴重性等）、失效分析的目的與要求（是為機理 研究、技術(shù)改進，還是為法律仲裁等）、以及有關(guān)合同或法規(guī)的規(guī)定來決定。下面介紹一般通用的失效分析實施步驟和程序，原則上可供參考和引用。圖1示 出了推薦的失

2、效分析實施步驟和程序的流程圖。tT按紆夾斂井岳!L Srzc F研藏補救抬施刖曲茹措菇1、!=yI *用P J制藥呦機芙!仝武L-t各經(jīng)濟制仃.生嚴Wh昇硏醜門、教n細門及壯仝公&圖1失效分析實施步驟和程序1保護失效現(xiàn)場 保護失效現(xiàn)場的一切證據(jù)，維持原狀、完整無缺和真實不偽，是保證失效分析得以 順利有效地進行的先決條件。失效現(xiàn)場的保護范圍視機械設(shè)備的類型及其失效發(fā) 生的范圍而定。2失效現(xiàn)場取證和收集背景材料 失效現(xiàn)場取證應(yīng)由授權(quán)的失效分析人員執(zhí)行，并授權(quán)收集一切有關(guān)的背景材料。 失效現(xiàn)場取證可用攝影、錄像、錄音和繪圖及文字描述等方式進行記錄。失效現(xiàn)場取證所應(yīng)注意觀察和記錄的項目主要有

3、(1)失效部件及碎片的名稱、尺寸大小、形狀和散落方位。(2)失效部件周圍散落的金屬屑和粉末、氧化皮和粉末、潤滑殘留物及一切可疑 的雜物和痕跡。失效部件和碎片的變形、裂紋、斷口、腐蝕、磨損的外觀、位置和起始點 表面的材料特征，如燒傷色澤、附著物、氧化物和腐蝕生成物等。失效設(shè)備或部件的結(jié)構(gòu)和制造特征。環(huán)境條件(失效設(shè)備的周圍景物、環(huán)境溫度、濕度、大氣和水質(zhì))。聽取操作人員及佐證人介紹事故發(fā)生時情況(錄音記錄)。在觀察和記錄時要按照一定順序，避免出現(xiàn)遺漏。例如觀察和記錄時由左向右、 由上向下、由表及里和由低倍到高倍等。所應(yīng)收集的背景材料通常有：(1)失效設(shè)備的類型、制造廠名、制造日期、出廠批號，用戶

4、、安裝地點、投入運行日期、操作人員、維修人員、運行記錄、維修記錄、操作規(guī)程和安全規(guī)程。(2)該設(shè)備的設(shè)計計算書及圖紙、材料檢驗記錄、制造工藝記錄、質(zhì)量控制記錄、 驗收記錄和質(zhì)量保證合同及其技術(shù)文件，還有使用說明書。(3)有關(guān)的標準、法規(guī)及其他參考文獻。(4)收集同類或相似部件過去曾發(fā)生過的失效情況。3制定失效分析計劃只有極少數(shù)的情況下，通過現(xiàn)場和背景材料的分析就能得出失效原因的結(jié)論。大 多數(shù)失效案例都需根據(jù)現(xiàn)場取證和背景材料的綜合分析結(jié)果來制定失效分析計 劃,確定進一步分析試驗的目的、內(nèi)容、方法和實施方式。在制定失效分析計劃前要初步確定肇事件(確定肇事件的方法在后續(xù)講座中有詳 細介紹)，通過肇

5、事件的分析可以判斷失效模式、 確定失效原因和機理，失效分析 的詳細計劃是圍繞著肇事件進行的，因此,確定肇事件是一項非常重要的工作。 失效分析計劃由授權(quán)的分析人員制定，根據(jù)具體情況或要求，可由有關(guān)方面的代 表參加討論。失效分析試驗過程通常包括如下內(nèi)容：金相檢查；化學成分分析；無損檢 測；材料性能測試；試樣的選取、保護和清洗；試樣的宏觀檢查和分析； 試樣的微觀檢查和分析；斷裂力學分析；模擬試驗等。對各項試驗方案應(yīng)考慮其必要性、有效性和經(jīng)濟性。一般宜先從簡單的試驗方法 入手，如有必要時才進一步采用費用高的和較復(fù)雜的試驗方法。如確屬必要進行 失效模擬試驗，其設(shè)計應(yīng)盡可能模擬真實的工況條件，使之具有說服

6、力。,一旦取樣失誤，就,造成不可挽救的從失效部件上和殘留物上制取試件或樣品，對于失效分析的成敗具有十分重要意 義，務(wù)必要周密計劃切取試樣的位置、尺寸、數(shù)量和取樣方法。應(yīng)當特別強調(diào) 失效部件和殘留物上具有說服力的位置和尺寸是十分有限的 無法復(fù)原而完全喪失說明力，致使整個失效分析計劃歸于失敗 后果。,為了適應(yīng)新的情失效分析計劃要留有余地，以便在個別試驗中發(fā)現(xiàn)意外現(xiàn)象時 況,可中途改變某些方法，或做補充試驗。4執(zhí)行失效分析計劃 失效分析的各項試驗應(yīng)嚴格遵照計劃執(zhí)行，要有詳細記錄，隨時分析試驗結(jié)果。失 效分析的試驗一般具有幾個不同于一般科研試驗的特點，應(yīng)特別予以重視。(1) 一般都要求在很短的時間內(nèi)取

7、得試驗結(jié)果，因此既要保證按時完成、又要防 止在匆忙中發(fā)生疏忽和差錯。度。許多失效分析工作涉及法律問題，為此,各項試驗工作應(yīng)建立嚴格的責任制 試驗人員在試驗記錄和報告上簽名。試件、樣品都要直接取自失效實物，一般不能用其它來源的試件樣品代替。失效分析是人們進一步認識未知客觀世界的一種科研活動，試驗人員切不可在思想上存在先入為主的概念，錯誤認為失效分析的試驗只不過是已知條件的復(fù) 驗、以致放松對試驗過程中出現(xiàn)新現(xiàn)象的觀察。實際上 ，失效分析往往含有新發(fā) 現(xiàn)和技術(shù)突破，試驗人員更應(yīng)注意觀察這種試驗的全過程。5綜合評定分析結(jié)果 授權(quán)的失效分析人員，要經(jīng)過充分的討論，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、背景材料及各項試驗結(jié)果 做綜

8、合分析，確定失效的過程和原因，做出分析結(jié)論。綜合分析,特別是在復(fù)雜的失效案例情況下,可來用故障樹(Fault Tree) 找其它 形式的邏輯圖分析方法。在大多數(shù)情況下，失效原因可能有多種。應(yīng)努力分清主要原因和次要原因。綜合分析討論會應(yīng)有詳細的發(fā)言記錄和代表共同意見的會議紀要及與會人員簽 名,并存入失效案例檔案。6研究補救措施和預(yù)防措施 失效分析的目的不僅限于弄清失效原因，更重要的還在于研究提出有效的補救措 施和預(yù)防措施。從大量同類和相似失效案例分析積累的豐富經(jīng)驗有利于這類措施 的研究。補救措施和預(yù)防措施可能涉及設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、材料技術(shù)、運行技術(shù)、 修補技術(shù)以及質(zhì)量管理的改進，乃至涉及

9、技術(shù)規(guī)范、標準和法規(guī)的修訂建議。這 類研究工作量往往很大，除個別簡單情況可由承擔失效分析的人員進行外，一般由失效分析人員提出問題或補救方案，由負責單位責成有關(guān)專業(yè)部門或單位進行 專題研究,提出研究報告，作為改進設(shè)備的依據(jù)。7起草失效分析報告 失效分析報告一般可不規(guī)定統(tǒng)一的格式，但行文要簡練，條目要分明，內(nèi)容一般應(yīng) 包括下列項目：題目；任務(wù)來源,包括任務(wù)下達者及下達日期，任務(wù)內(nèi)容簡述，要求的分析目的；各項試驗過程及結(jié)果；分析結(jié)果失效原因；補救措施和預(yù)防措施或建議；附件(原始記錄、圖片等)；失效分析人員簽名及日期。對于大宗同類產(chǎn)品的失效分析，宜規(guī)定一定的報告形式。以便于事后的統(tǒng)計分析 工作和計算機

10、輔助失效分析。8評審失效分析報告失效分析評審會的組織形式及其參加人員可由有關(guān)方面協(xié)商決定，一般宜由失效分析工作人員、失效設(shè)備的制造廠商代表、用戶代表、管理部門代表、司法部門 代表和聘請的其他專家組成。各方面代表應(yīng)本著尊重科學、尊重事實和法律的態(tài) 度履行其評審職責，不得對失效分析人員以任何形式施加不正當?shù)膲毫陀绊憽?失效分析人員的客觀公正立場應(yīng)受維護和尊重。9提出失效分析報告 失效分析報告通過評審后，按評審決議修改并制定成報告正式文本，內(nèi)容項目除 起草報告中的7項外,還宜增加下列3項：評審意見，包括評審人員簽名及日 期；呈送及抄送單位，包括抄送反饋系統(tǒng)；密級。10反饋失效分析成果 反饋系統(tǒng)是失效分析成果的管理系統(tǒng)，目的在于充分利用失效分析所獲得的寶貴 技術(shù)信息、推動技術(shù)革新、促進科學進步和提高產(chǎn)品質(zhì)量。失效分析的反饋系統(tǒng)可采取多種組織形式，例如可與企業(yè)的技術(shù)開發(fā)和情報部門 結(jié)合,