設備故障管理教材

6.1設備故障的分類6.2設備故障的發(fā)展規(guī)律6.3設備故障的分析方法6.4設備故障的診斷6.5設備故障管理的程序6.6設備零故障管理第六章設備故障管理設備故障基本概念：設備在使用過程中設備系統(tǒng)或者零部件喪失或降低其規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象。設備故障內涵：完全不能工作；性能劣化，超過規(guī)定的失效判據(jù)；失去安全工作能力。引言設備故障管理實施原因：目前，大多數(shù)設備遠未達到無維修設計的程度，因而時有故障發(fā)生，維修工作量大。為了全面掌握設備狀態(tài)，搞好設備維修，改善設備的可靠性，提高設備利用率，必須對設備的故障實行管理。實施目的：

在故障發(fā)生前，通過設備狀態(tài)的監(jiān)測與診斷，掌握設備有無劣化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障的征兆和隱患，及時進行預防維修，以控制故障的發(fā)生；

在故障發(fā)生后，及時分析原因，研究對策，采取措施排除故障或改善設備，以防止故障的再發(fā)生。機械設備的故障現(xiàn)象裂紋磨損腐蝕變形斷裂剝落、燒傷裂紋由于疲勞、腐蝕、應力突變等原因引起。裂紋的擴展會造成突發(fā)性故障或事故，因此對壓力容器、大型旋轉軸系以及連桿、齒輪等零件尤其要注意監(jiān)測，否則將造成災難性事故?，F(xiàn)象一磨損運動部件相對摩擦，摩擦副之間缺少潤滑，顆粒物料對葉片的沖刷等。造成運動部件磨損、配合精度下降、機器效率降低，還會產(chǎn)生振動、噪音和發(fā)熱等現(xiàn)象?，F(xiàn)象二腐蝕是一種化學反應現(xiàn)象，使材料減薄、強度變弱，設備失去工作效能，是一種危險的潛在故障?，F(xiàn)象三熱電偶減壓塔泡帽離心泵口環(huán)減壓爐出口彎頭減壓轉油線焊縫因為反應生成的環(huán)烷酸鐵溶于油被帶走，因此具有明顯的沖刷痕跡。案例分析：洛陽石化公司催化氣壓機出口分離器R1341開裂

2008年12月-2009年1月煉制塔河高硫高氮原料后發(fā)現(xiàn)R1341分離器同一環(huán)縫出現(xiàn)四條垂直于環(huán)焊縫的裂紋；設備材料16MnR,厚度26mm，出廠沒有消除應力熱處理，84年投用，05年有一條裂紋；設計壓力：1.7MPa，設計溫度：40℃，操作壓力：1.2MPa，操作溫度：45℃，介質為含硫化氫富氣、凝縮油和含硫污水；現(xiàn)場檢測厚度有18處分層；判斷是濕硫化氫應力腐蝕（含HCN)SSCC與HIC/SOHIC開裂;

變形設備因為為外加負負荷、不不均勻熱熱膨脹、、管道力力、物料料沖擊力力等原因因產(chǎn)生變變形。破破壞零部部件的精精度，產(chǎn)產(chǎn)生動靜靜元件之之間的摩摩擦，引引發(fā)機器器振動。?，F(xiàn)象四斷裂負荷過大大，局部部應力集集中，振振動激裂裂，或在在循環(huán)載載荷下產(chǎn)產(chǎn)生金屬屬疲勞，，引起機機械零部部件斷裂裂，輕則則引起機機器振動動，重則則發(fā)生機機器損壞壞，工藝藝氣體外外泄等嚴嚴重后果果?，F(xiàn)象五剝落、燒燒傷潤滑不良良或斷油油，工作作表面接接觸應力力過大，，使工作作表面產(chǎn)產(chǎn)生金屬屬微粒剝剝落，例例如齒輪輪、軸承承表面的的點蝕就就是疲勞勞引起的的剝落現(xiàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象六其它現(xiàn)象象轉子不平衡轉子不對中零部件松動剛性不足摩擦典型設備備故障分分析與檢檢修———泵平衡管不通暢排出閥未關填料壓得太緊泵卡住電動機或電源不正常泵不能啟動處理方法檢查電源和原動機情況用手盤動聯(lián)軸器檢查，必要時解體檢查，消除動靜部分故障放松填料關閉排出閥重新啟動。疏通平衡管泵不啟動動典型設備備故障分分析與檢檢修———泵SUST轉子不平衡問問題不平衡：：轉子質量量中心線線與轉軸軸中心線線不重合合時便產(chǎn)生生不平衡衡。圖1.1力不不平衡圖1.2力偶偶不平衡衡圖1.4動不不平衡圖1.4懸臂臂轉子不不平衡6.1設設備故故障的分分類按發(fā)生狀狀態(tài)分漸發(fā)性故故障：與與材料的的磨損、、腐蝕、、疲勞及及蠕變有有密切關關系；突發(fā)性故故障：與與設備參參數(shù)的極極限、操操作合理理性等有有關；按故障性性質分間斷性故故障：無無需更換換零部件件；永久性故故障：零零部件已已損壞。。按影響程程度分完全性故故障：完完全喪失失功能；；局部性故故障：某某些功能能喪失。。6.1設設備故故障的分分類按發(fā)生原原因分磨損性故故障：正正常磨損損；錯用性故故障：錯錯用、維維護不當當；固有的薄薄弱性故故障：設設計問題題。按危險性性分危險性故故障：安安保系統(tǒng)統(tǒng)、制動動系統(tǒng)失失靈；安全性故故障：安安保系統(tǒng)統(tǒng)不需動動作時動動作。按發(fā)生、、發(fā)展規(guī)規(guī)律分隨機故障障：發(fā)生生隨機；；有規(guī)則故故障：有有規(guī)律可可循。故障模式式即故障障的表現(xiàn)現(xiàn)形式或或特征；；主要的故故障模式式有損壞壞型、退退化型、、松脫型型、堵塞塞型、滲滲漏型、、性能衰衰退型和和喪失功功能型等等。6.2設設備故故障的發(fā)發(fā)展規(guī)律律1.機械設備備性能或或狀態(tài)變變化圖：：“P””點表表示性性能已已經(jīng)惡惡化，，并發(fā)發(fā)展到到可識別的的潛在故故障的的程度度?！癋””點表表示潛潛在故故障已已變成成功能能故障障，已已質變變到損損壞的的程度度。各種故故障的的P-F間間隔差差別很很大，，可由由幾秒秒到好好幾年年，突突發(fā)故故障的的P-F間間隔一一般就就很短短。潛在故故障（（Potentialfailure））———指故障障發(fā)生生前的的一些些預兆兆，是是可以以識別別的物物理態(tài)態(tài)，它它表明明一種種可能能的故故障即即將發(fā)發(fā)生。。功能性性故障障（Functionalfailure））———指設備備已喪喪失了了某種種規(guī)定定功能能。設備從從潛在在故障障到功功能故故障的的間隔隔期為為P-F間間隔。。6.2設設備故故障的的發(fā)展展規(guī)律律早期故故障期期又稱為為“磨磨合期期”，，開始始故障障率很很高，，但隨隨時間間的推推移故故障率率迅速速下降降。此此期間間發(fā)生生的故故障，，主要要是由由設計計、制制造上上的缺缺陷所所致，，或是是使用用環(huán)境境不當當所造造成。。2.設備的典型型故障率曲曲線：6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律偶發(fā)故障期期又稱“有效效壽命”階階段，故障障率大致處處于穩(wěn)定狀狀態(tài)，趨于于定值。在在此期間，，故障發(fā)生是是隨機的。多起因于于設計、使使用不當及及維修不力力。故通過過提高設計計質量，改改進使用管管理，加強強監(jiān)視診斷斷與維護保保養(yǎng)等工作作，可使故故障率降低低到最低水水平。2.設備的典型型故障率曲曲線：6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律耗損故障期期在設備使用用的后期，，故障率開開始上升。。這是由于于設備零部部件的磨損損、疲勞、、老化、腐腐蝕等造成成。2.設備的典型型故障率曲曲線：進展：隨著著科學技術術的發(fā)展，，特別是機機電液一體體化技術的的綜合應用用，由簡單單的機械設設備轉變?yōu)闉橛嬎銠C輔輔助控制的的大型復雜雜設備。這這些精密、、大型、數(shù)數(shù)控等結構構復雜設備備的故障規(guī)規(guī)律與傳統(tǒng)統(tǒng)的浴盆曲曲線相背離離，使人們們開始對這這些設備的的故障規(guī)律律進行研究究。6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律“浴盆曲線線”說明：：真實地反映映出設備從從磨合、調調試、正常常工作到大大修或報廢廢期間故障障率變化的的規(guī)律。6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律3.進展———五種故故障率曲線線圖：曲線A顯示示了恒定的的，或者略略增的故障障率，接著著就是磨損損期。曲線B顯示示了緩慢增增長的故障障率，但沒沒有明顯的的磨損期。。曲線C顯示示了新設備備從剛出廠廠的低故障障率，急劇劇地增長到到一個恒定定的故障率率。6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律3.進展———五種故故障率曲線線圖：曲線D顯示示了設備整整個壽命周周期內的一一個恒定的的故障率。。曲線E顯示示，開始有有高的初期期故障率，，然后急劇劇地降低到到一個恒定定的或者是是增長極為為緩慢的故故障率。研究數(shù)據(jù)：：4％的設備備遵循典型型的浴盆曲曲線，2％％的設備遵遵循曲線A，5％的的設備遵循循曲線B，，7％的設設備遵循曲曲線C，14％的設設備遵循曲曲線D，不不少于68％的設備備遵循曲線線E。結論：在設設備越來越越復雜的情情況下，更更多的設備備遵循D和和E所代表表的模式。。6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律6.2設設備故障的的發(fā)展規(guī)律律總結：故障障發(fā)展規(guī)律律原來認為設設備使用時時間越長磨磨損越嚴重重，而會使使故障率上上升的觀點點不一定正正確。對于某種故故障模式起起主導作用用的設備，，故障率可可能與使用用時間有關關。而對于于大多數(shù)設設備來說，，使用時間間長短對于于設備可靠靠性的影響響不大。6.3設設備故障的的分析方法法對故障進行行分析的原原因：設備故障信信息輸入計計算機后，，管理人員員可根據(jù)工工作需要，，打印輸出出各種表格格、數(shù)據(jù)、、信息，為為分析、處處理故障，，搞好維修修和可靠性性、維修性性研究提供供依據(jù)。即即為制訂管管理目標的的主要依據(jù)據(jù)。6.3設設備故障的的分析方法法6.3.1故障信信息數(shù)據(jù)收收集與統(tǒng)計計1.設備故故障信息：：設備故障的的發(fā)生、發(fā)發(fā)展直到排排除全過程程的信息；；2.設備故故障信息的的主要內容容：故障對象的相相關數(shù)據(jù)：設設備種類、編編號、生產(chǎn)廠廠家、使用經(jīng)經(jīng)歷等；故障識別數(shù)據(jù)據(jù)：故障類型型、故障現(xiàn)場場的形態(tài)表達達、故障時間間等；故障鑒定數(shù)據(jù)據(jù)：故障現(xiàn)象象、故障原因因、故障部位位、測試數(shù)據(jù)據(jù)等；故障修理數(shù)據(jù)據(jù)：排除故障障時間、更換換修復情況等等；故障設備的歷歷史資料。6.3設備備故障的分析析方法3.設備故障障信息的來源源：故障現(xiàn)場調查查資料故障專題分析析報告故障修理單設備使用情況況報告（運行行日志）定期檢查記錄錄狀態(tài)監(jiān)測和故故障診斷記錄錄產(chǎn)品說明書、、出廠檢驗、、試驗數(shù)據(jù)設備安裝、調調試記錄修理檢驗記錄錄4.故障信息息的儲存與統(tǒng)統(tǒng)計用計算機輔助助設備故障管管理子系統(tǒng)，，該系統(tǒng)具有有功能：設備故障信息息輸入故障統(tǒng)計分析析查詢、顯示、、打印故障設設備名稱各車間或全廠廠（按月、季季、年）故障障總次數(shù)、停停機總時間統(tǒng)計、打印主主要設備的平平均無故障工工作時間MTBF、平均均修理時間MTTR6.3設備備故障的分析析方法6.3.2故故障分析內內容與方法6.3.2.1故障原原因分類6.3設備備故障的分析析方法序號原因類型1設計問題2制造問題3安裝問題4操作保養(yǎng)不良5超負荷、使用不合理6潤滑不良7修理質量問題8自然磨損劣化9自然災害10操作者馬虎大意11操作者技術不熟練12違章操作13原因不明50100占全部故障頻率數(shù)%潤滑不良自然磨損操作保養(yǎng)不良操作者馬虎大意維修質量不高操作不熟練超載使用不合理制造不良違章操作設計不良原因不明6.3.2.2典型故故障分析思路：從故障造成后后果出發(fā)，抓抓住影響經(jīng)濟濟效果的主要要因素——““故障頻率、、故障停機時時間、修理費費用”進行分分析，并針對對性采取措施施，有重點改改進管理，以以求得較好的的經(jīng)濟效果。。6.3設備備故障的分析析方法方法：將一個時期內內企業(yè)或者車車間所發(fā)生的的故障情況，，根據(jù)上述三三個因素的記記錄數(shù)據(jù)排列列，找出三組組最高數(shù)據(jù)，，每一組的數(shù)數(shù)量可根據(jù)企企業(yè)的管理力力量和發(fā)生故故障的實際情情況而定。6.3.2.3MTBF分析法（（平均無故障障時間，MeanTimeBetweenFailure））記錄觀測期內內發(fā)生的全部故障（無論停機時時間長短），，包括突發(fā)故故障（事后修修復）和將要要發(fā)生的故障障（通過預防防維修排除））的有關數(shù)據(jù)資料、故故障部位（內內容）、處理理方法、發(fā)生生日期、停機機時間、修理理的工時、修修理人員等。6.3設備備故障的分析析方法……觀測期t2t1t3tn-1tnt01t02t03t0n-1t0n平均無故障時時間MTBF平均修理時間間MTTR6.3設備備故障的分析析方法6.3.2.3MTBF分析法說明：如果測定MTBF的分析析是為了解決故障發(fā)生生規(guī)律，則應把所有有原因造成的的故障都統(tǒng)計計在內。如果測定MTBF的分析析目的是求得可靠性數(shù)數(shù)據(jù)，則應在故障障統(tǒng)計中剔除除那些非正常常情況造成的的故障，如明明顯的超設備備性能使用、、人為損壞、、自然災害等等造成的設備備故障。如果把記錄故故障的工作一一直延續(xù)下去去，當設備進進入使用后期期（損耗故障障期）將會出出現(xiàn)故障密集集現(xiàn)象，故障障流的間隔時時間顯著縮短短。通過對多多臺相同設備備的故障記錄錄分析，就可可以科學估計計設備進入耗耗損故障期的的時間。6.3設備備故障的分析析方法6.3.2.4統(tǒng)計分分析法——案案例6.3.2.4統(tǒng)計分分析法通過統(tǒng)計某一一設備或同類類設備的零部部件因某方面面技術問題所所發(fā)生的故障障，占該設備備或該類設備備各種故障的的百分比，然然后分析設備備故障發(fā)生的的主要問題所所在，為修理理和經(jīng)營決策策提供依據(jù)的的一種故障分分析法。6.3設備備故障的分析析方法凱洛格公司合合成氨停車原原因分析6.3.2.5分步分析析法——凱洛格公司合合成氨停車原原因分析6.3.2.5分步分析析法——6.3.2.5分步分析析法對設備故障的的分析范圍從大到小，由由粗到細逐步進行，最最終找出故障障頻率最高的的設備零部件件或主要故障障的形成原因因，并采取對對策。6.3設備備故障的分析析方法6.3.2.6故障樹樹分析法故障樹分析法法（FaultTreeAnalysis，簡稱FTA）也稱為為失效樹分析法法，它是一種可可靠性、安全全性分析和預預測的方法，，采用由上而下的方式，先假假設系統(tǒng)發(fā)生生故障，然后后分析其可能能的原因。6.3設備備故障的分析析方法故障樹分析法法研究：引起起整個系統(tǒng)出出現(xiàn)故障這一一事件的各種種直接的和間間接的原因（（這些原因也也是事件），，在這些事件件間建立相應應的邏輯關系系，從而確定定系統(tǒng)出現(xiàn)故故障原因的可可能組合方式式及其發(fā)生的的概率。故障樹分析法法的一般步驟驟為：（1）選擇和和確定頂事件件；（2）自上而而下建造故障障樹；（3）建立故故障樹的數(shù)學學模型；（4）根據(jù)故故障樹對系統(tǒng)統(tǒng)進行可靠性性的定性分析析；（5）根據(jù)故故障樹對系統(tǒng)統(tǒng)進行可靠性性的定量計算算。6.3設備備故障的分析析方法6.4設備備故障的診斷斷一、概念：在設備運行中中或在基本不不拆卸的情況況下，通過過各種手段，，掌握設備運運行狀態(tài)，判判定產(chǎn)生故障障的部位和原原因，并預測測、預報設備備未來的狀態(tài)態(tài)。是防止事故和和計劃外停機機的有效手段段。是設備維修的的發(fā)展方向。。第一種：機械系統(tǒng)偏離正常功能故障第二種：功能失效二、應用設備備故障診斷技技術的目的：：采用設備故障障診斷技術，，至少可以達達到以下目的的：⑴保證設設備安全，防防止突發(fā)事故故；⑵保證設設備精度，提提高產(chǎn)品質量量；⑶實施狀狀態(tài)維修，節(jié)節(jié)約維修費用用；⑷避免設設備事故造成成的環(huán)境污染染；⑸提高企企業(yè)設備的現(xiàn)現(xiàn)代化管理水水平，給企業(yè)業(yè)帶來較大的的經(jīng)濟效益和和良好的社會會效益。6.4設備備故障的診斷斷信息采集信息的分析處理狀態(tài)識別三、故障診斷斷技術的基本本環(huán)節(jié)：6.4設備備故障的診斷斷四、設備故障障診斷方法：：（1）振動診診斷（（6））性能趨向診診斷（2）聲學診診斷（（7））強度診斷（3）溫度診診斷（（8））壓力診斷（4）污染物物診斷（（9）電電參數(shù)診斷（5）光學診診斷（（10）表面形貌貌診斷6.4設備備故障的診斷斷醫(yī)學健康監(jiān)測機械設備狀態(tài)監(jiān)測建立病歷檔案建立設備健康檔案望、聞、問、切聽、摸、看、聞聽心音、做心電圖振動與噪聲監(jiān)測量體溫溫度測量驗血、驗尿油液分析量血壓應力應變測量X射線、超聲檢查無損檢測技術6.4設備備故障的診斷斷6.5設備備故障管理的的程序要做好設備故故障管理，必必須認真掌握握發(fā)生故障的的原因，積累累常發(fā)故障和和典型故障資資料和數(shù)據(jù)，，開展故障分分析，重視故故障規(guī)律和故故障機理的研研究，加強日日常維護、檢檢查和預修。。這樣就可避避免突發(fā)性故故障和控制漸漸發(fā)性故障。。設備故障管理理的程序如下下：①做好宣傳教育工作，使操作作人員和維修修人員自覺地地遵守有關操操作、維護、、檢查等規(guī)章章制度，正確確使用和精心心維護設備，，對設備故障障進行認真地地記錄、統(tǒng)計計、分析。②結合本企業(yè)業(yè)生產(chǎn)實際和和設備狀況及及特點，確定設備故障管理理的重點。③采用監(jiān)測儀儀器和診斷技技術對重點設設備進行有計計劃的監(jiān)測，，及時發(fā)現(xiàn)故故障的征兆和和劣化的信息息。6.5設備備故障管理的的程序④為了迅速查查找故障的部部位和原因，，除了通過培培訓使維修、、操作人員掌掌握一定的電電氣、液壓技技術知識外，，還應把設備備常見的故障障現(xiàn)象、分析析步驟、排除除方法匯編成成故障查找邏邏輯程序圖表表，以便在故故障發(fā)生后能能迅速找出故故障部位與原原因，及時進進行故障排除除和修復。⑤完善故障記記錄制度。⑥⑥及時進行行故障的統(tǒng)計計與分析。⑦針對故障原原因、故障類類型及設備特特點的不同采采取不同的對對策。對新設置的設設備應加強使使用初期管理理：注意觀察察、掌握設備備的精度、性性能與缺陷，，做好原始記記錄。重點設備進行行狀態(tài)監(jiān)測與與診斷：建立立靈活機動的的具有較高技技術水平的維維修組織，采采用分部修復復、成組更換換的快速修理理技術與方法法。及時供應應合格備件。。利用生產(chǎn)間間隙整修設備備。對已掌握握磨損規(guī)律的的零部件采用用改裝更換等等措施。⑧做好控制故故障的日常維維修工作。⑨建立故障信信息管理流程程圖。6.5設備備故障管理的的程序6.6.1邁邁向零故障障的出發(fā)點它要求全員參與(從主管到操操作者、維護護者)、全過程體現(xiàn)(設備一生管管理各個階段段);實現(xiàn)設設備零故障管管理的過程,也是完善企企業(yè)文化的過過程。6.6設備備零故障管理理實現(xiàn)設備零故故障管理,必必須建立新的的設備管理理理念和新的心心智模式,最最重要的如:(1)傳統(tǒng)理理念認為“設設備故障是肯肯定要發(fā)生的的”;新理念念認

為““設備故障是是人為造成的的,因此,只只要通過人的的努力,設備備故障是完全全可以避免的的”。(2)傳統(tǒng)理理念認為“人人是會犯錯誤誤的”;新理理念認為“人人能夠避免錯錯誤”。(3)設備可可以終生不大大修,而以小小修、項修代代替大修。6.6.2將將故障的潛潛在缺陷暴露露出來名詞——潛在在缺陷：我們在產(chǎn)生故故障之前沒有有注意到故障障的種子缺陷陷。這樣，我我們沒加注意意的故障的種種子就叫做潛潛在缺陷。6.6設備備零故障管理理潛在缺陷包括括：1)物理的潛潛在缺陷—眼眼睛看不到，，故而愈加重重視。(1)未分析