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第7章 设备的故障与事故
教学内容
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设备故障分类及分析方法
设备的故障及分类
设备故障分析方法
设备事故的管理
设备事故的概念
设备事故的管理
设备事故典型调查程序
设备事故的处理
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教学内容
重点与难点
设备故障分析方法：统计分析分析；分步分析法；故障树分析法(难点)；典型事故分析法。
设备事故典型调查。
学习目标
掌握设备故障概念及其分类；
学会掌握用统计分析分析、分步分析法、故障树分析法(难点)和典型事故分析法分析设备故障；
掌握各种设备事故的管理。
实际生产中，设备故障与设备的事故是客观存在的。为了最大限度地提高企业的经济效益，其中相当重要的一点就是希望把设备故障次数降低到最低限度。 减少设备故障次数，提高了设备运转率，可以提高产量，降低消耗，从而降低成本。研究设备故障，减少设备故障是从事设备管理与维修工作者的一项重要任务。
概述：
设备故障分类及分析方法
河南理工大学机械与动力工程学院 2025/5/9
设备的故障及分类
1、设备故障的概念
在《设备管理维修术语》一书中，将故障定义为“设备丧失规定的功能”。这一概念可包括如下内容：
(1) 引起系统立即丧失其功能的破坏性故障：
(2) 与设备性能降低有关的性能上的故障；
(3) 即使设备当时正在生产规定的产品，而当操作者无意或蓄意使设备脱离正常的运转时。
要明确什么是故障、异常和事故，他们之间的关系是什么？
事故也是一种故障，是侧重安全与费用上的考虑而建立的术语，通常是指设备失去了安全的状态或设备受到非正常损坏等。
设备的故障及分类
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2、设备故障的分类
设备的故障按技术性原因，可分为四大类：即磨损性故障、腐蚀性故障、断裂性故障及老化性故障。
(1) 磨损性故障：由于运动部件磨损，在某一时刻超过极限值所引起的故障。
概念：所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触作相互运动的对偶表面，在磨擦作用下发生尺寸、形状和表面质量变化的现象。
分类：按其形成机理又分为粘附磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微振磨损等四种类型。
(2) 腐蚀性故障：
分类：按腐蚀机理不同又可分化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三类。
化学腐蚀： 金属和周围介质直接发生化学反应所造成的腐蚀。反应过程中没有电流产生。
设备的故障及分类
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2、设备故障的分类
(2) 腐蚀性故障：
电化学腐蚀：金属与电介质溶液发生电化学反应所造成的腐蚀。反应过程中有电流产生。
物理腐蚀：金属与熔融盐、熔碱、液态金属相接触，使金属某一区域不断熔解，另一区域不断形成的物质转移现象，即物理腐蚀。
在实际生产中，常以金属腐蚀不同形式来分类。常见的有八种腐蚀形式，即均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损性腐蚀、应力腐蚀。
设备的故障及分类
河南理工大学机械与动力工程学院 2025/5/9
2、设备故障的分类
(3) 断裂性故障：
分类：脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、塑性断裂等。
脆性断裂：原因有
由于材料性质不均匀所引起；
由于加加工工艺处理不当所引起，如在锻、铸、焊、磨、热处理等工艺过程中处理不当，就容易产生脆性断裂；
由于恶劣环境所引起，如温度过低，使材料的机械性能降低，主要是指冲击韧性降低，因此低温容器(－20℃以下)必须选用冲击值大于一定值的材料，再如放射线幅射能引起材料脆化，从而引起脆性断裂。
设备的故障及分类
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2、设备故障的分类
(3) 断裂性故障：
疲劳断裂：原因有
由于热疲劳，如高温疲劳等；
机械疲劳，又分弯曲疲劳、扭转疲劳、接触疲劳、复合载荷疲劳等；
复杂环境下的疲劳，由于各种综合因素共同作用所引起。
应力腐蚀断裂：原因有
一个有热应力、焊接应力、残余应力或其它外加拉应力的设备，如果同时存在与金属材料相匹配的腐蚀介质，则将使材料产生裂纹，并以显著速度发展的一种开裂，
如不锈钢在氯化物介质中的开裂，黄铜在含氨介质中的开裂，都是应力腐蚀。
又如所谓氢脆和碱脆现象造成的破坏，是应力腐蚀断裂。
塑性断裂：塑性断裂是由过载断裂和撞击断裂所引起。
(4) 老化性故障：上述综合因素作用于设备，使其性能老化所引起的故障。
设备故障分析方法
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故障分析的方法一般有统计分析法、分步分析法、故障树分析法和典型事故分析法等。
1、统计分析法
概念：通过统计某一设备或同类设备的零部件(如活塞、填料等)或因某方面技术问题(如腐蚀、强度等)所发生的故障，占该设备或该类设备各故障的百分比，然后分析设备故障发生的主要问题所在，为修理和经营决策提供依据的一种故障分析法，称为统计分析法。
举例：以腐蚀为例。
工业发达国家都很重视腐蚀故障的经济损失，经统计每年由于腐蚀损失达国民经济总值的5％。
设备故障中，其腐蚀故障约占设备故障的一半以上。
国外对腐蚀故障作了具体分析，得出的结论是：随着工业的发展，腐蚀形式也发生了变化，不仅仅是壁厚减薄，或表面形成局部腐蚀，而且主要是以裂纹、微裂纹等形式出现了。
设备故障分析方法
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1、统计分析法 举例：以腐蚀为例
腐蚀形式
一般形式腐蚀
裂纹(应力和疲劳腐蚀)
晶间腐蚀
局部腐蚀
点蚀
汽蚀
浸蚀
其他
%
31
表7－1 美国杜邦公司统计资料
腐蚀形式
%
腐蚀形式
%
腐蚀形式
%
腐蚀形式
%
应力腐蚀
均匀腐蚀
疲劳腐蚀
其他
点蚀
晶间腐蚀
氢蚀
表7－2 日本三菱化工机械公司10间的统计资料
腐蚀形式
1963-1968年/%
1969-1973年/%
腐蚀形式
1963-1968年/%
1969-1973年/%
均匀腐蚀
22
21
应力和疲劳腐蚀
48
51
局部腐蚀
22
22
脆性破坏/
其他
3/
5
6/
5
表7－3 日本挥发油株式会社10间的统计资料