可靠性工程第五章.ppt

例：某高压换热器在管板关管束焊接接口部位发生泄漏，通过故障树分析，寻找导致泄漏的主要影响因素。 管板约束接口焊缝泄漏 热影响区硬化 疲劳裂纹扩展 超过临界尺寸 含氢量的影响 焊接热循环 材料硬化 焊接区氢扩散 焊接区氢含量 裂纹萌生机制 漏检裂纹 约束 操作波动 1 2 3 4 5 6 7 冷却速率 峰值温度 材料性质 导热性质 峰值温度持续时间 1 加热速率 2 从表面辐散热量 19 母材初温 18 焊接速率 9 焊接电流 10 焊接电压 11 焊层厚度 12 焊条管理 13 预热 17 坡口形式 14 材料性质 焊接速率 9 焊接电流 10 焊接电压 11 焊层厚度 12 比热 23 24 密度 25 导热性质 比热 23 24 密度 25 1 C含量 Mn含量 其它元素 Si含量 Mo含量 Cr含量 焊接速率 9 焊接电流 10 焊接电压 11 厚度 焊条管理 坡口形式 压力 温度 腐蚀 NDT设备查不出来 NDT设备查出来但工作人员疏忽 30 20 3 4 5 6 7 8 15 12 13 14 31 32 16 焊接环境温度 焊条类型低氢与否 喊干燥程度 21 22 2 5 3 4 7 缺陷 焊条管理 预热 母材初温 局部应力 晶粒边界 结构不连续 非金属夹杂 晶格缺陷 厚度 坡口形式 约束程度 焊接速率 9 焊接电流 10 焊接电压 11 厚度 焊条管理 坡口形式 12 13 14 26 27 28 29 13 14 12 17 18 6 T A B D E G B C I B D F H A={1、2、3、4、5、6、7、8}，B={9、10、11、12、13、14} C={15、16}，D={17、18}，E={19}，F={20、21、22}，G={23、24、25} H={26、27、28、29}，I={30、31、32} 由最小割集表示的故障树 P2 P3 P1 第五章 故障树分析（FTA） （Failure Tree Analysis) §3.1 故障树建立 §3.2 故障树定性分析 §3.3 故障树定量分析 §3.1 故障树建立 FTA是根据系统的结构和功能关系，逐级分析系统故障发生的原因，把系统故障传递的逻辑关系用树形图表示，并以此树形图为模型对系统进行可靠性分析的方法。这种表示系统故障因果关系的树形图就是故障树。 故障树的特点 FTA是图形演绎法，故障在一定条件下的逻辑推理 通过FTA可以发现系统的全部可能失效状态 通过FTA可以提供一个直观的维修界面 故障树的特点： 全面反映系统各种故障原因与系统故障的关系 清晰反映出每种可能故障的传递途径 既可以包含硬件故障的影响，也能反映人员差错、环境因素的影响 不可维修系统和可维修系统均可利用 故障树图可以指导维修 工程人员容易掌握 通过FTA进行定量分析有一定难度 FTA的优缺点 (2) FTA 逻辑推理严谨，数学计算严密，既能定性地判断，又能定量地计算各底事件对顶事件影响程度的大小。 1. FTA的优点： (1) FTA可追溯系统失效的根源到基础元件失效（底事件）的组合关系。因此，它是一种多因素的分析法，可以分析几种因素同时起作用才能导致的某种后果。 2. FTA的缺点： 因为FTA是一种系统化的演绎方法，所以分析过程比较繁琐，计算量很大，需借助于计算机完成。且在分析过程中若稍有疏忽，有可能漏过某一后果严重的故障模式。 故障树分析法（FTA）是1961年提出来的，首先用于分析导弹发射系统，后来推广应用到航天部门、核能及化工等许多领域，虽然其出现已经近四十多年了，但其发展仍方兴未艾。 FTA的发展及主要应用方面 FTA是分析复杂系统可靠性和安全性的有效方法，它便于分析单调关联系统、非单调关联系统、多状态系统和多状态非单调关联等系统的可靠性和安全性。 建立故障树（简称建树）是FTA的关键，如有错、漏，定性和定量分析将失去意义。 关于故障树的符号，现在我国已有技术标准，今后大家需用时请详阅GB4888-85《故障树名词术语和符号》。 为能正确建树，首先应了解建树所用符号。 此处我们仅介绍几种常用的有关符号。 一、故障树的常用符号及说明 1、事件符号 基本事件 未探明事件 结果事件 2、逻辑门符号 与门：仅当所有输入事件发生时，输出事件发生 或门：表示至少一个输入事件发生时，输出事件发生 3、转移符号 A A 相同转移符号 A A 事件标号 XXXX 相似转移符号 二、建立故障树的基本方法 1、正确选择顶事件 顶事件发生与否必须明确定义 顶事件必须能进一步分解 顶事件能定量度量