培训中心 物理检验工培训教材 4 失效分析.doc

PAGE PAGE 1 第四篇 失效分析 第一章 失效及失效分析的概念 第一节 失效及失效分析的定义、分析的意义和重要性 一、失效和失效分析的定义和概念 机械零件、设备、装备、装置或系统统称为机械产品。机械产品丧失功能的现象称为失效。分析失效的原因，研究采取补救和预防措施的技术活动和管理活动称为失效分析。研究机械产品的失效理论、失效诊断技术和失效预防工程的学科则为机械失效学。 机械产品的失效是不以人们意志为转移的客观事实。失效分析的目的是减少同类失效事故的重复发生。失效分析的重点是分析失效的原因和采取预防措施，即所谓失效诊断和失效对策。失效分析的范围是技术活动和管理活动的综合。失效分析的依据则是机械产品的性能参数、机械零件、“设备和系统的可靠度分析资料(即数理统计资料)及机械零、部件的失效残骸。 “失效”与“故障”是二个不同概念又紧密相关的名词，而在实用上常常混用，为统一起见，本书中一律使用“失效”一词。“失效”与“事故”更是紧密相关的两个范畴；“事故”强调的是后果，即造成的损失和危害，而“失效”强调的是机械产品本身的功能状态。“失效”与“事故”常常有一定的因果关系，但二者并没有必然的联系。“失效”与“废品” 两个名词也具有不同的含义。“废品”是指不符合技术规范、标准或图纸要求的而又不需返修的产品或零件，这就是说“废品”是指那些不具有基本功能的、尚未投入使用的零件或产品，因此也就不存在丧失功能的问题；但在制造过程的检验漏网的废品，可能产生使用过程中的失效，因此“废品”与“失效”在分析方法和处理原则上又有许多共同之处。 机械产品的早期失效常常是该产品质量低劣和全面质量管理不善的直接反映。机械产品助早期恶性失效(如爆破和断裂等)往往会造成重大的经济损失和人身伤亡事故。机械产品此类失效重复发生不仅影响产品的市场信誉和企业的效益，而且直接危及国民经济发展的速度和国家的威望。 例如：1944年10月美国东俄亥俄州煤气公司液化天然气储藏基地，一台直径为21．3m、高12．8m的圆筒形储藏在其l／3至l／2的高度处被乳喷出液化石油气，接着起火爆炸。20min后，一台内径为17．4m的球罐又因受热而爆炸，共死亡128人，损失约680万美元。又如：1979年9月，我国某电化厂氯气车间的液氯瓶爆炸，使得10吨氯气外溢扩散，波及范围达数百平方公里，致使五十余人死亡，七百余人中毒住院直接损失达63万元。 二、失效分析的意义和重要性 (1)失效分析可以减少和预防机械产品同类失效事故的重复发生，从而提高机械产品质量和减少经济损失，它是创建名牌机械产品的必由之路和科学途径。 (2)失效是产品质量控制网发生偏差的反映，失效分析是可靠性工程必不可少的基础技术合作，加强机械产品失效及其分析工作的管理必将强化全而质量管理工作，因此它是机械产品全而质量管理中的重要组成部分和关键的技术环节。 (3)失效分析是机械产品维修工作的技术基础，它可以决定维修的可能性、技术和方法，从而提高维修工作的质量、速度和效益。 (4)失效分析可以为仲裁失效事故的责任、侦破犯罪案件开展技术保险业务、修改和制定产品质量标准等方面提供可靠的科学技术依据，它是经济立法工作中重要程序和基础技术工作，从而可提高经济法的完整性、科学性和客观权威性。 (5)失效分析是技术开发、技术改造、技术进步乃至整个科学技术水平的提高等方面的“开拓者”和“杠杆”，它提供信息、方向、途径和方法从而提高国民经济发展和科学技术发展的速度。 (6)机械产品失效及其分析工作的累积统计资料可以提供技术信息、经济信息和人材信息它可以反映经济工作、科学技术研究和人材培养方面的薄弱环节和失误或失调，因此它是领导者们进行宏观经济和技术决策重要的信息来源，它也是科学技术人员认识事物和改造事物的信息源泉。 第二节 机械产品失效的分类 所谓分类就是从一定的目的出发，按照事物的某种属性加以归纳的方法。事物都是具有多重属性的，机械产品的失效也不例外，因此失效的分类方法也是多种多样的。为了便于失效的研究、分析和事后处理，一般可以将失效按以下三种方法分类：即从技术观点、质量管理的观点和经济法的观点进行分类。按技术观点进行分类便于对失效进行机理研究、分析诊断和采取预防对策，按质量管理的观点进行分类便于管理和反馈；按经济法的观点送行分类则便于事后处理。本书将主要讨论从技术观点的分类。 一、从“失效分析技术”观点分类 从失效分析的技术观点进行分类主要是按失效模式和失效机理分类。失效模式是指失效的外在宏观表现形式和规律。失效机理则是指引起失效的微观的物理化学变化过程和本质。按失效模式和失效机理相结合对失效进行分类就是宏观