{品质管理FMEA}起重机械设备失效模式和安全评估基础知识俞中建.docxVIP

此处是大标题样稿字样十五字以内 一、起重机械设备失效模式 （一）基本概念 1.失效——是指一台装置（或其零部件）丧失了在预定期限内的正确功能； 2.故障——是指一台装置（或其零部件）在应达到的功能上丧失了能力； 上述两者的区别是：故障应可排除而可恢复其应达到的功能，而失效则强调其已“在预定期限内”丧失了正常功能， 即强调其已处于不正常状态。 3.失效模式——一般是指能被观察或者测量出来的一种失效现象。 4.起重机械设备和零部件的主要失效模式是：磨损、变形、断裂、腐蚀等宏观现象。 （二）失效的宏观现象 1.磨损失效 通常磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种形式，这也是起重机械使用中常见的磨损。 2.断裂失效 断裂可分为延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和环境断裂四种形式。 3.腐蚀失效 腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 4.变形失效 起重机械金属构件的塑形变形达到一定程度时，将发生失稳现象，承载能力降低，影响其他部件的正常工作。 （三）起重机械的失效 起重机械的失效可以由一种或多种过程引起，其失效形式可以是单一的过程现象，也可以是组合的过程现象，其结果是一个宏观现象的表征。如腐蚀一般被认为是单一的过程，过程表征是构件表面受到腐蚀损伤；疲劳一般也被认为是单一的过程，由周期变动载荷引起构件的机械损伤， 过程表征是构件中疲劳裂纹的萌生、扩展以至断裂。腐蚀或疲劳各是独立的一种失效形式，而腐蚀疲劳则可认为是组合的过程现象，由于其出现的普遍性、后果的严重性， 并且腐蚀与疲劳互相增强，往往不作为是两个单一失效形式的同时出现，而是两者组合有协同效应引起的一种失效形式。在腐蚀疲劳失效中，活性腐蚀的存在会加剧疲劳过程，而周期变动的疲劳载荷的存在又加剧了腐蚀过程。腐蚀疲劳已被作为一种独立的失效形式。 二、起重机械的安全评估 （一）为什么要对起重机械进行安全评估 自改革开放以来，我国的制造工业、钢铁工业、建筑业等都得到了极大的发展，起重机械得到广泛的使用，特别是一些大型或特大型起重机械的使用也越来越多。由于此类起重机械价格昂贵，制造周期长，维护成本高，在使用了一定的年限后，如何正确评估这些在用起重机械的状况，保证起重机械安全可靠使用，这是使用者最为关心的 问题。我们定检规则正文第十四条提出了这个问题，目的就是对此类起重机械进行安全评估工作，对设备存在的缺陷和问题提出有针对性的安全意见和建议，实现延长设备的使用寿命；对确实存在重大缺陷和安全隐患，无修复价值的设备，作出判废的建议。 （二）评估具体对象和内容的确定 1.由于起重机械品种繁多，每个品种的起重机都有各自的特点，因此，评估方案必须具有针对性。首先，应确定评估对象的品种，如流动式起重机和铸造起重机的安全评估方案肯定是不同的。 2.由于使用工况，使用年限，使用场合，操作人员， 管理人员等都不尽相同，因此，起重机在使用过程中表现出来的特征和使用方的要求也不尽相同，所以评估侧重的内容也就需要确定。 要确定内容，还必须在仔细查阅了起重机的相关技术 资料后，经与使用方的沟通（了解使用方的要求），最后再进行起重机械安全评估方案的编制。 3.一般而言，起重机械由三大部分组成：钢结构、机械系统（起升和运行机构等）、控制系统（电气或液压系统等）。因此，评估内容大致可以划分为以上三大部分。安全评估的基本内容和要求是： （1）钢结构的疲劳损伤或存在的缺陷； （2）机械传动系统存在的缺陷，磨损和损伤状况， 系统能耗状况； （3）控制系统的先进性，电气元件的老化程度，液 压系统的泄漏情况，液压元件的可靠性，系统能耗状况； （4）起重机械的整机状况。 （三）起重机械安全评估方案编制的要求 根据确定的安全评估内容，可以合理地编制有针对性的安全评估方案。 1.针对整机状况可编制起重机械使用现状分析方案 将起重机的各个部分分解成若干个单元，每个单元里 包含各3项目，每个项目所处的状况确定一个分值范围 （分值范围可咨询一定数量的专家，归纳总结得出经验值的范围）。 对桥式起重机建议设置如下的起重机评估单元： 设备管理单元、金属结构单元、主要零部件单元、电气保护单元、安全防护装置单元、载荷试验单元及其他。 2.针对钢结构可编制钢结构的状况分析方案 起重机钢结构的安全评估，主要从以下几个方面开展： （1）建立钢结构数学分析模型，对钢结构承载能力 采用许用应力法或者核算或用极限状态设计法进行核算； （2）钢结构载荷试验测试和缺陷的测试； （3）钢结构主要受力焊缝的探伤； （4）钢结构使用寿命的估算（含设计寿命）。寿命估算一般有以下几个方法： ①根据使用工况进行计算，得到估算寿命； ②对起重机过去工况的估算和对现阶段工况进行测试，叠加后得出估算寿命。 钢结构的状况可根据上述估算、测试结果进行分析， 进而得出钢结构的状况。 3