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設(shè)備故障及預防管理的基本內(nèi)容
2023-05-08設(shè)備故障是指設(shè)備失去或降低規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象，表現(xiàn)為設(shè)備的某些零件失去原有的精度或性能，使設(shè)備不能正常運行、技術(shù)性能降低，致使設(shè)備中斷生產(chǎn)或效率降低而影響生產(chǎn)。
設(shè)備在使用過程中，由于磨擦、外力、應(yīng)力及化學反應(yīng)的作用，零件總會逐漸磨損和腐蝕、斷裂導致因故障而停機。加強設(shè)備保養(yǎng)維修，及時掌握零件磨損情況，在零件進入劇烈磨損階段前，進行修理更換，就可防止故障停機所造成的經(jīng)濟損失。
故障這一術(shù)語，在實際使用時常常與異常、事故等詞語混淆。所謂異常，意思是指設(shè)備處于不正常狀態(tài)，那么，正常狀態(tài)又是一種什么狀態(tài)呢？如果連判斷正常的標準都沒有，那么就不能給異常下定義。
對故障來說，必須明確對象設(shè)備應(yīng)該保持的規(guī)定性能是什么，以及規(guī)定的性能達到什么程度，否則，同樣不能明確故障的具體內(nèi)容。
假如某對象設(shè)備的狀態(tài)和所規(guī)定的性能范圍不相同，則要認為該設(shè)備的異常即為故障。反之，假如對象設(shè)備的狀態(tài)，在規(guī)定性能的許可水平以內(nèi)，此時，即使出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，也還不能算作是故障。
總之，設(shè)備管理人員必須把設(shè)備的正常狀態(tài)、規(guī)定性能范圍，明確地制訂出來。只有這樣，才能明確異常和故障現(xiàn)象之間的相互關(guān)系，從而，明確什么是異常，什么是故障。如果不這樣做就不能免除混亂。
事故也是一種故障，是側(cè)重安全與費用上的考慮而建立的術(shù)語，通常是指設(shè)備失去了安全的狀態(tài)或設(shè)備受到非正常損壞等。
一、故障率
設(shè)備故障：設(shè)備在其壽命周期內(nèi)，由于磨損或操作使用等方面的原因，使設(shè)備暫時喪失其規(guī)定功能的狀況。
1、突發(fā)故障：
突然發(fā)生的故障。發(fā)生時間隨機，較難預料，設(shè)備使用功能喪失。
2、劣化故障：
由于設(shè)備性能的逐漸劣化所引起的故障。發(fā)生速度慢，有規(guī)律可循，局部功能喪失。
3、設(shè)備故障率：
單位時間內(nèi)故障發(fā)生的比率
實踐證明，可維修設(shè)備的故障率隨時間的推移呈圖示曲線形狀，這就是著名的“浴盆曲線”。
浴盆曲線是指產(chǎn)品從投入到報廢為止的整個壽命周期內(nèi)，其可靠性的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。如果取產(chǎn)品的失效率作為產(chǎn)品的可靠性特征值，它是以使用時間為橫坐標，以失效率為縱坐標的一條曲線。因該曲線兩頭高，中間低，有些像浴盆，所以稱為“浴盆曲線”。失效率隨使用時間變化分為三個階段：早期失效期、偶然失效期和耗損失效期。
設(shè)備維修期內(nèi)的設(shè)備故障狀態(tài)分三個時期：
1、初始故障期：故障率由高而低。材料缺陷、設(shè)計制造質(zhì)量差、裝配失誤、操作不熟練等原因造成。
2、偶發(fā)故障期：故障率低且穩(wěn)定，由于維護不好或操作失誤造成。Z佳工作期。
3、耗損故障期：故障率急劇升高，磨損嚴重，有效壽命結(jié)束。
二、故障分類
設(shè)備故障按技術(shù)性原因，可分為四大類：即磨損性故障、腐蝕性故障、斷裂性故障及老化性故障。
1、磨損性故障
由于運動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障。所謂磨損是指機械在工作過程中，互相接觸做相互運動的對偶表面，在摩擦作用下發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。按其形成機理又分為粘附磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、微振磨損等4種類型。
2、腐蝕性故障
按腐蝕機理不同又可分化學腐蝕、電化學腐蝕和物理腐蝕3類。
①化學腐蝕：金屬和周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程中沒有電流產(chǎn)生。
②電化學腐蝕：金屬與電介質(zhì)溶液發(fā)生電化學反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程中有電流產(chǎn)生。
③物理腐蝕：金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接觸，使金屬某一區(qū)域不斷熔解，另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，即物理腐蝕。
在實際生產(chǎn)中，常以金屬腐蝕不同形式來分類。常見的有8種腐蝕形式，即均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損性腐蝕、應(yīng)力腐蝕。
3、斷裂性故障
可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。
①脆性斷裂
可由于材料性質(zhì)不均勻引起；或由于加工工藝處理不當所引起（如在鍛、鑄、焊、磨、熱處理等工藝過程中處理不當，就容易產(chǎn)生脆性斷裂）；也可由于惡劣環(huán)境所引起；如溫度過低，使材料的機械性能降低，主要是指沖擊韌性降低，因此低溫容器（-20℃以下）必須選用沖擊值大于一定值的材料。再如放射線輻射也能引起材料脆化，從而引起脆性斷裂。
②疲勞斷裂
由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機械疲勞（又分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、接觸疲勞、復合載荷疲勞等）以及復雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共同作用所引起的斷裂。
③應(yīng)力腐蝕斷裂
一個有熱應(yīng)力、焊接應(yīng)力、殘余應(yīng)力或其他外加拉應(yīng)力的設(shè)備，如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì)，則將使材料產(chǎn)生裂紋，并以顯著速度發(fā)展的一種開裂。如不銹鋼在氯化物介質(zhì)中的開裂，黃銅在含氨介質(zhì)中的開裂，都是應(yīng)力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和堿脆現(xiàn)象造成的破壞，也是應(yīng)力腐蝕斷裂。
④塑性斷裂
塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。
4、老化性故障
上述綜合因素作用于設(shè)備，使其性能老化所引起的故障。
三、階段
設(shè)備故障，簡單地說是一臺裝置（或其零部件）喪失了它應(yīng)達到的功能。隨著時間的變化，任何設(shè)備從投入使用到退役，其故障發(fā)生的變化過程大致分三個階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。
1、早期故障期，亦稱磨合期，該時期的故障率通常是由于設(shè)計、制造及裝配等問題引起的。隨運行時間的增加，各機件逐漸進入Z佳配合狀態(tài)，故障率也逐漸降至Z低值。
2、偶發(fā)故障或隨機故障期的故障是由于使用不當、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失效機理主導作用，因而故障是隨機的。
3、機械長期使用后，零部件因磨損、疲勞，其強度和配合質(zhì)量迅速下降而引起的，其損壞屬于老化性質(zhì)。
四、征兆
（一）設(shè)備在性能方面的故障征兆
1、功能異常
①指設(shè)備的工作狀況突然出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，這是Z常見的故障癥狀。
②設(shè)備啟動困難、啟動慢，甚至不能啟動。
③設(shè)備突然自動停機。
④設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中功率不足、速率降低、生產(chǎn)效率降低。
⑤設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中突然緊急制動失靈、失效等。
這種故障的征兆比較明顯，所以容易察覺。
2、過熱高溫
①一種原因是冷卻系統(tǒng)有問題，是缺冷卻液或冷卻泵不工作。
②如果是齒輪、軸承等部位過熱，多半是因為缺潤滑油所導致。
③油、水溫度過高或過低。
設(shè)備過熱現(xiàn)象有時可以通過儀表板、警示燈直接反映出來，但有時需要進行溫度點檢才能檢查出來。
3、油、氣消耗過量
潤滑油、冷卻水消耗過多，表明設(shè)備有些部位技術(shù)狀況惡化，有出現(xiàn)故障的可能。
4、壓縮氣體的壓力不正常等。
5、潤滑油出現(xiàn)異常
①潤滑油變質(zhì)較正常時間要快，可能與溫度過高等有關(guān)系。
②潤滑油中金屬顆粒較多，一般與軸承等摩擦量有關(guān)，可能需要更換軸承等磨損件。
6、電學效應(yīng)
電阻、導電性、絕緣強度和電位等變化。
（二）設(shè)備在外觀方面的故障征兆
1、異常響聲、異常振動
①設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的非正常聲響，是設(shè)備故障的“報警器”。
②設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中振動劇烈。
2、跑冒滴漏
①設(shè)備的潤滑油、齒輪油、動力轉(zhuǎn)向系油液、制動液等出現(xiàn)滲漏。
②壓縮空氣等出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，有時可以明顯地聽到漏氣的聲音。
③循環(huán)冷卻水等滲漏。
3、有特殊氣味
①電動機過熱、潤滑油竄缸燃燒時，會發(fā)散發(fā)出一種特殊的氣味。
②電路短路、搭鐵導線等絕緣材料燒毀時會有焦煳味。
③橡膠等材料發(fā)出燒焦味。
以上各種故障先兆是提供給操作人員和維修人員的故障信息，幫助他們及早發(fā)現(xiàn)事故先兆，以防患于未然。
設(shè)備故障管理的目的是在故障發(fā)生前通過設(shè)備狀況的監(jiān)測與診斷，把握設(shè)備有無劣化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障的征兆和隱患，及時進行防備維修，以控制故障的發(fā)生；在故障發(fā)生后，及時分析理由，研究對策，采取措施排除故障或改善設(shè)備，以防止故障的再發(fā)生。
要做好設(shè)備故障管理，必須認真把握發(fā)生故障的原因，積累常發(fā)故障和典型故障資料和數(shù)據(jù)，開展故障分析，正視故障規(guī)律和故障機理的研究，增強日常維護、搜檢和預修。這樣就可避免突發(fā)性故障和控制漸發(fā)性故障。
五、故障管理的程序
1、宣傳教育
使操作員工和維修員工自覺地遵守相關(guān)操作、維護、搜檢等規(guī)章制度，正確行使和精心維護設(shè)備，對設(shè)備故障進行認真地記錄、統(tǒng)計、分析。
2、結(jié)合實際
結(jié)合本企業(yè)生產(chǎn)實際和設(shè)備狀態(tài)及特點，確定設(shè)備故障管理的重點。
3、有計劃的監(jiān)測
采用監(jiān)測儀器和診斷技術(shù)對重點設(shè)備進行有計劃的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障的征兆和劣化的信息。
平常設(shè)備可通過人的感官及平常檢測工具進行日常點檢、巡回搜檢、定期搜檢（包括精度搜檢）、無缺狀況搜檢等，偏重把握輕易引起故障的部位、機構(gòu)及零件的技術(shù)狀況和異常問題的信息。同時要制定搜檢標準，確定設(shè)備正常、異常、故障的界限。
4、故障檢驗方式
為了迅速查找故障的部位和理由，除了通過培訓使維修、操作員工把握一定的電氣、液壓技術(shù)知識外，還應(yīng)把設(shè)備常見的故障征兆、分析步驟、排除方法匯編成故障查找邏輯程序圖表，以便在故障發(fā)生后能迅速找出故障部位與理由，及時進行故障排除和修復。
5、完善故障記錄制度
故障記錄是實現(xiàn)故障管理的基礎(chǔ)資料，又是進行故障分析、處理的原始依據(jù)。記錄必須完備正確。維修員工在現(xiàn)場搜檢和故障補綴后，應(yīng)按照“?備故障補綴單”的內(nèi)容認真填寫，車間機械員（技師）與動力員按月統(tǒng)計分析報送設(shè)備動力管理部門。
6、及時進行故障的統(tǒng)計與分析
車間設(shè)備機械員（技師）、動力員除日常把握故障情況外，應(yīng)按月匯集“故障補綴單”和維修記錄。通過對故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、收拾整理、分析，計算出各類設(shè)備的故障頻率、平均故障間隔期，分析單臺設(shè)備的故障動態(tài)和重點故障理由，找出故障的發(fā)生規(guī)律，以便突出重點采取對策，將故障信息收拾整理分析資料反饋到計劃部門，以便安排防備補綴或改善措施計劃，還可以作為修改定期搜檢間隔期、搜檢內(nèi)容和標準的依據(jù)。
根據(jù)統(tǒng)計收拾整理的資料，可以繪出統(tǒng)計分析圖表，例如單臺設(shè)備故障動態(tài)統(tǒng)計分析表是維修班組對故障及其他進行目視管理的有效方法，既便于管理人員和維修員工及時把握各類型設(shè)備發(fā)生故障的情況，又能在確定維修對策時有明確目標。
7、針對故障采取不同策略
針對故障理由、故障類型及設(shè)備特點的不同，采取不同的對策。對新設(shè)置的設(shè)備應(yīng)增強行使初期管理，注意視察、把握設(shè)備的精度、性能與缺陷，做好原始記錄。在行使中增強日常維護、巡回搜檢與定期搜檢，及時發(fā)現(xiàn)異常征兆，采取調(diào)整與排除措施。
重點設(shè)備進行狀況監(jiān)測與診斷。成立具有較高技術(shù)水平的維修團隊，采用分部修復、成組替換的快速補綴技術(shù)與方法。及時供給合格備件，使用生產(chǎn)間隙整修設(shè)備，對已把握磨損規(guī)律的零部件采用改裝替換等措施。
8、做好控制故障的日常維修工作
通過區(qū)域維修員工的日常巡回搜檢和按計劃進行的設(shè)備狀況搜檢所取得的狀況信息和故障征兆，以及相關(guān)記錄、分析資料，由車間設(shè)備機械員（技師）針對各類型設(shè)備的特點和已發(fā)現(xiàn)的平常缺陷，及時安排日常維修，做到防備在前，以控制和削減故障發(fā)生。對某些故障征兆、隱患，日常維修無力承擔的，則反饋給計劃部門另行安排。
（金燁鋼鐵集團）
