設備故障

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設備故障（Equipment failure）

　　所謂設備故障，一般是指設備失去或降低其規定功能的事件或現象，表現為設備的某些零件失去原有的精度或性能，使設備不能正常運行、技術性能降低，致使設備中斷生產或效率降低而影響生產。

　　設備在使用過程中，由於磨擦、外力、應力及化學反應的作用，零件總會逐漸磨損和腐蝕、斷裂導致因故障而停機。加強設備保養維修，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濟損失。

　　故障這一術語，在實際使用時常常與異常、事故等詞語混淆。所謂異常，意思是指設備處於不正常狀態，那麼，正常狀態又是一種什麼狀態呢？如果連判斷正常的標準都沒有，那麼就不能給異常下定義。對故障來說，必須明確對象設備應該保持的規定性能是什麼，以及規定的性能現在達到什麼程度，否則，同樣不能明確故障的具體內容。假如某對象設備的狀態和所規定的性能範圍不相同，則要認為該設備的異常即為故障。反之，假如對象設備的狀態，在規定性能的許可水平以內，此時，即使出現異常現象，也還不能算作是故障。總之，設備管理人員必須把設備的正常狀態、規定性能範圍，明確地制訂出來。只有這樣，才能明確異常和故障現象之間的相互關係，從而，明確什麼是異常，什麼是故障。如果不這樣做就不能免除混亂。

　　事故也是一種故障，是側重安全與費用上的考慮而建立的術語，通常是指設備失去了安全的狀態或設備受到非正常損壞等。

　　設備故障按技術性原因，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

　　由於運動部件磨損，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錶面，在摩擦作用下發生尺寸、形狀和錶面質量變化的現象。按其形成機理又分為粘附磨損、錶面疲勞磨損、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。

　　化學腐蝕：金屬和周圍介質直接發生化學反應所造成的腐蝕。反應過程中沒有電流產生。電化學腐蝕：金屬與電介質溶液發生電化學反應所造成的腐蝕。反應過程中有電流產生。

　　物理腐蝕：金屬與熔融鹽、熔鹼、液態金屬相接觸，使金屬某一區域不斷熔解，另一區域不斷形成的物質轉移現象，即物理腐蝕。

　　在實際生產中，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、應力腐蝕。

　　3、斷裂性故障

　　可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。

　　脆性斷裂：可由於材料性質不均勻引起；或由於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，就容易產生脆性斷裂）；也可由於惡劣環境所引起；如溫度過低，使材料的機械性能降低，主要是指衝擊韌性降低，因此低溫容器（-20℃以下）必須選用衝擊值大於一定值的材料。再如放射線輻射也能引起材料脆化，從而引起脆性斷裂。

　　疲勞斷裂：由於熱疲勞（如高溫疲勞等）、機械疲勞（又分為彎曲疲勞、扭轉疲勞、接觸疲勞、複合載荷疲勞等）以及複雜環境下的疲勞等各種綜合因素共同作用所引起的斷裂。

　　應力腐蝕斷裂：一個有熱應力、焊接應力、殘餘應力或其他外加拉應力的設備，如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質，則將使材料產生裂紋，並以顯著速度發展的一種開裂。如不鏽鋼在氯化物介質中的開裂，黃銅在含氨介質中的開裂，都是應力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和鹼脆現象造成的破壞，也是應力腐蝕斷裂。

　　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

　　上述綜合因素作用於設備，使其性能老化所引起的故障。

　　設備故障，簡單地說是一臺裝置（或其零部件）喪失了它應達到的功能。隨著時間的變化，任何設備從投入使用到退役，其故障發生的變化過程大致分三個階段：早期故障期、偶發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於設計、製造及裝配等問題引起的。隨運行時間的增加，各機件逐漸進入最佳配合狀態，故障率也逐漸降至最低值。

　　2、偶發故障或隨機故障期的故障是由於使用不當、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、機械長期使用後，零部件因磨損、疲勞，其強度和配合質量迅速下降而引起的，其損壞屬於老化性質。