故障分析中的主要概念

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第3期华北电力大学学报V01．26NO_31~#99年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJuly1999一钾故障分析中的主要概念f。，／一壁’勇刚陈骏林。孙国忠、rHf2——．——一l『、rP2o6)、摘要重点地介绍了故障分析的主要概念，并以一个液压保险闽为例介绍了功能、故障、故障模式、故障原因、故障效应等概念的内涵，说明了失效、故障和偏差间的区别以及故障原因、故障模式、故障效应间的关系，阐述了识别和划分功能、故障模式的一般方法。关键词故障失效故障

2、模式故障效应j中图分类号TP206——一’’日lJ吾故障是任何可靠性分析的基本概念故障的定义为：“元件规定功能的丧失”。可靠性分析的质量在很大程度上依赖于分析员识别所分析元件的全部规定功能和故障的能力。故障经常被分类为各种故障模式，一般认为故障模式的概念在故障分析中是非常有用和必须的。按照英国BS5760标准第五部分，故障模式定义为：“在发生故障的元件上观察到的故障的效应”。但是，目前故障模式还没有一个确切的解释。本文旨在：①澄清以下基本概念：功能、故障、故障模式、故障原因、故障效应。②阐述有关故障识别和分类的问题。③给出解决这些问题的参考方法0-4]01

3、规定功能元件的功能可作如下定义：“元件正常或典型的运作，有时用其运行能力来定义Iq。诸多教科书中都采用了这样一种方法来描述各种不同的功能，即用一个动词加上一个名词的形式来表示。例如：“切断流量”、“储存流体”、“传送信号”。本文以下用部件这个词表示可视为一个整体的元件、多个元件构成的子系统或系统。1．1功能分类一个复杂的部件可能有很多功能，但各功能的重要性是不一样的，所以对它们分类可能会有助于分析。一种分类如下：(1)基本功能它们是完成该部件的作用所应具有的功能，这些功能就是为什么要安装这些部件的原因。收稿日期：1999-03-04席勇剐，男1974年生研

4、究生维普资讯http://www.cqvip.com第3期席勇刚等：故障分析中的主要概念(2)辅助功能它们是支持基本功能所需要的功能。它们通常没有基本功能那么明显，但不少情况下，它们与基本功能一样重要。辅助功能的丧失在很多时候比基本功能的丧失对安全性的影响更大。例如，泵的附加功能之一，储存流体。(3)保护功能这些功能是用于保护运行人员、设备、环境，避免其遭受破坏、损害。(4)信息功能包括运行状态监测、各种测量和报警功能。(5)接a功能体现在一个部件与其他部件的联系、作用中，这种联系可能是被动或主动的。被动联系是指一个部件是其他部件的支撑或基础。区分所谓的事

5、故性与隐蔽性故障是很重要的，所以有必要将功能分类为在线功能和离线功能。在线功能是那些偶尔间断或经常性使用的功能，因此，用户了解它们的状态。一个在线功能的丧失就称为一个事故性故障。离线功能是一些不常用的功能，用户若不经过特殊的检测就不知道它们的存在。紧急掉闸系统的基本功能就是离线功能。很多保护性功能都是离线功能，离线功能的丧失就叫隐蔽性故障。一般来说，一个部件有多个运行模式，每个运行模式下有多个功能。本文以一个液压保险阀门为例，此阀门由液压作用保持活塞开通，当液压减小时，阀门被弹簧的弹力关闭，一个典型的阀门见图l『“。阀体连杆图l中的节流阀有4个运行模式：①

6、开启过程，②开启状调压弹簧态，③关闭过程，④关闭状态。其中②、④是稳定状态，①、③密封圈是这两个稳定状态间的切换过程。这个阀门的基本功能就是切断流量。建立这些不同的运行模式有两个理由：1)它揭示了其它可能被基本功能掩盖的功能。阀芯2)它为故障模式的识别奠定了基础，故障模式的识别完全依靠给定的运行模式。例如，阀门不能在关闭的位置，也就是“关闭状态”的运行模式发生“不能关闭”的故障。因此，总结运行模式有助于识别功能和故障模式。图1液压保险阀1．2功能的识别随着层次的逐级深入，部件的功能可分解为若干子功能。如：最高层的功能在它的下一层上可分解为哺个子功能，⋯，，

7、而这一层上的功能，如F又可分为nj个子功能，⋯，，依此类推功能的数目会随着层次不断的深入递增，其程度依赖于部件的复杂性功能间的关系可以用功能分析系统技术图(FASTdiagrams)来说明。FAST方法对于识别和建立规定功能有很大帮助。FAST图是通过询问如何实现一个已知功能而建立起来的。这个过程一直重复到晟底层的功能也被询问到为止。这种图也可按相反的方向建立，即询问为什么需要这种功能。这个过程一直重复到系统级的功能也被询问到为止。FAST图展示了各个层次上的功能，单个的功能联系起来形成了网络nr。对于一个新的设计来说，问题是什么样的硬件晟适合完成这些功能

8、对于已有的系统，会暴露出多余的功能，或者找到更好的解决方案。对于节