电梯失效分析技术与典型事故案例研讨(上海院 施鸿钧)

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1、电梯失效分析技术与典型事故案例研讨施鸿均上海市特种设备监督检验技术研究院导语•电梯事故，不仅是我们所有电梯人心头上的“雾霾”，更是电梯安全领域里的“雾霾”，在座的各位都是这个领域里的“治霾”高手，正是有了大家共同持续努力和推动，电梯安全水平才有了不断提升。为此，我们关注事故、探讨事故、研究事故，正是借事故警示，拜事故为师，治事故之“霾”。主要内容失效(Failure)•失效(Failure)是指一台装置(或其零部件)丧失了在预定期限内的正常功能。•失效分析(故障分析):分析失效的原因、对策和预防的技术行为和管理行为称为失效分析或故障分析。失效分析的目的

2、在于减少设备失效事件或故障的重复发生，提高其安全可靠性。机电类设备失效类型失效金属构件非金属零部件电子元器件失效原因•机电类设备的金属零部件或构件在设计寿命内发生失效的原因是多方面的，归纳起来大致是由设计不合理、选材不当及材料缺陷、制造工艺不合理、使用操作和维修不当等四方面引起的，可以是单方面的原因，也可能是交错影响，要具体分析。失效机理•尽管，机电类设备金属零部件或构件失效在宏观上有很多表征形式，但是其失效的机理在微观方面主要表现为磨损、断裂和腐蚀。一个金属构件的失效可以是其中一种微观机理引起，也可以是几种之间的组合和综合作用的结果。了解了这些微观机

3、理，就有助于我们透过金属构件失效的宏观表征，认识其发生的内在本质。•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失效机理•断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象。•机电类特种设备常见的其中的延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和环境断裂四种失效机理•腐蚀失效–按金属与介质作用机理，腐蚀可分为两大类：化学腐蚀和电化学腐蚀•机械失效–主要是机械部件磨损、断裂、腐蚀损害以及操作不当等导致•电气失效–环境条件变化、操作不当以及自身老化等原因导致的设备损坏、性能、参数发生改变。（

4、详见特种设备安全技术丛书-《特种设备事故应急与调查处理》机电类分册）电子元器件无损检测声振检测油液分析理化分析失效分析无损检测目视射线超声磁粉渗透声发射理化分析机械成分应力金相性能分析应变电子元器件失效分析声发射监视法(AEM)阴极发光法(CL)电致发光法(EL)光致发光法(PL)宏观光学电性能试验应力微观形貌深化能级瞬态能谱法(DLTS)金相分析观察场离子显微镜法(FIM)观测测试分析原子力显微镜法(AFM)热激电流法(TSC)热激电容法(TSCAP)热激表面电位法(TSSP)故障树分析•利用布尔代数法求得该故障树最小割集为：•{X1}、{X2X3}

5、、{X4X5}、{X4X6}、{X4X7}、{X4X8}、{X4X9}、{X4X10}、{X4X11}、{X2X12}、{X13X14}、{X13X15}、{X2X16}。该故障树中有13割最小割集，其中任意一个割集的基本事件发生，则顶上事件将会发生，故障树分析•根据布尔代数法求的该故障树的最小径集为：•{X1X2X4X13}、{X1X2X4X14X15}、{X1X2X5X6X7X8X9X10X11X13}、{X1X2X5X6X7X8X9X10X11X14X15}、{X1X3X4X12X13X16}、{X1X3X4X12X14X15X16}、{X1X3

6、X5X6X7X8X9X10X11X12X13X16}、{X1X3X5X6X7X8X9X10X11X12X14X15X16}。•对事件最小径集加以控制即可控制顶上事件的发生，由此故障树的最小径集可以看出控制事件X1X2X3X13的发生即可控制顶上事件的发生。•电梯违章安装作业事故：–事故简介–安装工艺手册–吊具钢丝绳分析报告–手拉葫芦技术参数–现场施工情况介绍–责任认定–预防措施–检验的风险点事故概况可能的原因•违章作业？•吊装用的钢丝绳假冒伪劣？•吊装用手拉葫芦有问题？•现场安全管理不善？•？？？1、安装作业违章2、吊装手拉葫芦问题分析主线3、吊装钢丝

7、绳伪劣4、现场安全管理不善吊装钢丝绳的受力分析模拟计算6、断裂钢丝绳失效分析断裂的钢丝绳部分钢丝股断裂宏观形貌近断口钢丝颈缩形貌事故钢丝绳横截面形貌拉伸试验•在事故钢丝绳未损伤段取样，进行破断拉力测试，在大于53kN时未破断。•按GB8903-2005标准，8×19S+FC结构类，直径φ10mm的钢丝绳强度级别为1770MPa（最高）时，最小破断力应为51.9kN。化学分析Mo元素CSSiMnPCrNiCu粗钢丝0.550.0100.230.600.0180.0230.0100.0130.010细钢丝0.610.0070.230.610.0320.01

8、80.0120.0130.013失效分析结论1．由化学分析结果可知，事故钢丝绳的粗钢丝材质相当