失效分析程序

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1、失效分析程序张峥(北京航空航天大学材料学院，北京100083)机械失效常常会出现多个机件发生火效,特别是机械事故发生的时候，往往冇大量机件同时遭到破坏，情况相当复杂,而失效原因也错综复杂、多种多样。因此，需要有正确的失效分析思路和合理的失效分析步骤。失效分析的实施步骤和程序旨在保证失效分析顺利有效地进行，但是机械产品的失效常常是千变万化,很难制定一个统一的失效分析程序。因此,其细节的制定应根据失效事件的具体情况(失效设备的类型及其失效的严吏性等)、失效分析的目的与要求(是为机理研究、技术改进，还是为法律仲裁等)、以及有关合同或法规的规

2、定来决定。卜-面介绍一般通川的失效分析实施步骤和程序，原则上可供参考和引用。图1示出了推荐的失效分析实施步骤和程序的流程图。图1失效分析实施步骤和程序1保护失效现场保护失效现场的一切证据，维持原状、完整无缺和真实不伪，是保证失效分析得以顺利有效地进行的先决条件。失效现场的保护范围视机械设备的类型及具失效发牛的范围而定。2失效现场取证和收集背景材料失效现场収证应山授权的失效分析人员执行,并授权收集一切有关的背景材料。失效现场収证可用摄影、录像、彖音和绘图及文字描述等方式进行记录。失效现场取证所应注意观察和记录的项目主要有：(1)失效部件

3、及碎片的名称、尺寸大小、形状和散落方位。⑵失效部件周围散落的金属屑和粉末、氧化皮和粉末、润滑残超物及一切对疑的朵物和痕迹。⑶火效部件和碎片的变形、裂纹、断口、腐蚀、磨损的外观、位置和起始点，表面的材料特征,如烧伤色泽、附着物、氧化物和腐蚀生成物等。(4)失效设备或部件的结构和制造特征。(5)环境条件(失效设备的周围景物、环境温度、湿度、大气和水质)。(6)听取操作人员及佐证人介绍事故发生时悄况(录音记录)。在观察和记录时要按照一定顺序，避免出现遗漏。例如观察和记录时由左向右、由上向下、由表及里和由低倍到高倍等。所应收集的背景材料通常有

4、：(1)失效设备的类型、制造厂名、制造H期、出厂批号,川户、安装地点、投入运行H期、操作人员、维修人员、运行记录、维修记录、操作规程和安全规程。(1)该设备的设计计算书及图纸、材料检验记录、制造工艺记录、质量控制记录、验收记录和质虽保证合同及其技术文件，还有使用说明书。(2)有关的标准、法规及其他参考文献。(3)收集同类或相似部件过去曾发生过的失效悄况。1制定失效分析计划只有极少数的情况下，通过现场和背景材料的分析就能得岀失效原因的结论。人多数失效案例都需根据现场取证和背景材料的综合分析结果來制定失效分析计划，确定进一步分析试验的目的

5、、内容、方法和实施方式。在制定失效分析计划前要初步确定華事件(确定肇事件的方法在后续讲座中有详细介绍)，通过肇事件的分析可以判断失效模式、确定失效原因和机理，失效分析的详细计划是围绕着肇事件进行的，因此，确定肇事件是一项非常重要的工作。火效分析计划由授权的分析人员制定,根据具体情况或要求，可由冇关方面的代表参加讨论。火效分析试验过程通常包括如下内容：①金相检查；②化学成分分析；③无损检测；④材料性能测试；⑤试样的选取、保护和清洗；⑥试样的宏观检查和分析；⑦试样的微观检查和分析；⑧断裂力学分析；⑨模拟试验等。对各项试验方案应考虑其必要性

6、、冇效性和经济性。一般宜先从简单的试验方法入手，如冇必要时才进一步采用费用高的和佼复杂的试验方法。如确属必耍进行失效模拟试验，其设计应尽可能模拟真实的丄况条件，使Z具有说服力。从失效部件上和残留物上制取试件或样品，对于失效分析的成败具有十分重要意义，务必要周密计划切取试样的位置、尺寸、数量和収样方法。应当特别强调，失效部件和残留物上具有说服力的位置和尺寸是十分有限的,一旦取样失误,就无法复原而完全丧失说明力，致使整个失效分析计划归于失败，造成不可挽救的后果。失效分析计划要留有余地,以便在个别试验屮发现意外现象时，为了适应新的情况，可屮

7、途改变某些方法,或做补充试验。2执行失效分析计划失效分析的各项试验应严格遵照计划执行，要有详细记录,随时分析试验结果。失效分析的试验一般具冇几个不同于一般科研试验的特点，应特别了以重视。(1)一般都要求在很短的时间内取得试验结果，因此既要保证按时完成、乂要防止在匆忙屮发牛疏忽和差错。(2)许多失效分析工作涉及法律问题，为此，各项试验工作应建立严格的责任制度。试验人员在试验记录和报告上签名。⑶试件、样品都要肓接取白失效实物，一般不能用其它来源的试件样品代替。(4)失效分析是人们进一步认识未知客观世界的一种科研活动,试验人员切不可在思想上

8、存在先入为主的概念,错误认为失效分析的试验只不过是已知条件的复验、以致放松对试验过程中出现新现彖的观察。实际上，失效分析往往含有新发现和技术突破，试验人员更应注意观察这种试验的全过程。3综合评定分析结果授权的失效分析人员