起重机械的失效与故障课件.ppt

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1、起重机械的失效(故障)和报废失效分析基本概念及方法故障fault产品不能完成要求功能的状态。预防性维护或其他计划性活动或因缺乏外部资源的情况除外。注1:故障通常是产品自身失效引起的,但即使失效未发生,故障也可能存在。注3:实际中,术语“故障”和“失效”通常作为同义词使用。失效failure产品完成要求功能能力的中断注1:失效后产品处于失效状态注2:“失效“与”“故障”的区别在于,失效是一次事件,故障是一种状态。失效分析基本概念及方法失效分析为确定和分析失效机理失效原因及失效后果对失效的产品所作的系统的检查。失效分析的基本方法包括:宏观形貌分析、电子显微镜分析、金相分析、化学成分分

2、析、力学性能测试、无损检测、残余应力测试等宏观形貌分析简便、迅速、试样尺寸不受限制,不必破坏失效零件,观察范围大,能够观察与分析失效裂纹(断裂)和零件形状的关系、断口与变形的关系、端口与受力状态的关系,能够初步判断裂纹源位置、失效性质与原因。因此该方法是失效分析中的基础方法,最方便、最常用和必不可少。从宏观分析很难获得失效件细微结构的信息,职能从较宏观的角度上判断失效性质和原因,而且需要较丰富的经验。因此,单从宏观分析来判断失效性质及原因会不完全可靠。宏观分析法只是一种最初步、最基本的失效分析和研究方法。用目视、放大镜和体视显微镜对失效零件进行直接观察与分析的方法。称为宏观分析法

3、。其放大镜倍数通常规定在50倍以下。电子显微镜分析(1)扫描电镜分析扫描电子显微镜简称扫描电镜,它利用聚焦得非常细的高能电子束在式样上扫描,激发各种物理信息。提供这些信息的接受、放大和显示成像,以便对试样表面进行分析。扫描电镜的试样制作简单,有的试样可以不经制作直接放入电镜内部观察。因而更接近物质的自然状态,并能迅速得到结果。电子显微镜分析包括扫描电镜分析和透射电镜分析。奥氏体不锈钢应力腐蚀断口扫描电镜电子显微镜分析(2)透射电镜分析透射电镜用于分析金属薄膜样品,可达到零点几纳米。主要用于失效形貌观察和非金属夹杂物及析出物的物相结构分析。已成功应用到磨损和腐蚀等失效形式的分析研究

4、中。在对一些无法解剖破坏的大的结构断裂分析中,射电投射也是重要的检测分析工具之一。电子显微镜分析包括扫描电镜分析和透射电镜分析。透射电镜金相分析金相分析是用光学显微镜来观察研究金属材料显微组织与结构的检测技术,是失效分析中最常用的一种实验观测技术。它能提供有关金属材料的基体组织、晶粒度、第二相等参数的定性和定量的观测结果,也能提供关于各种材料微观与细观缺陷的信息。金相分析仪碳钢热处理后的组织化学成分分析在失效分析中,经常需对失效零件的材料成分、外来物(如溅射附着物)、表面沉积物、腐蚀产物及氧化物等进行定性会定量分析,以便为最终的失效分析结论提供依据。化学成分分析仪力学性能测试微观

5、组织的变化一般会通过宏观的力学性能表征出来,对零部件的失效分析几乎都要测定材料的力学性能。力学性能实验室无损检测通过无损检测可以查找零件(构件)的微观缺陷,方法较多,常见的无损检测方法有:射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测等。这是失效分析的基础之一。残余应力测试金属构件经受各种冷热加工,其内部就会存在一定的残余应力。而残余应力的存在对材料的疲劳、耐腐蚀、尺寸稳定性都有很大的影响。因残余应力的存在导致的早期失效案例非常多。因此,有必要对残余应力进行测定。残余应力的测定方法有:X射线应力测定法、电阻应变法、光弹性覆膜法及声学法等。盲孔法测试残余应力起重机零部件的失效模式

6、和常见失效形式起重机械零部件(含结构件)的主要失效模式可分为磨损失效、变形失效、断裂失效、腐蚀失效等。磨损失效是起重机械使用中常见的失效模式,具体分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等五种失效形式粘着磨损当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对运动时,由于粘着作用,接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着磨损。粘着磨损又称粘附磨损。磨料磨损磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒,或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时,所产生的一种类似金属切削过程的磨损,其特征是在接触面上有明显的切削痕迹。磨料磨损是十分常见

7、又是危害最严重的一种磨损。其磨损速率和磨损强度都很大,致使机械设备的使用寿命大大降低,能源和材料大量损耗。疲劳磨损疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形,导致产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。腐蚀磨损在摩擦过程中,金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应,引起金属表面的腐蚀产物剥落,这种现象称为腐蚀磨损。它是在腐蚀现象与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。它是一种极为复杂的磨损过程,经常发生在高温或潮湿的环境,更容易发生在

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