故障类型影响与危险度分析

1、故障类型影响与危险度分析Failure Mode Effect and Criticality AnalysisFMEA 的含义及特点基本概念故障模式及影响分析的步骤CA的分析故障故障模式（故障类型）故障机理故障原因故障等级2.FMEA分析方法的特点 FMEA是通过原因来分析系统故障。即用系统工程方法，从元件的故障开始，由下向上逐次分析其可能发生的问题，预测整个系统的故障，利用表格形式，找出不希望的初始原因事件。系统发生故障可能丧失其功能，FMEA除考虑系统中组成部分上下级的层次概念，如物理，时间空间关系，还主要考虑功能关系。从可靠性的角度看，则侧重于建立上级和下级的逻辑关系，因此FMEA是以

2、功能为中心，以逻辑推理为重点的分析方法。该方法是一种定性分析方法，不需要数据做预测依据只要有理论知识和过去故障的经验积累就可以了因而便于掌握，当个人知识不够时可以采用集思广益的办法进行分析该方法适用于产品设计、工艺设计、装备设计和预防维修等环节。第一节FMEA 的含义及特点第二节基本原理1.故障指元件、子系统、系统在规定的运行时间、条件内达不到设计规定的功能。并不是所有的故障都能造成严重的后果，而是其中有些故障会影响系统不能完成任务或造成事故损失。以机电产品为例：从其制造、产出和发挥作用，一般都要经历规划、设计、选材、加工制造、装配、检验包装、储存、运输、安装、调试、使用、维修等环节。每一个环

3、节都可能出现缺陷、失物、偏差与损伤，这都有可能使产品存在隐患，即处于一种可能发生的故障状态，特别是在动态负载、高速、高温、高压、低温、摩擦和辐射等条件下使用，发生故障的可能性更大。第二节基本原理2.故障模式故障模式是故障出现的状态，是故障现象的一种表征，由故障机理发生的结果故障状态，相当医学上的疾病症状。一般机电产品、设备常见故障类型 结构破损机械性卡住振 动不能保持在指定位置上不能开启不能关闭误 开误 关内 漏外 漏超出允许上限超出允许下限间断运行运行不稳定意外运行错误指示流动不畅假 运 行不能开机不能关机不能切换提前运街滞后运行合人量过大输入量过小输出量过大输出量过小无输入无输出电短路电开

4、路漏 电其 他第二节基本原理水泵、涡轮机、发电机误启动、误停机、速度过快、反转、发热、线圈漏电容器泄露、不能降温、加热、断热冷却过分热交换器、配管堵塞、流路过大、泄露、变形、振动阀门、流量调节装置不能开启或不能闭和、开关错误、泄露、堵塞电力设备电阻变化、放电、接触不良、短路、漏电、断开计测装置信号异常、劣化、示值不准、损坏支撑结构变形、松动、缺损、脱落齿轮断裂、压坏、熔融、烧结、磨耗滚动轴承滚动体扎碎、磨损、压坏、烧结、腐蚀、裂纹滑动轴承磨损、变形、疲劳、腐蚀、胶合、破裂电动机磨损、变形、发热、腐蚀、绝缘破坏不同产品种类与故障类型 第二节基本原理故障模式与环境影响环境因素主要影响典型故障模式高

5、温热老化金属氧化结构变化设备过热黏度下降蒸发绝缘失效接点接触电阻增大，金属材料表面电阻增大橡胶、塑料裂纹膨胀元件损坏、着火、低熔点焊锡缝开裂、焊点脱开丧失润滑特性低温增大黏度和浓度结冰现象脆化物理收缩元件性能改变丧失润滑特性电气机械功能变化、液体凝固、盲管破裂结构强度减弱、电缆损坏、蜡变硬、橡胶变脆结构失效、增大活动件的磨损、衬垫与密封垫失效、泄露铝电解电容器损坏、石英晶体不震荡、蓄电池容量降低高湿度吸收湿气电化反应锈蚀电解物理性能下降、电强度降低、绝缘电阻降低、介点常数增大机械强度下降影响功能、电气性能下降、增大绝缘体的导电性干燥干裂脆化粒化机械强度下降结构失效电气性能变化第二节基本原理3.

6、故障原因内因固有的可靠性方面系统、产品的硬件设计不合理或存在潜在的缺陷系统、产品中零、部件有缺陷制造质量低，材质选用有错或不佳运输、保管、安装不善外因使用可靠性方面环境条件使用条件第二节基本原理4.故障机理： 指诱发零件、产品、系统发生故障的物理与化学过 程、电学与机械过程，考虑某个故障是如何发生的，以及它发生的可能性有多大。对象外部原因结果第二节基本原理5.故障模式、故障机理与故障原因的关系内部原因外部原因故障原因故障机理故障模式可动接触部位固定接触部位弹簧线圈壳体过载电流尘埃有毒气体温度湿度接触部位磨损驱动部位疲劳接触不稳定点火花、噪声、温度上升接触部位破坏驱动部位破坏接触功能失效接触点变

7、形可接触片变形线圈过热、烧坏弹簧疲劳、折断第二节基本原理6.故障等级故障等级是衡量故障对系统任务、人员和财务安全造成影响的尺度。人们根据故障的大小采取相应的措施。简单划分法：将故障模式对子系统或系统影响的严重程度分四个等级故障等级影响程度可造成的危害或损失致命性的可能造成死亡或系统损失严重的可能造成严重伤害、严重职业病、主要系统损坏临界的可能造成轻伤、职业病或次要系统损坏可忽略的不会造成轻伤、职业病，系统不会损坏第二节基本原理6.故障等级1）评点法：在难于取得可靠性数据的情况下。评点因素系数影响因素大小对系统造成影响的范围故障发生的频率防止事故的难易程度是否新设计第二节基本原理6.故障等级2）

8、查表法：评点因素内容点数故障影响大小造成生命损失造成相当损失功能损失5.03.01.0对系统造成的影响对系统造成二个以上重大损失对系统造成二个以上重大损失对系统无太大影响2.01.00.5发生频率易于发生能够发生不太发生1.51.00.7防止事故的可能性不能能够防止易于防止1.31.00.7是否新设计相当新的内容设计类似设计同一设计1.21.00.8第二节基本原理6.故障等级3）风险矩阵法风险率：是故障概率和严重度综合评定的。严重度等级内容低的对系统任务无影响对子系统造成的影响可忽略通过调整故障易消除主要的对系统任务有影响但可忽略导致子系统功能下降出现的故障能够立即修复关键的系统功能有所下降子

9、系统功能严重下降出现的故障不能立即修复灾难性的系统功能严重下降子系统功能全部丧失出现的故障需修理才消除第二节基本原理6.故障等级3）风险矩阵法风险率：是故障概率和严重度综合评定的。故障率等级内容很低的故障模式发生的概率小于全部概率的0.01低的故障模式发生的概率小于全部概率的0.010.1中等的故障模式发生的概率小于全部概率的0.10.2高的故障模式发生的概率大于全部概率的0.2第二节基本原理6.故障等级3）风险矩阵法风险率：是故障概率和严重度综合评定的。0第三节 FMEA的分析步骤明确系统的情况和目的确定分析层次绘制功能框图和可靠性框图建立故障模式清单分析故障模式和影响评定故障等级研究故障检

10、测方法提出预防措施填写FMEA表第三节FMEA的分析步骤-说明1、明确系统情况和目的：了解系统设计任务书、技术设计说明书、图纸、使用说明书、标准、规范、事故情报2、确定分析层次装置功能系统子系统部件分部件组成零件设备零件对装置的影响对系统的影响对子系统的影响对组成零件的影响系统功能级的FMEA部件级的FMEA组成零件级的FMEA设备部件级的FMEA第三节FMEA的分析步骤3、绘制功能框图和可靠性框图绘制这两种图的目的，是要从系统功能和可靠性方面弄清系统的构成情况，并以此作为故障类型和影响分析的出发点。一个系统可以由若干个功能不同的子系统组成（如动力、传动、工作、控制等子系统），一个子系统又是由

11、更小的子系统或元件组成的。为了便于分析，要绘制各子系统及其所包含功能件的功能以及相互关系的框图，即功能框图。第三节FMEA的分析步骤可靠性框图是研究如何保证系统正常运行的一种系统图，而不是按系统的结构顺序绘制的结构图。一般情况下，只有构成一个系统的子系统都能正常运行，才能保证系统正常运行时，用串联形式把子系统连接起来，如下图1所示；如果构成系统的任何一个子系统正常就能保证系统正常，则用并联连接，如图下2所示。根据这种原则，也存在串-并联连接形式，如图下3所示。同理，也可以绘制子系统与构成子系统各部分的可靠性连接形式。串联系统可靠性框图必为串联结构，而并联系统则不一定是并联结构。例如，某几个电阻

12、并联，只起到保持一定电阻值的作用，而在可靠性框图中，这几个电阻就必须用串联连接。系统子系统a子系统b子系统c图 1系统子系统a子系统b子系统c图 2系统子系统a1子系统b子系统a2图 3子系统c1子系统c2第三节FMEA的分析步骤说明4、建立故障模式清单、分析故障模式及影响：这一步是实施FMEA的核心，根据理论知识、实践经验和有关故障资料，判明系统中所有实际可能出现的故障模式，即导致规定输出功能的异常和偏差。分析过程的出发点，不是从故障已发生开始考虑，而是分析现有设计方案，会有那种故障发生，即对每一种输出功能的偏差，预计可能发生什么故障，对部件、子系统、系统有什么影响及其程度，列出认为可能发生

13、的全部故障。选定、判定故障模式是一项技术性很强的工作。第三节FMEA的分析步骤案例5W1H启发式分析方法：5W1H是Who、When、Where、What、Why、How的总称WhyWhatWhoWhenWhereHow第三节FMEA的分析步骤案例5、研究故障检测法6、确定故障等级7、提出预防措施8、制定FMEA表案例分析1. 电机运行系统故障类型和影响分析案例分析2. 空气压缩机储罐的故障类型和影响分析空气压缩机的储罐属于压力容器,其功能是储存空气压缩机产生的压缩空气。这里仅考察储罐的罐体和安全阀两个元素的故障类型及其影响,分析结果列于表第四节 致命度分析致命度分析的原理 致命度分析（Criticality Analysis 缩写CA）是在FMEA的基础上扩展出来的。在系统进行初步分析（FMEA）之后，对其特别严重的故障模式单独在进行详细分析。致命度分析就是对系统中各个不同的严重故障模式计算临界值致命度指数，即给出某故障模式产生致命度影响的概率，它是一种定量分析方法，与FMEA结合使用，叫做故障模式、影响及致命度分析（FMECA）第四节 致命度分析致命度分析的目的1、尽量消除致命度高的故障模式2、当无法消除故障模式时，应尽量从设计、制造、维修和使用等方面去降低其致命度和减少其发生的概率。3、根据故障模式不同