设备维修计划与故障种类分析

设备维修计划与故障种类分析

目录

1.前言........................................................................1

2.设备故障的分类.............................................................1

2.1.磨损性故障...............................................................2

2.1.1.磨损性故障的原理和对策.............................................2

2.2.腐蚀性故障...............................................................3

2.2.1.板式换热器腐蚀常见故障全面解读.....................................4

2.3.断裂性故障...............................................................5

2.3.1.断裂性故障的分类....................................................5

2.4.老化性故障.............................................................6

2.4.1.老化性故障的规律...................................................6

3.设备故障的原因.............................................................7

4.减少设备故障的对策.........................................................7

1.前言

为使设备维修达到预期目标，必须制定设备维修作业施工计划。一般的施

工计划主要包括以下内容：

(1)设备名称、规格型号、安装地点；

(2)维修性质(小、中、大修);

(3)施工作业内容、质量标准；

(4)施工计划工期；

(5)材料、配件耗用清单；

(6)施工专用工具、量具、仪器等清单；

(7)作业人员配置(工种、人数及分工)；

(8)施工方案或安全技术措施。

对大型关键设备中修及以上的维修，应编制施工组织设计。

2.设备故障的分类

设备故障按技术性原因，可分为三大类：①即磨损性故障、②腐蚀性故

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障、③断裂性故障。

2.1.磨损性故障

磨损性故障是指设计时已预料到的、不可避免的正常磨损造成的故障。

由于运动部件磨损，在某一时刻超过极限值所引起的故障。

所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运动的对偶表面，在摩

擦作用下发生尺寸、形状和表面质量变化的现象。

磨损性故障的处理：磨损性故障是由正常磨损而引起的故障，对这类故障

形式，一般要进行寿命预测，更换零件或部件，进行磨损造成的间隙补偿。例

如，数控机床工作正常，但z（x）轴方向位置偏差过大，其故障形式有可能是丝

杠磨损后造成间隙过大，就需要机械式间隙调整或更换丝杠，或者可以在工作

方式选择中，选择参数设置，输入Z（XJ轴的反向间隙补偿，判断是否为磨损性

故障。

2.1.1.磨损性故障的原理和对策

根据设备故障性质来分，设备的故障分为先天性、磨损性和滥用性三种。

其中磨损性故障是最具有普遍性和规律性的故障类型，而阐述磨损性故障的原

理和对策，是现代设备管理基本理论的重要内容。

机械设备的磨损可分为有形磨损和无形磨损两个方面。

有形磨损，包括设备在使用过程中，由于摩擦、冲击、振动、疲劳、腐

蚀、变形等造成的实物形态的变化，使其功能逐渐（或突然）降低以致丧失；也

包括设备闲置过程中，锈蚀、变质、老化等原因造成的实物形态的变化，使功

能降低以致丧失。

无形磨损表现在设备的价值贬值上，它不是由于使用过程中自然力的影响

所产生的。造成贬值的原因有以下两种：

第一种是由于技术进步和劳动生产率的提高，生产同样设备的消耗成本，

不断降低，迫使原设备贬值，也称为第一种无形磨损。

第二种是由于出现了比原设备在结构、原理、功能、造价等方面都优越的

新设备，原设备显得技术上陈旧，功能落后，由此造成的贬值，也称为第二种

无形磨损。

设备磨损的对策就是补偿。设备磨损的补偿就是为了恢复或提高设备系统

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组成单元的功能，而采取的追加投资的技术组织措施。磨损的方式和程度不

同，与其对应的补偿方式也有所不同。

设备磨损的补偿方式有三种，即修理、更换和技术改造。对于一些有形磨

损，可以通过修复技术来修复。对于有些损耗如零件断裂、材料老化等，只能

通过部件或设备更换的方法来恢复其原有功能。而无形磨损的消除，只能在采

取措施改进其技术性能，提高其技术的先进性后才能达到。在发电机组检修工

作中可能同时存在修理、更换和技术改造工作。这三种不同性质的工作有着显

著的区别（见图1）,作为补偿方式是一种设备管理的对策，采用哪一种补偿方

式，要看设备的磨损形式和磨损程度，但归根结底取决于进行补偿时的经济评

价。而补偿的作用，使设备的可靠性、维修性、可用性得到了恢复和提高。

图1设备磨损形式与补偿形式的关系

所以，设备检修的目的，就是重新完善设备系统，恢复或提高设备的功

能。对于设备的损耗在物质形态上给予补偿的同时，也补偿了它的经济价值。

设备检修的核心问题是根据设备磨损或损耗情况，结合企业的经营目标，对具

体的设备选择正确的检修方式和检修层次，合理安排检修计划并付诸实施。

2.2.腐蚀性故障

腐蚀性故障主要是指金属腐蚀。

金属腐蚀的状态常见的有八种：均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐

蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损性腐蚀、应力腐蚀。

金属腐蚀的原因可分化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三类。

化学腐蚀：金属和周围介质直接发生化学反应所造成的腐蚀。

电化学腐蚀：金属与电介质溶液发生电化学反应所造成的腐蚀。反应过程

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中有电流产生。

物理腐蚀：金属与熔融盐、熔碱、液态金属相接触，使金属某一区域不断

熔解，另一区域不断形成的物质转移现象，即物理腐蚀。

下面以板式换热器腐蚀常见故障全面解读做解剖

2.2.1.板式换热器腐蚀常见故障全面解读

换热器渗漏主要是腐蚀造成的，少部分是由于换热器选型和换热器本身的

制造工艺缺陷。

板式换热器换腐蚀失效类型有以下几种：

1.点蚀

由“闭塞电池腐蚀”(OcludedCellCorrosion)作用引起的一种局部腐蚀一

使局部金属表面的钝化膜破坏，形成尺寸小于1mm的穿孔或蚀坑。例如，在

不锈钢板片表面生锈或积垢(碳化物、二氧化硅垢层)处，因导热不良、介质的

pH值减小产生的腐蚀；

2.缝隙腐蚀

由“闭塞电池腐蚀”作用引起的一种呈斑点状或溃疡形的局部腐蚀。同点

蚀的主要区别是腐蚀产生在金属零件的缝隙处，由于滞留介质的电化学不均匀

性而导致的。例如，密封垫片槽底或板片封闭流道的角孔垫片外侧处产生的腐

蚀；

3.应力腐蚀开裂

在静态拉伸应力与电化学介质共同作用下，由阴极溶解过程引起的金属局

部腐蚀裂纹或断裂。例如，板片压制成型时将产生残余内应力，若与介质中的

卤素离子(如C「、F-等离子)或H2s接触可能引起应力腐蚀开裂；

4.晶间腐蚀

起源于金属表面并沿晶粒边界深入到内部的腐蚀，可导致晶粒间的结合力

丧失，使材料的强度大大降低。例如，不锈钢在过敏温度范围(400℃〜600℃)

内产生的腐蚀；

5.均匀腐蚀

接触介质的金属表面全部或大部分被腐蚀的现象。例如，板片选材不当，

或使用期过长，超过了允许使用寿命；

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6.其他腐蚀失效

主要有露点腐蚀、磨蚀、微生物腐蚀等。例如，含有酸性物质的热蒸汽与

冷的板片接触，可引起露点腐蚀；板片的介质入口角孔处和导流区的流速过

高，或流体中含有砂粒类颗粒物时，可导致磨蚀；海水中的藻类、细菌、原生

物等，可导致板片的微生物腐蚀。

如果板片之间发生泄漏可能轻则导致换热效果不佳影响后续生产加工，重

则会导致换热器停止工作直接影响我们的生产计划。所以我们要根据工况定期

对换热器进行清洗保养和维护。

采用超高压水射流技术可彻底清除换热器内表面和外表面上的结垢物，同

样可去除各种结构中的产品沉淀，对被清洗设备内结垢和附着物以及堵塞物进

行彻底地切削、破碎、挤压、冲刷到达完全清洗的目的。

高压水清洗技术一项先进的清洗技术，在国内外均得以盛行。与传统的清

洗方法相比较，高压水清洗技术拥有清洗效果佳、速度快、应用范围广、无污

染等一系列的突出特点，是值得广大用户信赖的一项技术。

超高压柱塞泵：能清洗设备、输送水、乳化液、油及各种化工流体，可适

应各化工流程和行业的需要。且所有型号的高压柱塞泵可根据客户要求，可选

择地组装设备及附件，如单向阀蓄能器，循环阀，变频调速，驱动与传动形式

等。

2.3.断裂性故障

什么是断裂性故障：断裂性故障是指物流机械的机件、元器件、结构件在

使用过程中产生裂纹，继而扩展至断裂，分别引起结构、机构、系统丧失功能

或存在隐患的故障。

2.3.1.断裂性故障的分类

可分脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、塑性断裂等。

脆性断裂：可由于材料性质不均匀引起；或由于加工工艺处理不当所引起

（如在锻、铸、焊、磨、热处理等工艺过程中处理不当，就容易产生脆性断

裂）；也可由于恶劣环境所引起；如温度过低，使材料的机械性能降低，主要

是指冲击韧性降低，因此低温容器（-20C以下）必须选用冲击值大于一定值的材

料。再如放射线辐射也能引起材料脆化，从而引起脆性断裂。

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疲劳断裂：由于热疲劳（如高温疲劳等）、机械疲劳（又分为弯曲疲劳、扭转

疲劳、接触疲劳、复合载荷疲劳等）以及复杂环境下的疲劳等各种综合因素共

同作用所引起的断裂。

应力腐蚀断裂：一个有热应力、焊接应力、残余应力或其他外加拉应力的

设备，如果同时存在与金属材料相匹配的腐蚀介质，则将使材料产生裂纹，并

以显著速度发展的一种开裂。如不锈钢在氯化物介质中的开裂，黄铜在含氨介

质中的开裂，都是应力腐蚀断裂。又如所谓氢脆和磴脆现象造成的破坏，也是

应力腐蚀断裂。

塑性断裂：塑性断裂是由过载断裂和撞击断裂所引起。

2.4.老化性故障

什么是老化性故障：老化性故障是指由于元件（零件）老化、磨损、疲劳发

生故障，引起功能变坏或丧失，常发生于设备运行后期。

2.4.1.老化性故障的规律

设备老化性故障的发生有一定的统计规律，其规律也形成一条曲线，通常

称为浴盆曲线，如图2所示。图中横坐标为设备使用时间，纵坐标为故障率。

从图中的浴盆式曲线可以看出，设备故障率的变化呈现三个不同阶段：

第I阶段为初期故障期。这一时期设备刚投入使用，由于设计、制造、安

装调试中的缺陷，或操作不熟练，往往会出现较多的故障。随着设备的不断调

整和操作的熟练，故障率会越来越低。

第II阶段为偶发故障期。这一时期设备进入正常运行阶段，故障较少，故

障率维持较低水平。多因操作失误或维护保养不当而引起突发的事故。

第III阶段为磨损故障期。这一时期与设备磨损的相应阶段对应，因设备及

其零部件到了剧烈磨损阶段，设备劣化，性能很快下降，导致故障率急剧上

升。为防止故障率大幅提高，设备管理者一般要在这一时期到来之前，进行预

防维修，修复或更换将要损坏的零部件。

设备的磨损规律和故障规律是设备管理的科学依据，是保养、检查、维

修、更新等设备管理工作的基础。

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故障率

3.设备故障的原因

1、生产部门操作有问题，造成使用时间过长、使用强度过大速度过快、

按错按钮、放错原材料等。

2、设备维修、保养部门维修保养不当，这包括维修保养不足、维修保养

过度等原因。

3、长久性故障多，未对故障进行详细的分析。这是大家容易忽视的原

因。不少企业对故障往往分析不够，大家一旦发现故障了，就想方设法把它修

好。通常遇到一个问题就解决一个问题，从来没有寻找故障发生的规律。故障

分析是从发生故障那里得到好的经验，防止问题再发，或者防止类似问题发

生，否