[科普中國]-潛在故障

潛在故障是指對運(yùn)行中的設(shè)備如不采取預(yù)防性維修和調(diào)整措施，再繼續(xù)使用到某個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)生的故障。

簡介設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展過程都有其客觀規(guī)律，研究故障規(guī)律對制定維修對策，以至建立更加科學(xué)的維修體制都是十分有利的。設(shè)備在使用過程中，其性能或狀態(tài)隨著使用時(shí)間的推移而逐步下降。很多故障發(fā)生前會(huì)有一些預(yù)兆，這就是所謂潛在故障，其可識別的物理參數(shù)表明一種功能性故障即將發(fā)生，功能性故障表明設(shè)備喪失了規(guī)定的性能標(biāo)準(zhǔn)。

較長的間隔意味著有更多的時(shí)間來預(yù)防功能性故障的發(fā)生，因而要不斷地花費(fèi)很大的精力去尋找潛在故障的物理參數(shù)，為采取新的預(yù)防技術(shù)，避免功能性故障，爭得較長的時(shí)間。

設(shè)備故障率隨時(shí)間推移的變化規(guī)律稱為設(shè)備的典型故障率曲線。該曲線表明設(shè)備的故障率隨時(shí)間的變化大致分三個(gè)階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期1。

早期故障期早期故障期是指設(shè)備安裝調(diào)試過程至移交生產(chǎn)試用階段。造成早期故障的原因主要是由設(shè)計(jì)、制造上的缺陷，包裝、運(yùn)輸中的損傷，安裝不到位、使用工人操作不習(xí)慣或尚未全部熟練掌握其性能等原因所造成的。設(shè)備處于早期故障期，故障率開始很高，通過跑合運(yùn)行和故障排除，故障率逐漸降低并趨于穩(wěn)定。此段時(shí)間的長短，隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量而異。

早期故障率是影響設(shè)備可靠性的一個(gè)重要因素，會(huì)使設(shè)備的平均無故障工作時(shí)間減少。從設(shè)備的總役齡來看，這段時(shí)間不長，但必須認(rèn)真對待，否則影響新設(shè)備效能的正常發(fā)揮，對資金回收不利。對于已定型的成批生產(chǎn)的設(shè)備和熟練的操作人員來說，早期故障期較短。

對新設(shè)備來說，此階段的故障形態(tài)主要由三個(gè)參數(shù)所決定，即期初故障率，持續(xù)時(shí)間和期末故障率。這一階段的故障率是下降型，即隨著時(shí)間的推移故障率是逐漸下降的，可靠度的分布函數(shù)大體服從超指數(shù)分布或a1時(shí)的威布爾分布。根據(jù)正態(tài)分布的特征，在某一時(shí)間上會(huì)出現(xiàn)極大值，故障的分散程度由方差來表示，其值愈小，故障愈集中，維修時(shí)間預(yù)測愈準(zhǔn)確。

設(shè)備故障率曲線變化的三個(gè)階段，真實(shí)地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報(bào)廢故障率變化的規(guī)律，加強(qiáng)設(shè)備的日常管理與維護(hù)保養(yǎng)，可以延長偶發(fā)故障期。準(zhǔn)確地找出拐點(diǎn)，可避免過剩修理或修理范圍擴(kuò)大，以獲得最佳的投資效益。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控設(shè)備、加工中心等現(xiàn)代化設(shè)備不斷出現(xiàn)，其故障規(guī)律與傳統(tǒng)的浴盆曲線有所改變，人們開始對這些設(shè)備的故障規(guī)律進(jìn)行研究。美國民航進(jìn)行了30年的研究發(fā)現(xiàn)，除典型的浴盆曲線外，還有五種故障率曲線。曲線A顯示了恒定的或者略增的故障率，接著就是耗損期。曲線B顯示了緩慢增長的故障率，但沒有明顯的耗損期。

綜上所述，傳統(tǒng)的修理周期結(jié)構(gòu)必須隨科技的發(fā)展、不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行改革。為此，提倡狀態(tài)維修，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化設(shè)備，充分利用潛在故障已經(jīng)發(fā)生并在其轉(zhuǎn)變成為功能性故障之前的這段時(shí)間做好狀態(tài)監(jiān)測，針對故障前兆，實(shí)施狀態(tài)維修，可使維修工作量和維修費(fèi)用大幅度地降低，實(shí)現(xiàn)少投人多產(chǎn)出的理想效果3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)