一,、失效分析和預防在科學技術(shù)進步中的重要性和作用

二,、失效分析的基本思路,、技術(shù)和方法的要點
對重大或惡性的失效事故的失效分析常用的分析思路主要有殘骸分析法,、統(tǒng)計分析法和系統(tǒng)分析法等。殘骸分析法是 失效分析工作者常用的方法之一,,而統(tǒng)計分析法和系統(tǒng)分析法則常被管理專家和安全工程工作者所采用,。以下重點闡述殘骸分析法,另外兩種方法不作詳細介紹,。
殘骸分析法最主要的關(guān)鍵技術(shù)是 尋找首先破壞件,、尋找斷裂源的位置、診斷失效模式,、分析斷裂原因和影響因素,、以及事故的綜合分析等。尋找首先破壞的主要方法有殘骸拼湊法,、斷口法,、裂紋法和痕跡法等。殘骸拼湊法又可以分為“空中”拼湊法和地面拼湊法,。找到首先破壞件后,,下一步的關(guān)鍵是 從首先破壞件上尋找斷裂源的位置。一般地說,,尋找斷裂源的位置可以從放射線的“發(fā)源”地,、起始疲勞弧線的“幾何中心”位置、纖維區(qū)的“幾何中心”位置等方面來加以判斷,。尋找斷裂源的位置是 診斷失效模式及分析失效的原因的前提條件,。
失效模式的分析診斷要依據(jù)先粗后細的原則進行。即先診斷是 斷裂型的失效還是 非斷裂型的失效,,塑性還是 脆性斷裂等大的分類,,然后再按各自的類、目進一步分析診斷,。對腐蝕模式的診斷主要從介質(zhì)氣氛,、裂紋特征和腐蝕產(chǎn)物分析等方面入手,,磨損模式的診斷主要從摩擦條件、磨屑特征,、摩擦表面的特征等方面入手,。斷裂模式的診斷主要從變形情況、碎片情況,、材質(zhì)情況,、應力情況、環(huán)境情況和斷口裂紋的特征等方面入手,。
歸納起來,,引起失效的原因主要有:設計的原因—結(jié)構(gòu)不合理,工作應力過大,;材質(zhì)的原因—性能不合格,,缺陷超標;制造的原因—工藝不合理,,殘余應力過大,;使用的原因—違章操作,工作參數(shù)控制不當,;設備或材料老化—“老化”,、“退化”超期服役。
在上述失效分析的關(guān)鍵技術(shù)中,,應特別強調(diào)如下幾項專門的分析技術(shù)要點:一般地說,,爆破能量高和應力大可根據(jù)爆破碎片多、斷口上有人字紋(或放射線)花樣,、塑性變形量小,、裂紋源數(shù)目多和斷口上的二次裂紋多等方面加以判斷。
材料質(zhì)量問題可以從化學成分不合格,、力學性能不合格,、低倍缺陷超標、高倍顯微組織不合格,、因材質(zhì)引起的沿晶斷裂,、斷口上特別是 斷裂源區(qū)有冶金夾雜,或因材料短橫向塑性低而沿軋制方向斷裂等方面加以確認,。
裂紋是 最常見的一種結(jié)構(gòu)損傷形式,。鋁壓鑄件對裂紋的在線監(jiān)測,可以經(jīng)濟可靠地保證結(jié)構(gòu)使用安全,,具有重要意義,。目前結(jié)構(gòu)裂紋的無損檢測主要有診斷法、聲發(fā)射法、超聲波診斷法,、光學診斷法,、渦流診斷法、漏磁診斷法,、紅外診斷法,,其中基于結(jié)構(gòu)動力學的振動診斷法易于提取信號,探測器可以安裝在人們 不易接近的結(jié)構(gòu)部位,,操作簡單,、快捷、經(jīng)濟,,使用安全,,可以最大程度地減少人的介入、易于實現(xiàn)檢測自動化,,適用于運行狀態(tài)下的在線檢測,。
斷口裂紋分析應著重于斷裂源區(qū)、斷裂方向,、斷口和裂紋型貌,、斷口粗糙度、斷口顯微組織與成分,、斷口和裂紋的晶面晶向的分析等。斷裂源區(qū)的分析應注意冶金夾雜,、工藝缺陷和應力集中因素等方面的分析,;斷口和裂紋方向的分析應考慮它與軋制方向的關(guān)系、與應力方向的關(guān)系和與零件形狀的關(guān)系,;斷口和裂紋形貌分析則應注意特征形貌和主要斷口形貌的關(guān)系,,宏觀斷口和微觀斷口形貌的關(guān)系。一般地說,,宏觀斷口形貌診斷(如放射狀,、顆粒狀、纖維狀,、剪切唇,、疲勞弧線、疲勞臺階和層狀)具有定性的作用,,而要從微觀斷口形貌(如解理,、準解理和韌窩等)來診斷其斷裂的模式則應注意到它是 否是 主要的斷口形貌的問題;斷口上的顏色往往是 冶金夾雜的色彩,、高溫氧化的顏色,、腐蝕或磨損產(chǎn)物的特色,因此可以從斷口上的顏色定性的分析材質(zhì)、高溫經(jīng)歷和腐蝕環(huán)境的作用,;斷口粗糙度一般與材料晶粒大小和應變速度的高低等因素有關(guān),;而斷口的顯微組織和成分分析不僅有利于材質(zhì)的好壞的診斷,而且還可為環(huán)境分析,、工作條件的分析提供重要的參考依據(jù),,不僅可以找到“薄弱”的顯微組織,而且有助于斷裂模式的分析,。從以上看出斷口裂紋分析是 殘骸分析中的一個重要而且有時是 十分關(guān)鍵的組成部分,。
單項專門的分析診斷是 整個事故分析的基礎,但僅僅只有單項的分析診斷是 不夠的,,還必須對整個事故進行綜合的分析診斷,,綜合分析的要點是 :一是 收集所有的現(xiàn)象、特征和實驗數(shù)據(jù),,進行歸納,、篩選、去偽存真和由表及里,。二是 采用“排除法”或“求證法”,,逐步縮小“懷疑”圈,必要時還需做若干補充實驗,。三是 根據(jù)初步的分析結(jié)論,、失效的模擬試驗、加速試驗或工程試驗,,進一步得到證實,,并對預防或補救方法也有所設想。四是 對存疑的問題進行進一步的分析和失效機理上做進一步深入的研究,,并得出公正,、準確和科學的結(jié)論。
分析了機械零部件的失效預測,、安全評估,、失效補救和失效預防等問題,進一步論述了失效分析與預防在科技進步中的重要性和作用,,然后分別就失效分析與安全評估的基本思路,、技術(shù)和方法要點進行比較全面的探討。機械零部件失效分析和預防是 一件十分重要的工作,,也是 一門復雜,、綜合性的工作,它既是 一種技術(shù)工作又是 一種管理活動,。鋁鑄件做好失效分析和預防工作,,對解決提高企業(yè)生產(chǎn)效率問題和發(fā)展-經(jīng)濟效益有著深遠的意義。
泊頭市遠達壓鑄廠(http://www.btydyzc.com)生產(chǎn)的機械壓鑄鋁件、機械鑄鋁件,、機械鋁合金壓鑄件,,鋁壓鑄件產(chǎn)品已進入歐美市場,并得到廣大新老用戶的一致認可,。