設(shè)備維修計(jì)劃與故障種類分析

設(shè)備維修計(jì)劃與故障種類分析

目錄

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

2.設(shè)備故障的分類.............................................................1

2.1.磨損性故障...............................................................2

2.1.1.磨損性故障的原理和對策.............................................2

2.2.腐蝕性故障...............................................................3

2.2.1.板式換熱器腐蝕常見故障全面解讀.....................................4

2.3.斷裂性故障...............................................................5

2.3.1.斷裂性故障的分類....................................................5

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

2.4.1.老化性故障的規(guī)律...................................................6

3.設(shè)備故障的原因.............................................................7

4.減少設(shè)備故障的對策.........................................................7

1.前言

為使設(shè)備維修達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，必須制定設(shè)備維修作業(yè)施工計(jì)劃。一般的施

工計(jì)劃主要包括以下內(nèi)容：

(1)設(shè)備名稱、規(guī)格型號、安裝地點(diǎn)；

(2)維修性質(zhì)(小、中、大修);

(3)施工作業(yè)內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

(4)施工計(jì)劃工期；

(5)材料、配件耗用清單；

(6)施工專用工具、量具、儀器等清單；

(7)作業(yè)人員配置(工種、人數(shù)及分工)；

(8)施工方案或安全技術(shù)措施。

對大型關(guān)鍵設(shè)備中修及以上的維修，應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)。

2.設(shè)備故障的分類

設(shè)備故障按技術(shù)性原因，可分為三大類：①即磨損性故障、②腐蝕性故

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障、③斷裂性故障。

2.1.磨損性故障

磨損性故障是指設(shè)計(jì)時已預(yù)料到的、不可避免的正常磨損造成的故障。

由于運(yùn)動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障。

所謂磨損是指機(jī)械在工作過程中，互相接觸做相互運(yùn)動的對偶表面，在摩

擦作用下發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。

磨損性故障的處理：磨損性故障是由正常磨損而引起的故障，對這類故障

形式，一般要進(jìn)行壽命預(yù)測，更換零件或部件，進(jìn)行磨損造成的間隙補(bǔ)償。例

如，數(shù)控機(jī)床工作正常，但z（x）軸方向位置偏差過大，其故障形式有可能是絲

杠磨損后造成間隙過大，就需要機(jī)械式間隙調(diào)整或更換絲杠，或者可以在工作

方式選擇中，選擇參數(shù)設(shè)置，輸入Z（XJ軸的反向間隙補(bǔ)償，判斷是否為磨損性

故障。

2.1.1.磨損性故障的原理和對策

根據(jù)設(shè)備故障性質(zhì)來分，設(shè)備的故障分為先天性、磨損性和濫用性三種。

其中磨損性故障是最具有普遍性和規(guī)律性的故障類型，而闡述磨損性故障的原

理和對策，是現(xiàn)代設(shè)備管理基本理論的重要內(nèi)容。

機(jī)械設(shè)備的磨損可分為有形磨損和無形磨損兩個方面。

有形磨損，包括設(shè)備在使用過程中，由于摩擦、沖擊、振動、疲勞、腐

蝕、變形等造成的實(shí)物形態(tài)的變化，使其功能逐漸（或突然）降低以致喪失；也

包括設(shè)備閑置過程中，銹蝕、變質(zhì)、老化等原因造成的實(shí)物形態(tài)的變化，使功

能降低以致喪失。

無形磨損表現(xiàn)在設(shè)備的價(jià)值貶值上，它不是由于使用過程中自然力的影響

所產(chǎn)生的。造成貶值的原因有以下兩種：

第一種是由于技術(shù)進(jìn)步和勞動生產(chǎn)率的提高，生產(chǎn)同樣設(shè)備的消耗成本，

不斷降低，迫使原設(shè)備貶值，也稱為第一種無形磨損。

第二種是由于出現(xiàn)了比原設(shè)備在結(jié)構(gòu)、原理、功能、造價(jià)等方面都優(yōu)越的

新設(shè)備，原設(shè)備顯得技術(shù)上陳舊，功能落后，由此造成的貶值，也稱為第二種

無形磨損。

設(shè)備磨損的對策就是補(bǔ)償。設(shè)備磨損的補(bǔ)償就是為了恢復(fù)或提高設(shè)備系統(tǒng)

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組成單元的功能，而采取的追加投資的技術(shù)組織措施。磨損的方式和程度不

同，與其對應(yīng)的補(bǔ)償方式也有所不同。

設(shè)備磨損的補(bǔ)償方式有三種，即修理、更換和技術(shù)改造。對于一些有形磨

損，可以通過修復(fù)技術(shù)來修復(fù)。對于有些損耗如零件斷裂、材料老化等，只能

通過部件或設(shè)備更換的方法來恢復(fù)其原有功能。而無形磨損的消除，只能在采

取措施改進(jìn)其技術(shù)性能，提高其技術(shù)的先進(jìn)性后才能達(dá)到。在發(fā)電機(jī)組檢修工

作中可能同時存在修理、更換和技術(shù)改造工作。這三種不同性質(zhì)的工作有著顯

著的區(qū)別（見圖1）,作為補(bǔ)償方式是一種設(shè)備管理的對策，采用哪一種補(bǔ)償方

式，要看設(shè)備的磨損形式和磨損程度，但歸根結(jié)底取決于進(jìn)行補(bǔ)償時的經(jīng)濟(jì)評

價(jià)。而補(bǔ)償?shù)淖饔?，使設(shè)備的可靠性、維修性、可用性得到了恢復(fù)和提高。

圖1設(shè)備磨損形式與補(bǔ)償形式的關(guān)系

所以，設(shè)備檢修的目的，就是重新完善設(shè)備系統(tǒng)，恢復(fù)或提高設(shè)備的功

能。對于設(shè)備的損耗在物質(zhì)形態(tài)上給予補(bǔ)償?shù)耐瑫r，也補(bǔ)償了它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

設(shè)備檢修的核心問題是根據(jù)設(shè)備磨損或損耗情況，結(jié)合企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)，對具

體的設(shè)備選擇正確的檢修方式和檢修層次，合理安排檢修計(jì)劃并付諸實(shí)施。

2.2.腐蝕性故障

腐蝕性故障主要是指金屬腐蝕。

金屬腐蝕的狀態(tài)常見的有八種：均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐

蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損性腐蝕、應(yīng)力腐蝕。

金屬腐蝕的原因可分化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕三類。

化學(xué)腐蝕：金屬和周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕。

電化學(xué)腐蝕：金屬與電介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程

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中有電流產(chǎn)生。

物理腐蝕：金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接觸，使金屬某一區(qū)域不斷

熔解，另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，即物理腐蝕。

下面以板式換熱器腐蝕常見故障全面解讀做解剖

2.2.1.板式換熱器腐蝕常見故障全面解讀

換熱器滲漏主要是腐蝕造成的，少部分是由于換熱器選型和換熱器本身的

制造工藝缺陷。

板式換熱器換腐蝕失效類型有以下幾種：

1.點(diǎn)蝕

由“閉塞電池腐蝕”(OcludedCellCorrosion)作用引起的一種局部腐蝕一

使局部金屬表面的鈍化膜破壞，形成尺寸小于1mm的穿孔或蝕坑。例如，在

不銹鋼板片表面生銹或積垢(碳化物、二氧化硅垢層)處，因?qū)岵涣?、介質(zhì)的

pH值減小產(chǎn)生的腐蝕；

2.縫隙腐蝕

由“閉塞電池腐蝕”作用引起的一種呈斑點(diǎn)狀或潰瘍形的局部腐蝕。同點(diǎn)

蝕的主要區(qū)別是腐蝕產(chǎn)生在金屬零件的縫隙處，由于滯留介質(zhì)的電化學(xué)不均勻

性而導(dǎo)致的。例如，密封墊片槽底或板片封閉流道的角孔墊片外側(cè)處產(chǎn)生的腐

蝕；

3.應(yīng)力腐蝕開裂

在靜態(tài)拉伸應(yīng)力與電化學(xué)介質(zhì)共同作用下，由陰極溶解過程引起的金屬局

部腐蝕裂紋或斷裂。例如，板片壓制成型時將產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，若與介質(zhì)中的

鹵素離子(如C「、F-等離子)或H2s接觸可能引起應(yīng)力腐蝕開裂；

4.晶間腐蝕

起源于金屬表面并沿晶粒邊界深入到內(nèi)部的腐蝕，可導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力

喪失，使材料的強(qiáng)度大大降低。例如，不銹鋼在過敏溫度范圍(400℃?600℃)

內(nèi)產(chǎn)生的腐蝕；

5.均勻腐蝕

接觸介質(zhì)的金屬表面全部或大部分被腐蝕的現(xiàn)象。例如，板片選材不當(dāng)，

或使用期過長，超過了允許使用壽命；

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6.其他腐蝕失效

主要有露點(diǎn)腐蝕、磨蝕、微生物腐蝕等。例如，含有酸性物質(zhì)的熱蒸汽與

冷的板片接觸，可引起露點(diǎn)腐蝕；板片的介質(zhì)入口角孔處和導(dǎo)流區(qū)的流速過

高，或流體中含有砂粒類顆粒物時，可導(dǎo)致磨蝕；海水中的藻類、細(xì)菌、原生

物等，可導(dǎo)致板片的微生物腐蝕。

如果板片之間發(fā)生泄漏可能輕則導(dǎo)致?lián)Q熱效果不佳影響后續(xù)生產(chǎn)加工，重

則會導(dǎo)致?lián)Q熱器停止工作直接影響我們的生產(chǎn)計(jì)劃。所以我們要根據(jù)工況定期

對換熱器進(jìn)行清洗保養(yǎng)和維護(hù)。

采用超高壓水射流技術(shù)可徹底清除換熱器內(nèi)表面和外表面上的結(jié)垢物，同

樣可去除各種結(jié)構(gòu)中的產(chǎn)品沉淀，對被清洗設(shè)備內(nèi)結(jié)垢和附著物以及堵塞物進(jìn)

行徹底地切削、破碎、擠壓、沖刷到達(dá)完全清洗的目的。

高壓水清洗技術(shù)一項(xiàng)先進(jìn)的清洗技術(shù)，在國內(nèi)外均得以盛行。與傳統(tǒng)的清

洗方法相比較，高壓水清洗技術(shù)擁有清洗效果佳、速度快、應(yīng)用范圍廣、無污

染等一系列的突出特點(diǎn)，是值得廣大用戶信賴的一項(xiàng)技術(shù)。

超高壓柱塞泵：能清洗設(shè)備、輸送水、乳化液、油及各種化工流體，可適

應(yīng)各化工流程和行業(yè)的需要。且所有型號的高壓柱塞泵可根據(jù)客戶要求，可選

擇地組裝設(shè)備及附件，如單向閥蓄能器，循環(huán)閥，變頻調(diào)速，驅(qū)動與傳動形式

等。

2.3.斷裂性故障

什么是斷裂性故障：斷裂性故障是指物流機(jī)械的機(jī)件、元器件、結(jié)構(gòu)件在

使用過程中產(chǎn)生裂紋，繼而擴(kuò)展至斷裂，分別引起結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)喪失功能

或存在隱患的故障。

2.3.1.斷裂性故障的分類

可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。

脆性斷裂：可由于材料性質(zhì)不均勻引起；或由于加工工藝處理不當(dāng)所引起

（如在鍛、鑄、焊、磨、熱處理等工藝過程中處理不當(dāng)，就容易產(chǎn)生脆性斷

裂）；也可由于惡劣環(huán)境所引起；如溫度過低，使材料的機(jī)械性能降低，主要

是指沖擊韌性降低，因此低溫容器（-20C以下）必須選用沖擊值大于一定值的材

料。再如放射線輻射也能引起材料脆化，從而引起脆性斷裂。

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疲勞斷裂：由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機(jī)械疲勞（又分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)

疲勞、接觸疲勞、復(fù)合載荷疲勞等）以及復(fù)雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共

同作用所引起的斷裂。

應(yīng)力腐蝕斷裂：一個有熱應(yīng)力、焊接應(yīng)力、殘余應(yīng)力或其他外加拉應(yīng)力的

設(shè)備，如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì)，則將使材料產(chǎn)生裂紋，并

以顯著速度發(fā)展的一種開裂。如不銹鋼在氯化物介質(zhì)中的開裂，黃銅在含氨介

質(zhì)中的開裂，都是應(yīng)力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和磴脆現(xiàn)象造成的破壞，也是

應(yīng)力腐蝕斷裂。

塑性斷裂：塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。

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、磨損、疲勞發(fā)

生故障，引起功能變壞或喪失，常發(fā)生于設(shè)備運(yùn)行后期。

2.4.1.老化性故障的規(guī)律

設(shè)備老化性故障的發(fā)生有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其規(guī)律也形成一條曲線，通常

稱為浴盆曲線，如圖2所示。圖中橫坐標(biāo)為設(shè)備使用時間，縱坐標(biāo)為故障率。

從圖中的浴盆式曲線可以看出，設(shè)備故障率的變化呈現(xiàn)三個不同階段：

第I階段為初期故障期。這一時期設(shè)備剛投入使用，由于設(shè)計(jì)、制造、安

裝調(diào)試中的缺陷，或操作不熟練，往往會出現(xiàn)較多的故障。隨著設(shè)備的不斷調(diào)

整和操作的熟練，故障率會越來越低。

第II階段為偶發(fā)故障期。這一時期設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行階段，故障較少，故

障率維持較低水平。多因操作失誤或維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而引起突發(fā)的事故。

第III階段為磨損故障期。這一時期與設(shè)備磨損的相應(yīng)階段對應(yīng)，因設(shè)備及

其零部件到了劇烈磨損階段，設(shè)備劣化，性能很快下降，導(dǎo)致故障率急劇上

升。為防止故障率大幅提高，設(shè)備管理者一般要在這一時期到來之前，進(jìn)行預(yù)

防維修，修復(fù)或更換將要損壞的零部件。

設(shè)備的磨損規(guī)律和故障規(guī)律是設(shè)備管理的科學(xué)依據(jù)，是保養(yǎng)、檢查、維

修、更新等設(shè)備管理工作的基礎(chǔ)。

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故障率

3.設(shè)備故障的原因

1、生產(chǎn)部門操作有問題，造成使用時間過長、使用強(qiáng)度過大速度過快、

按錯按鈕、放錯原材料等。

2、設(shè)備維修、保養(yǎng)部門維修保養(yǎng)不當(dāng)，這包括維修保養(yǎng)不足、維修保養(yǎng)

過度等原因。

3、長久性故障多，未對故障進(jìn)行詳細(xì)的分析。這是大家容易忽視的原

因。不少企業(yè)對故障往往分析不夠，大家一旦發(fā)現(xiàn)故障了，就想方設(shè)法把它修

好。通常遇到一個問題就解決一個問題，從來沒有尋找故障發(fā)生的規(guī)律。故障

分析是從發(fā)生故障那里得到好的經(jīng)驗(yàn)，防止問題再發(fā)，或者防止類似問題發(fā)

生，否