失效分析程序

张峥失效分析讲义

第二讲 失效分析程序 (Failure Analysis Procedure)

张峥

(北京航空航天大学材料学院，北京，100083)

机械失效常常会出现多个机件发生失效，特别是机械事故发生的时候，往往有大量机件同时遭到破坏，情况相当复杂，而失效原因也错综复杂、多种多样，因此，需要有正确的失效分析思路和合理的失效分析步骤。失效分析的实施步骤和程序旨在保证失效分析顺利有效地进行，但是机械产品的失效常常是千变万化，很难制定一个统一的失效分析程序，因此，其细节的制定应根据失效事件的具体情况（失效设备的类型及其失效的严重性等）、失效分析的目的与要求（为机理研究、技术改进、还是为法律仲裁等）、以及有关合同或法规的规定来决定。下面介绍一般通用的失效分析实施步骤和程序，原则上可供参考和引用。 图1示出所推荐的失效分析实施步骤和程序的流程图。

图1 失效分析实施步骤和程序

1 保护失效现场

保护失效现场的一切证据，维持原状、完整无缺和真实不伪，是保证失效分析得以顺利有效地进行的先决条件。失效现场的保护范围视机械设备的类型及其失效发生的范围而定。 2 侦察失效现场和收集背景材料

失效现场侦察应由授权的失效分析人员执行，并授权收集一切有关的背景材料。失效现场侦察可用摄影、录像、录音、绘图及文字描述等方式进行记录。

失效现场侦察所应注意观察和记录的项目主要有：

1) 失效部件及碎片的名称、尺寸大小、形状和散落方位。

2) 失效部件周围散落的金属屑和粉末、氧化皮和粉末、润滑残留物、及一切可疑的杂物和痕迹。

3) 失效部件和碎片的变形、裂纹、断口、腐蚀、磨损的外观、位置和起始点，表面的材料特征，如烧伤色泽、附着物、氧化物、腐蚀生成物等。

4) 失效设备或部件的结构和制造特征。

5) 环境条件：失效设备的周围景物、环境温度、湿度、大气、水质。

6) 听取操作人员及佐证人介绍事故发生时情况（录音记录）。

在观察和记录时要按照一定顺序，避免出现遗漏。例如观察和记录时由左向右、由上向下、由表及里、由低倍到高倍等。

所应收集的背景材料通常有：

1) 失效设备的类型、制造厂名、制造日期、出厂批号，用户、安装地点、投入运行日期、操作人员、维修人员、运行记录、维修记录、操作规程、安全规程。

2) 该设备的设计计算书及图纸、材料检验记录、制造工艺记录、质量控制记录、验收记录、质量保证合同及其技术文件，使用说明书。

3) 有关的标准、法规、及其他参考文献。

4) 收集同类或相似部件过去曾发生过的失效情况。

3 制定失效分析计划

只有极少数的情况下，通过现场和背景材料的分析就能得出失效原因的结论。大多数失效案例都需根据现场侦察和背景材料的综合分析结果来制定“失效分析计划”，确定进一步分析试验的目的、内容、方法和实施方式。

在制定失效分析计划前要初步确定肇事件(确定肇事件的方法在后续讲座中有详细介绍)，通过肇事件的分析可以判断失效模式、确定失效原因和机理，失效分析的详细计划是围绕着肇