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失效分析技术的应用及其意义

失效分析技术概述
随着科学技术的飞速发展,机械产品的品种、数量不断增加,各种产品的功能虽然千差万别,但都有一个共同的属性——具有某种规定的功能。例如,汽车的功能是载重和运输;机床的功能是加工零件等。出于种种原因,机械产品失去其原有的功能的现象时常发生。按照国际通用的定义,“产品丧失其规定功能的现象称为失效”。而机械产品在何时、以何种方式发生失效,是随机事件,人们完全无法预料。机械产品的失效是经常发生的,某些失效往往会带来灾难性的破坏,造成人民生命和经济财产的巨大损失,这在国内外工业发展史上屡见不鲜。例如:

1986年1月28日,美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角上空,刚刚升空73秒的挑战者号航天飞机突然发生爆炸,事件造成7名宇航员全部遇难,给美国航天事业带来了沉痛的打击。类似的案例数不胜数。从以上事例可以看出,失效不仅威胁人们的生命安全,同时带来巨大的经济损失。

失效分析

失效分析是分析引起机械产品失效的原因,并提出对策,以防止其在发生的技术活动和管理活动。
01分析引起产品失效的原因是失效分析的核心。失效产品的残骸就是失效分析的客观依据,通过失效分析工作,可以从残骸上找到被“记录”下的失效信息,迅速而准确地找到产品失效的原因,并采取有效措施。实际面对的失效往往是多层次的,通过较明显的失效现象,找到更深入的失效原因,如此往复,最终确定引起失效的根本原因。各层次失效原因的分析均属于失效分析的范畴,失效分析需要进行到哪一个层次的深度,则需要根据实际需要和情况来确定。
02失效分析的目的在于提出对策,以防止同类失效事件再次发生。所谓对策是指在工程上可能采取有效的改进或补救措施。失效分析一方面十分重视满足工程的需要,另一方面在实施改革时还必须兼顾经济利益。
03失效分析不仅是技术活动,也是管理活动。据日本质量管理统计资料报道,由于管理不当而造成的失效约占失效总数的70%。只有管理活动与技术活动紧密结合,才能顺利完成任务。

失效分析技术应用及其意义

01失效分析是促进科技发展的主要动力
自蒸汽机为生产提供了动力来源后,各种机器设备如雨后春笋般不断涌现。随着现代化工业的出现,生产力得到了飞速发展,失效分析在其中起到了重要的推动作用。

第二次世界大战中,美国建造了5000艘全焊接“自由轮”,在使用中却发生了1000多次脆性断裂事故,其中328艘“自由轮”完全报废。这些事件引起了政府部门和科学家、工程师们的极大重视,美国有关部门组织全国力量进行失效分析和研究,通过对船用钢板的失效分析,奠定了钢的低温脆断的基本理论。

上世纪四十年代,一架英国皇家空军的飞机发生失事,一时引起轰动。我国著名冶金学家、中科院金属研究所首任所长李薰院士等人经过一年多的调查取证,首次向学术界提出金属的氢脆失效问题。此外,摩擦学、腐蚀学、材料强度学、表面工程学、冶金学、断口学等学科的创立和发展无不与机械产品的失效和失效分析有着密切的联系。

02失效分析是提高产品质量的重要手段
产品的质量是企业打开市场的通行证,也是客户最关注的问题。在强大的市场竞争中,企业只能以质量求生存、求信誉、求经济效益。影响产品质量的因素很多,如果不分主次一律加以控制,会造成成本的急剧增加,从而影响销售。通过失效分析工作,可以既经济又有效地建立质量控制系统,准确地找出影响产品质量的根本原因,并及时采取措施。

早在1936~1945年间,美国质量管理学会(ASQC)就号召美国企业应当重视失效分析问题,并要求把失效分析纳入企业质量管理体系。一时间,欧美许多国家的企业都全力开展失效分析,有的公司甚至愿意高价回购失效件进行分析,不仅增加了原产品的质量,还通过分析带来的启示,推动了新产品的研发,而企业认真负责的作风不仅没有使他们因为产品失效而丧失客源,反而赢得了信誉,扩大了市场。

03失效分析能带来巨大的经济效益
失效分析除了能帮助企业提高产品质量,提高市场影响力,带来经济效益外,还给整个国民经济带来了巨大的经济效益。随着工业发展水平蒸蒸日上,国家每年花费在产品维修和更换上的数额也非常巨大,如果失效分析工作得以顺利进行,维修和更换新产品的经费就会大幅缩减。

在讨论失效分析工作能带来的经济效益的同时,企业既要看到眼前的、具体的、现有案例或产品的经济效益,也要考虑到长远的、暂时不明显的、整个企业产品质量改善带来的经济效益。因此,机械产品的失效分析,是促进整个企业全面优化,占领行业领先地位,促进整个机械行业发展的重要环节。

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