失效分析案例-课件PPT
失效分析案例课件
图10 裂纹源扫描电镜照片ppt精选版
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2.3 结果分析
• 塔架用钢的材料组织状态正常, 母材常温拉伸与低温冲击试验结果 表明, 材料的塑性储备良好, 在-40℃以上没有出现冷脆开裂的现象 及风险。
• 根据宏观分析和微观分析找到了塔架焊缝开裂的裂纹源——近表面 的、深约2mm的焊接缺陷。
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2.2 断口形貌
1.宏观形貌分析
图4 塔筒内部裂纹宏观形貌照片
失效风电塔架的塔筒内部裂纹宏观形貌: 裂纹的早期扩展阶段,裂纹扩展平稳,属于慢应变速率条件下的宏观
脆性断裂。(图4上) 裂纹扩展的末期(即裂纹末端),裂纹起伏台阶特征明显,表明裂纹
扩展进入复杂应力区,p但pt精尚选未版 进入失稳快速扩展阶段。(图4下)9
断口的近表面层发现存在40-50μm深 的全屈服变形层变形层与基体交 界面部分出现平直细小的类似解 理裂纹。
图7 裂纹微观形貌照片 ppt精选版
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2.微观形扫描电镜照片
(2)断口的扫描电镜分析
失效主裂纹在焊缝的一侧(图 8), 金相裂纹两边存在一个约4050μm的变形组织, 变形层下有显微 开裂, 这些开裂与多次反复挤压变形 有关。
风电塔架的失效分析
ppt精选版
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失效分析思路
• 调查收集背景资料 • 试样检验分析: 材料的化学成分,金相组织,力学性能等 • 深入分析: 断口的宏观及微观形貌分析,无损探伤检查等 • 综合分析归纳,确定失效原因 • 结论 • 改进措施
ppt精选版
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目录
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概况
2
失效分析
3
改进措施
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Contents
1.宏观形貌分析
可靠性分析--失效分析-PPT
失效分析的对象可以是一个完整的电子产品设备,一块 单板也可以是一个元器件,但制定分析程序的基本原则 是一致的。如下:
先方案后操作 先安检后通电 先弱点后强点 先静态后动态 先外部后内部 先宏观后微观
先外设后主机 先电源后负载 先一般后特殊 先公用后专用 先简单后复杂 先主要后次要 先断电后换件 先无损后破坏 最后一定要对每一项工作做好认真的笔记,以提高失效分
• 失效分析
失效分析(Failure Analysis)的定义
失效分析是通过对失效的元器件进行必要的电、物 理、化学检测,并结合元器件失效前后的具体情况 进行 技术分析,以确定元器件的失效模式、失效机 理和造成 失效的原因。 失效分析既要从本质上研究元器件自身的 不可靠性 因素,又要分析研究其工作条件、环境应力和 时间 等因素对器件发生失效所产生的影响。 失效分析在 可靠性设计、材料选择、工艺制造和使 用维护等方面都 为有关人员提供各种科学依据。
提出预防措施及设计改进方法 根据机理分析,提出消除产生失效的办法和建议 反馈到设计、工艺、使用单位等各个方面,以便控制 乃
至完全消除主要失效模式的出现
发挥团队力量,提出防止产生失效的设想和建议 包括材料、工艺、电路设计、结构设计、筛选方法和 条
件、使用方法和条件、质量控制和管等方面
失效模式就是元器件失效的表现形式 半导体器件:开 路、短路、无功能、特性退化(劣化) 一般通过观察或 电性能测试就能发现
确定失效机理,需要选用分析、试验和观测设备对失效 样品 进行仔细分析,验证失效原因的判断是否属实。
有时需要用合格的同种元器件进行类似的破坏性试验, 观察 是否产生相似的失效现象,通过反复验证。
以失效机理的理论为指导,对失效模式、失效原因进行 理论 推理,并结合材料性质、有关设计和工艺的理论及 经验,提 出在可能的失效条件下导致该失效模式产生的 内在原因或具 体物理化学过
金属材料失效分析案例PPT
04
案例四:金属材料脆性断裂 失效
失效现象描述
金属材料在无明显塑性变形的情况下 突然断裂,断口平齐,呈脆性断裂特 征。
断裂发生时,材料内部存在大量微裂 纹和空洞。
断裂前材料未出现明显的塑性变形, 无明显屈服现象。
失效原因分析
材料内部存在缺陷,如微裂纹、夹杂物等,降低 了材料的韧性。
金属材料在加工过程中受到较大的应力集中,如 切割、打孔等操作,导致材料内部产生微裂纹。
失效机理探讨
电化学腐蚀
金属材料与腐蚀介质发生 电化学反应,导致表面氧 化或溶解。
应力腐蚀
金属材料在应力和腐蚀介 质的共同作用下发生脆性 断裂。
疲劳腐蚀
金属材料在交变应力和腐 蚀介质的共同作用下发生 疲劳断裂。
03
案例三:金属材料热疲劳失 效
失效现象描述
金属材料表面出现裂 纹
疲劳断裂,即在交变 应力的作用下发生的 断裂
02
疲劳断裂通常发生在应力集中的 部位,如缺口、裂纹或表面损伤 处。
失效原因分析
金属材料在循环应力作用下,微观结 构中产生微裂纹并逐渐扩展,最终导 致断裂。
应力集中、材料内部缺陷或表面损伤 等因素可加速疲劳裂纹的萌生和扩展 。
失效机理探讨
金属疲劳断裂是一个复杂的过程,涉及微观结构、应力分布、材料缺陷等多个因素。
应力腐蚀开裂
在腐蚀介质和应力的共同作用下,焊接接头 处发生应力腐蚀开裂,裂纹扩展导致断裂。
感谢您的观看
THANKS
金属材料在低温环境下工作,材料的韧性下降, 容易发生脆性断裂。
失效机理探讨
金属材料的脆性断裂通常是由 于材料内部存在缺陷或应力集 中导致的微裂纹扩展。
在低温环境下,金属材料的韧 性下降,容易发生脆性断裂。
FA失效模式分析PPT课件 (2)全篇
7. 搞过项目管理,会引导团队达成目标。
8. 可靠性有投入,能做风险验证和拍板,对产品
的发货负责。
9. 了解器件应用、对应用分析有一定的经验。
10. 较强的推动能力、勇于挑战。
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1.3 什么是“失效机理”? --- 失效机理是指导致器件失效的物理、化学、电和
机械应力的过程。
常见的失效机理有:
表面劣化
插芯端面磨损
体内劣化
芯片透镜脏污
零部件损坏
Filter破裂
材料缺陷
设计缺陷
使用不当
芯片偏心量超标
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镜架漏光
使用环境温度110℃
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1.0 基本概念
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3.0 意义和价值
3.3 通过建立反馈系统,共享技术信息,推动技 术革新。
失效分析的反馈系统可与技术开发和市场部门、甚至 与国家的质量管理部门、可靠性研究中心、数据中心及数 据交换网相结合。转化为各类技术文献,减少失效发生几 率,增加经济效益。
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(FA)失效分析基本常识 及操作流程
—— 建立失效分析管理程序
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1.0 基本概念
1.1 什么是“失效分析” 、“FA”? 失效分析:
--- 是指产品失效后,通过对产品及其结构、使用和技术文 件的系统研究,从而鉴别失效模式、确定失效机理和失 效演变的过程。
FA: --- Failure Analysis
先进行外观检查再做参数 测试和功能测试。
设计失效分析DFMEA经典案例剖析通用课件
将DFMEA的应用范围从汽车行业 扩展到其他制造业领域,为更多产 品的可靠性设计和改进提供支持。
引入新技术
随着技术的不断发展,DFMEA 可引入新的工具和方法,提高 分析的效率和准确性。
加强培训与意识提升
通过培训和宣传活动,提高企业员 工对DFMEA的认识和应用能力, 促进其在产品设计和管理中的广泛 应用。
01
确定产品或系统的研究范围,明确分析对象和目标 。
02
考虑产品或系统的生命周期,包括研发、生产、使 用和维修等阶段。
03
确定研究的重点,如关键功能、高风险区域或特定 设计领域。
构建功能、性能、可靠性和安全性清单
01
列出产品或系统的所有功能和性能要求。
02 分析各功能和性能对可靠性、安全性的需求和影 响。
评估失效模式对设备操作准确性和安全性的影响程度。
改进措施
提出针对失效模式的改进措施,如优化按钮设计、改善 显示效果等。
04
案例剖析与启示
案例一剖析与启示
案例名称
某汽车刹车系统设计失效
案例描述
某汽车在行驶过程中突然出现刹车失灵,导致严重事故。经过调查发 现,设计阶段未充分考虑高温环境下刹车油膨胀问题。
提出改进措施和建议,降 低设计失效风险,提高产 品或系统的可靠性、安全 性。
03
经典案例选择与介绍
案例选择标准
案例的典型性
选择具有代表性的案例,能够体现DFMEA分析的基本原则和方 法。
案例的实用性
案例应具有实际应用价值,能够帮助企业解决实际问题。
案例的完整性
案例应包含完整的DFMEA分析过程,包括功能定义、功能分析 、失效模式分析、失效影响分析和改进措施等。
内控失效案例PPT课件
公司的组 织机构、 职责划分
结合公司实际情况,山东新华制药公司下设办公室、人力资源部、财务资产部、发展规划部、生产运行部、安全环保部、 审计部、质量检验部、研究院、机动工程部等部门,并制订了相应的岗位职责,各职能部门之间职责明确,相互牵制。公 司各控股子公司在一级法人治理结构下建立完备的决策系统、执行系统和监督反馈系统,并按照相互制衡的原则设置内部 机构和生产部门。总的来说,建立健全并有效实施内部控制是公司董事会的责任,监事会对董事会建立与实施内部控制进 行监督,经理层负责组织领导公司内部控制的正常运行。 3、新华制药股份有限公司的内部控制制度
(3)法律环境
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基于COSO五要素下的内控分析
首先
山东新华制药股份有限公司在风险控制目标设定方面存
COSO报告认为,风险评估是指管理层
在重大缺失,根本就没有设定风险控制目标,这也就意
识别并采取相应行动来管理内部或外部
味着风险目标的设定要与企业目标相匹配成为空谈,同
风险,新华制药与欣康棋医药存在着长
3
新华制药背景介绍
新华制药2011年应收账款分析。以下资料 摘自新华制药2011年财务报表
应收账款2011年末增加的主要原因为部 分出口销售业务付款期限未到以及本公司 下属子公司医贸公司客户欣康祺医药及与 其存在担保关系方未按期支付货款(详见 附注十三、 其他重大事项所述)所致
1、年末单项金额重大并单独计提坏账准备的 应收账款。(表1) 2、年末单项金额虽不重大但单独计提坏账准 备的应收账款。 (表2)
公司内部 控制制度
山东新华制药根据《公司法》、《证券法》、《上市公司治理准则》等有关法律法规及香港证券市场有关的规定,制订了 《公司章程》、《董事会工作条例》、《监事会工作条例》、《总经理工作条例》、《信息披露管理办法》、《独立董事工 作制度》、《投资者关系管理制度》、《募集资金管理办法》、《对外担保管理规定》、《关联交易管理办法》等重大规章 制度,确保了公司股东大会、董事会、监事会的召开、重大决策等行为合法、合规、真实、有效。新华制药制订的内部管理 与控制制度以公司的基本控制制度为基础,涵盖了财务管理、生产管理、物资采购、产品销售、对外投资、行政管理等整个 生产经营过程,确保各项工作都有章可循。
MLCC失效分析全面案例课件
全面的M1CC失效分析案例课件Q:M1CC电容是什么结构的呢?A:多层陶瓷电容器是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极)制成的电容。
TerminationsM1CC电容特点:机械强度:硬而脆,这是陶瓷材料的机械强度特点。
热脆性:M1eC内部应力很复杂,所以耐温度冲击的能力很有限。
Q:M1CC电容常见失效模式有哪些?A:焊接锡量不当r组装缺陷《[墓碑效应多层陶瓷J (陶瓷介质内空洞电容器缺陷]f内在因素«电极内部分层I本体缺陷1浆料堆积(机械应力【外在因素《热应力I电应力Q:怎么区分不同原因的缺陷呢?有什么预防措施呢?当温度发生变化时,过量的焊锡在贴片电容上产生很高的张力,会使电容内部断裂或者电容器脱帽,裂纹一般发生在焊锡少的一侧;焊锡量过少会造成焊接强度不足,电容从PCB板上脱离,造成开路故障。
2、墓碑效应(d)Norma1图3墓碑效应示意图在回流焊过程中,贴片元件两端电极受到焊锡融化后的表面张力不平衡会产生转动力矩,将元件一端拉偏形成虚焊,转动力矩较大时元件一端会被拉起,形成墓碑效应。
原因:本身两端电极尺寸差异较大;锡镀层不均匀;PCB板焊盘大小不等、有污物或水分、氧化以及焊盘有埋孔;锡膏粘度过高,锡粉氧化。
措施:①焊接之前对PCB板进行清洗烘干,去除表面污物及水分;②进行焊前检查,确认左右焊盘尺寸相同;③锡膏放置时间不能过长,焊接前需进行充分的搅拌。
本体缺陷一内在因素1、陶瓷介质内空洞图4陶瓷介质空洞图原因:①介质膜片表面吸附有杂质;②电极印刷过程中混入杂质;③内电极浆料混有杂质或有机物的分散不均匀。
2、电极内部分层图5电极内部分层原因:多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
瓷膜与内浆在排胶和烧结过程中的收缩率不同,在烧结成瓷过程中,芯片内部产生应力,使M1CC产生再分层。
预防措施:在M1CC的制作中,采用与瓷粉匹配更好的内浆,可以降低分层开裂的风险。
《失效分析案例》课件
02
失效分析的方法与技术
介绍了各种失效分析的方法和技术,如外观检查、化学分析、金相切片
、扫描电子显微镜等,以及它们在失效分析中的应用。
03
失效分析案例介绍
列举了一些典型的失效分析案例,包括电子产品、机械零件、复合材料
等,详细介绍了这些案例的失效模式、失效机理和失效原因。
失效分析的展望
失效分析技术的发展趋势
案例三:材料失效
总结词
材料检测、工艺优化、热处理
详细描述
针对材料失效,进行材料检测和工艺优化是关键。通过合理的热处理和加工工艺 ,可以改善材料的性能,提高其抗失效能力。同时,加强材料保护和使用合适的 涂层也是预防材料失效的重要手段。
案例四:结构失效
01 总结词
强度不足、失稳、疲劳
02
详细描述
结构失效通常表现为强度不足 、失稳和疲劳等问题。这些失 效原因可能导致建筑物、桥梁 等结构性能下降、功能丧失或 引发安全问题。
在产品维修和保障阶段,FMEA可以用于分析产品在使用过程中可能出现的问题, 预测产品的寿命和可靠性,为维修和保障计划提供依据。
05 预防与纠正措施
电子产品失效预防与纠正措施
总结词
电子产品失效预防与 纠正措施是确保电子 产品可靠性和性能的 关键。
元器件选择
选择质量稳定、可靠 性高的元器件,避免 使用次品或假冒伪劣 产品。
详细失效分析
采用各种技术和方法,深入分 析失效机制和根本原因。
验证与实施
对改进措施进行验证,并在实 际中实施,以改善产品的可靠 性和性能。
02 失效案例选择与 介绍
案例一:电子产品失效
总结词
详细描述
总结词
详细描述
设计失效分析DFMEA经典案例剖析完整版.ppt
• 20世纪 60年代,美国宇航界首次研究开发 FMEA;
• 1974年,美国海军建立第一个 FMEA 标准;
• 1976年,美国国防部首次采用 FMEA 标准;
• 70年代后期,美国汽车工业开始运用 FMEA;
• 80年代中期,美国汽车工业将 FMEA 运用于生產过程中;
• 90年代,美国汽车工业将 FMEA 纳入 QS9000 标准;在 TQS9000体系中,是4.20统计技术这个要素中的首要审核项 目
•设计之前 是正文内容部分,这里是正文
预先进行风内险容这部分里分是,析正这文里,内是容正确部文分内保,容这部设分,计水平。
里是正文内容部分,这里是正 文内容部分,这里是正文内
容部分,这里是正文内 容部分,这里是正文
精心整理
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四:DFMEA表格标准格式
精心整理
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四:DFMEA标准格式
这里是正文内容部分, 这里是正文内容部分,这里 是正文内容部分,这里是正文 内容部分,这里是正文内容部分, 这里是正文内容部分,这 里是正文内容部分,这里是正 文内容部分,这里是正文内
• 09年8月,三合一外审正式提出对九阳的“DFMEA”应用要求
,对我们目前的FMEA状况较为不满;以后可能会作为一个主
要内容进行审核。
精心整理
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三:DFMEA基本概念相关——FMEA的类型
DFMEA PFMEA SFMEA AFMEA PFMEA SFMEA MFMEA
设计失效模式及后果分析 过程失效模式及后果分析 服务失效模式及后果分析 应用失效模式及后果分析 采购失效模式及后果分析 子系统失效模式及后果分析 机器失效模式及后果分析
DFMEA理论与实战
——六步搞定DFMEA表格
设计失效分析DFMEA经典案例剖析-图文
CC(关键性特性) 9-10级 SC(重要特性) 5-8级
5级以上均要措施对策,5级以下可以考虑 。
五:DFMEA应用与表格制作实战第1步 ——填写表头
注意时间是随 时更新的!
五:DFMEA应用与表格制作实战第2步
——寻找失效点
•用尽可能简明的方字来说明被分析项目要满足 设计意图的功能,包括该系统运行的环境信息( 如说明温度、压力、湿度范围)。如果该项目有 多种功能,且有不同的失效模式,应把所有功能 单独列出 1
什么叫失效?
五:DFMEA应用与表格制作实战第2步
——找失效点之2-失效模式
失效的定义 在失效分析中,首先要明确产品的失效是什么,否 则产品的数据分析和可靠度评估结果将不一样,一般 而言,失效是指:
容部分,这里是正文内 容部分,这里是正文
五:DFMEA应用与制作实战
DFMEA一般制作流程:
1.DFMEA的准备工作
2.制作DFMEA
a)成立小组(一般以3~4 人)可作为多方论证小组 中的子组
b)资料准备: •QFD设计要求 •可靠性、质量目标 •明确产品的使用环境 •类似产品的FMA/FTA资料 •工程标准 特殊特性明细表
* 检测失效的能力?
Detection
* 风险优先指数?
Risk Priority Number (RPN)
* 改善方案?
Recommended action
3.推行DFMEA的理由
•FMEA是一种用来评估系统、设计、过程或服务等所有可能会发生 的故障的方法,所以,推行它的理由往往有:
•产品责任法的要求---谁对产品的缺陷而造成的损害负责? •ISO/TS 16949 等质量体系的要求 •提高产品或服务的质量、可靠性和安全性 •提高企业的形象和竞争力 •减少产品的开发时间和成本 •协助对新的生产和组装过程进行分析 •确定和预防故障 •加强通过团队合作解决问题的文化 •形成企业内持续改进文化的有力工具
失效分析案例ppt课件
图6的金相组织表明,奥氏体晶粒粗大,马氏体粗大,属于明
显的过热现象。但模具表层细瓷状断口(图2、3)和细小晶
粒(图5),属于正常的淬火组织。分析认为:厂方在加工模具
2。2 断口微观检查
断口经超声波清洗干净后在扫描电镜下先以低倍(10倍)观察,
发现有典型的疲劳断裂特征,即有三个区域组成:疲劳源,疲
劳裂纹扩展区(颗粒状脆性断裂区)和最终快速断裂韧性纤维
区,其中疲劳源和疲劳裂纹扩展区占大部分面积。图2为疲劳源
和疲劳裂纹扩展区,从中能明显观察到贝壳状条纹,这是疲劳
断裂典型特征。进一步放大观察发现断口有类似台阶式线段
失效分析实例
1
案例3 3Cr2W8V钢热锻模具淬火开裂原因分析
1 背景 2 检验内容及结果
2 1 原材料化学成分 2 2 硬度测定 2 3 断口形貌
(1)宏观检查 (2)断口微观检查 2. 4 显微组织分析 3 讨论 4 结论
2
1、背景 某厂选用3Cr2W8V钢制造热锻模具用于锻造 25钢的齿状零件,模具加工成型后外部尺寸为500mm ×250mm×115mm,模具质量为110kg。在同一模具上 开出预锻和终锻两个型腔,加工时发现模具毛坯锻件硬 度偏高,采用HR150型洛氏硬度计测试硬度为30HRC。 为便于加工,该厂将模具进行了一次降低硬度退火,但温度 和时间已无纪录。加工后的模具由本厂进行热处理,淬火 加热炉采用箱式电阻炉。为防止氧化,在模具周围填充旧 渗碳剂加以保护。模具淬火时先采用500℃、850℃两次 预热,后经1050℃×4h保温,冷却介质选用N15号机油。 淬火过程中听到模具开裂声音,随即停止冷却,并放在 630℃回火炉中回火,回火时裂纹继续扩展使模具成为多个 碎块。由于发现模具开裂, 中止继续回火。
第一章机械零件的失效分析ppt课件
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
美国1983年统计:零件失效造成的经济损失每 年可达3400亿美元 德国:零件失效造成的损失每年可达700亿马克
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
弹性极限( se ): 衡量材料最大弹性 变形的抗力指标
se=Pe / Fo 比例极限(sp): 保证材料的弹性变 形能按正比关系变 化的最大抗力指标
sp=PP / Fo
低碳钢拉伸时的应力应变曲线
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
二、过量变形失效
1.过量弹性变形失效及抗力指标
材料在弹性变形范围内,应力和应变遵守虎克定律
单向拉伸时的弹性模量:
Es P A
EA=P/ε
EA:零件产生单位弹性变形所需的载荷大小
刚度:零件抵抗弹性变形的能力
➢经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ,应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ,增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
屈服极限(sS =Ps / Fo):材料抵抗起始塑性 变形的抗力指标 为避免零件发生塑性变形或发生过量塑性变形失 效,产品设计时应以屈服极限为依据
加工硬化:由塑性变形导致的材料强度 升高、塑性降低现象
失效模式分析(PPT31页)
-
-
1.5
氧化
-
-
-
-
-
绝缘
-
-
1.6
-
12.3
裂痕
0.5
-
-
-
-
磨损
60.2 83.4 8.1
60
25.1
断裂
-
10.0 47.1
20
4.6
其它
-
-
11.5
-
16.1
电位器 27.5 10 25 15 22.5
继电器 12.3 0.4 2.3 2.6 12.3 2.4 17.5 11.9
4-5
§2 失效模式与后果分析
失效模式、后果与严重度分析 (FMECA)
Failure Mode Effect and Criticality Analysis §1 概述 §2 失效模式与后果分析 §3 严重度分析
4-1
§1 概述
失效的定义: 1、设备在规定条件下,不能完成其规定的功能; 2、设备在规定条件下,一个或几个不能达到其规定值; 3、由于环境应力变化,导致功能丧失; 4、即使设备在规定条件下具有完成规定功能的能力 ,但因操作者的失误而造成产品功能丧失;
0.5 (0.3 0.2) 0.72 106 1106 1.8
4-21
三、严重度矩阵
高 A
B
严
C
重 度 数 字 Cr
发概 生率 概增 率 加D
E 低
IV
III
II
严重性级别 严重性级别
严 重 度 增 加
I
4-22
机车车辆 FMEA分析实例
国际铁路联盟的研究与试验机构的B176委员会 (UIC ORE B176)
失效分析第一章ppt课件
失效模式是指构件失效后的外观形式,即可观 察的、可测量的失效的宏观特征。比如,脆性断 裂疲劳开裂、接触磨损等。
根据构件失效的宏观特征,失效模式应有五种:
(1) 变形(deformation )
(2) 断裂(fracture)
(3) 腐蚀 (corrosion)
(4) 磨损(wear)
(5) 衰减(attenuation): 微结构随时间、环境等因 素渐变弱化
20钢
Al2O3
橡胶
MMC
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
寒假来临,不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ,目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.3.3失效分析的综合性
产品质量管理一般实行“五要素”法管理: “人、机、料、法、环”
“人、机、料、法、环、测” 但产品的失效分析更复杂,分析人员不仅 需要有材料、工艺、结构、力学、控制、 检验等专业知识,还要懂得安装、维护、 运行、环境等工程知识,同时也要熟悉生 产过程涉及的标准、规范、规程,还包括 心理学等在内的一些管理知识。
1.1.1失效问题每时每刻都在发生,遍及各行 各业
1.1.2失效会造成巨大的经济损失
2006年11月21日发射,2007年11月18日指出,该卫星太阳能帆 寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 板无法打开,一直不能正常工作。直接经济损失20亿RMB,间接 损失1000亿元以上。
应该指出:“失效”和“事故”是两个不同的概 念
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2、失效分析
2.1材料特性 2.2断口形貌
宏观形貌分析 微观形貌分析 2.3结果分析及结论
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2.1 材料特性
1、材料的微观组织 材料显微组织为正常的带状珠光体和等轴细小铁素体。
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2、材料的机械性能
由于材料有明显的带状珠光体,为检测不同位向的性能,分别测 试了材料的纵向和横向母材和焊接接头的常温拉伸性能及焊接接头的 冲击性能(表1)。
塔架下部最大直径为3200mm,整个塔身分为22个筒节,筒 节壁厚随高度增加而变小,下部筒节壁厚26mm为最大,上部筒 节最小壁厚为10mm,筒节由Q345C材料制成,外形见下页图1。
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图1 失效的风电塔架
图2 环焊缝17#的开裂
经过近三年的运行该塔于2010年1月塔身的第17道环焊缝(自上 而下)发生开裂。经宏观观察,裂纹长2500mm,最大张开处张 开50mm(图2)。随后进行抢修及失效分析。
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2.2 断口形貌
1、宏观形貌分析
图4 塔筒内部裂纹宏观形貌照片
失效风电塔架的塔筒内部裂纹宏观形貌: • 裂纹的早期扩展阶段,裂纹扩展平稳,属于慢应变速率条件下的宏
观脆性断裂。(图4上) • 裂纹扩展的末期(即裂纹末端),裂纹起伏台阶特征明显,表明裂
纹扩展进入复杂应力区,但尚未进入失稳快速扩展阶段。(图4下)9
12Biblioteka 2、微观形貌分析抢修焊缝
熔合线
图8 金相试样的扫描电镜照片
(2)断口的扫描电镜分析
失效主裂纹在焊缝的一侧(图 8),金相裂纹两边存在一个约4050μm的变形组织,变形层下有显微 开裂,这些开裂与多次反复挤压变 形有关。
图9 金相试样的高倍扫描电镜照片
由金相试样的高倍扫描电镜照 片(图9),可见金相试样上的脆 性裂纹是断口变形层下的开裂。
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2、微观形貌分析
• 开裂起始于一个深约2mm的焊接 缺陷。断口对表面因后期的持续 碰撞挤压,使断口表面出现一定 深度的挤压变形层,因此实际断 口以滑移形貌为主。
• 未发现脆性解理断裂的形貌特征。
图10 裂纹源扫描电镜照片
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2.3 结果分析
① 塔架用钢的材料组织状态正常,母材常温拉伸与低温冲击试验结果 表明,材料的塑性储备良好,在-40℃以上没有出现冷脆开裂的现 象及风险。
1、宏观形貌分析
图5 塔筒外部裂纹宏观形貌照片
• 在裂纹近中段发现一处调整台阶,即裂纹源,也是重点取样与分析 部位(虚线框所围区域)。
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1、宏观形貌分析
• 裂纹源是一个近表面的焊接 缺陷,随后疲劳扩展,断口 上的海滩花样是疲劳扩展的 依据,扩展区断口上的剪切 唇是塑性断裂的基本特征形 貌。
• 扩展区可见一些焊接缺陷 (气孔等),但没有发现脆 性解理断裂的形貌特征。
• 整个断口在后期的工作条件 下断口持续张合,导致形貌 被破坏,呈现出挤压的宏观 断口形貌特征。
图6 断口宏观形貌
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2、微观形貌分析
图7 裂纹微观形貌照片
(1)断口的金相分析
• 经微观分析发现,裂纹由处于外 壁的裂纹源开裂,穿过焊缝达内 壁抢修焊缝熔池边缘(图7)。
• 断口的近表面层发现存在4050μm深的全屈服变形层变形层与 基体交界面部分出现平直细小的 类似解理裂纹。
风电塔架的失效分析
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失效分析思路
• 调查收集背景资料 • 试样检验分析:材料的化学成分,金相组织,力学性能等 • 深入分析:断口的宏观及微观形貌分析,无损探伤检查等 • 综合分析归纳,确定失效原因 • 结论 • 改进措施
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概况
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失效分析
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改进措施
目录
Contents
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1、概况
某风场某机组的塔架,于2006年建成,2007年二月投入运行, 该塔架为锥形圆筒型塔身,总高47300mm,塔架由上下塔身组 成,上段塔身高25300mm,下段塔身高22000mm,两塔身由内 置法兰组对。
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3、改进措施
① 通过一定措施提高焊缝质量,如材料的选择,焊接工艺等。 ② 焊接完成后对焊缝及周围热影响区进行无损检测:X射线,超
声波。 ③ 定期检查塔架,及时发现问题,解决问题。
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刚才的发言,如 有不当之处请多指
正。谢谢大家!
② 根据宏观分析和微观分析找到了塔架焊缝开裂的裂纹源——近表面 的、深约2mm的焊接缺陷。
③ 裂纹以疲劳方式发展,呈现宏观脆性断裂。 ④ 开裂后断口的持续反复碰撞挤压,使断口近表面处出现深约40-
50μm的变形层,并在变形层与基体的过渡区产生显微裂纹,这种 裂纹类似于磨损疲劳的裂纹。
因此可以认为该风力发电塔架筒体焊缝开裂是由于焊缝近表面存在一个 约2mm深的焊接缺陷,在工作载荷的作用下,由此启裂并发生疲劳开裂破坏。