3第三课设备劣化及其预防措施Word格式.docx

3第三课设备劣化及其预防措施Word格式.docx

《3第三课设备劣化及其预防措施Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3第三课设备劣化及其预防措施Word格式.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实例

性能降低型

设备使用过程中，产量、效率、精度等性能以及电力、蒸汽等效率逐渐降低

空气分离设备、

清洁泵、电解槽

突发故障型

设备在使用过程中，性能降低不多，而是部分零件损坏，失效，而使设备停止工作，经过更换零件后即恢复功能

机械断轴

电力断线

压力容器损坏

2、设备的自然劣化

设备的自然劣化是指因自然力的作用所造成的设备劣化。

例如，机器的生锈、金属的腐蚀，木制品的腐朽、塑料橡胶制品的老化等等，大都是自然力的作用所造成，而与设备所处的状态是使用状态还是闲置状态无关。

有时，某些设备在处于闲置状态时，反而会加速劣化。

如不经常使用又不注意维护的电子设备往往比经常使用的容易出现故障，就是一个十分突出的例子。

3、设备的灾害劣化

设备的灾害劣化是指设备在受到不可抗拒的自然灾害（如风灾、暴雨、水灾、雷击、地震等）或意外灾害的侵袭时所造成的劣化。

所谓意外灾害，除火灾外，还包括因其他设备故障而造成对该设备的影响。

如由于管道等破裂、泄露，造成设备的浸水、腐蚀气体的侵蚀等等。

和使用劣化一样，自然劣化和灾害劣化都可能使设备性能下降或产生突发故障。

也就是说，自然劣化和灾害劣化中，也都存在性能下降型劣化和突发故障型劣化。

另外，就劣化程度而言，可分为全部劣化和部分劣化。

就劣化对象而言，可分为设备整体劣化和个别部件劣化。

在设备的使用劣化，自然劣化和灾害劣化中，都有这些形式劣化的存在。

综上所述，设备的有形劣化，不管其种类，形式如何，最终都会造成设备的性能下降或故障停机，直接影响到生产或科学研究的正常进行，给生产和科学研究带来不同程度的损失。

设备有形劣化的分类可归纳如图1所示。

图1设备有形劣化分类

4、设备有形劣化的度量

设备的有形劣化，既可以用物质或技术的劣化程度来度量，也可用价值损失的大小来度量。

对整机劣化的度量，必须反映其价值损失。

因此，在不考虑利息的条件下，可用损失的经济价值与原值之比来度量。

即：

式中：

：

设备的有形劣化系数

R：

设备有形劣化实际损失的经济价值

设备的原值

度量维修后设备的有形劣化程度，可将上式中的

定义为维修后设备的实际价值，R定义为修后价值损失或修理费用。

有形劣化程度的正确度量，是合理地决定修理，改造和更新设备的主要依据。

（二）设备的无形劣化

无形劣化，是指由于与原有设备（性能）相同的新设备生产出来后，引起原有设备的价值的贬值。

无形劣化又可分为经济性无形劣化和技术性无形劣化二种。

1、经济性无形劣化

由于设备制造厂的生产率提高，消耗降低，在再生产与原来结构和性能相同的设备时，其生产所需的成本就比以前有所降低，从而造成同样设备的实际价格的下降。

这样，就使现有设备的原始价格相对贬值。

这就是经济性无形劣化。

这种经济性无形劣化，仅仅是使原有设备的价格降低，而设备的功能并不发生变化。

2、技术性无形劣化

由于技术进步，结构更完善、性能更好、效率更高的设备的出现，使现有设备的原始价格相对贬值。

这就是技术性无形劣化。

技术性无形劣化，不但使现有设备的原始价值贬低，而且使现有设备在性能上贬值，甚至缺乏新设备所具有的某些功能。

随着科学技术的迅速发展，这种无形劣化的速度正在明显地加快。

企业应该适应这样情况，不失时机地采用优质、高效的设备，以提高企业的经济效益。

3、经济性无形劣化的质量

由于无形劣化中，技术性无形劣化因参照物不易确定，给正确度量带来了困难，所以对无形劣化的度量通常只讨论经济性无形劣化的度量问题。

无形劣化（经济性）的度量公式如下：

无形劣化系数；

现有设备的原值；

再生产的同样设备的价值。

（三）设备的综合劣化

实际上，设备不论是在使用中，还是处于闲置状态，设备的有形劣化和无形劣化始终都同时存在。

不论是设备的有形劣化，还是无形劣化，均反映为设备的技术和经济价值的下降或丧失。

换言之，设备的有形劣化和无形劣化，都可以归结为设备的技术劣化和设备的经济劣化。

而设备劣化就是设备技术劣化和经济劣化综合作用的结果。

统称作设备的综合劣化。

综合劣化的度量公式是：

综合劣化系数；

有形劣化系数；

无形劣化系数。

从另一个角度来考虑，设备由于物理的、化学的作用，使它与新设备相比较，技术性能日趋下降，这就称作设备的绝对劣化（老化）。

随时间的向前推移，原设备的经济价值逐渐下降，与性能优异的最新同类设备相比，在精度、生产效率等方面又都存在着明显的差距，这就是设备的相对劣化，或称为陈旧化。

因此，从技术和经济的角度来研究设备的劣化，他们之间有图2的关系。

图2设备劣化的关系

综上所述，设备的劣化分为有形劣化及无形劣化二大类，二者综合作用称为设备的综合劣化，其含义及度量如表2所示。

表2设备劣化的分类及度量

种类

意义

度量

有形劣化

使用劣化

设备在使用过程中，在外力作用下受到机械碰撞、摩擦、介质的浸蚀等造成的劣化

有形劣化系数

价值损失

设备原值

自然劣化

设备因自然力作用，而造成的劣化

灾害劣化

设备在受到不可抗拒的自然灾害或意外灾害的侵袭所造成的劣化。

无形劣化

技术性

因技术进步，出现结构更完善，性能更好

效率更高的设备，使现有设备价值相应贬低

无形劣化系数

新生产同样设备价格

经济性

因技术进步，生产率提高，消耗下降，生产同样设备成本下降，使现有设备原价相对贬值。

综合劣化

有形劣化与无形劣化的综合作用

综合劣化系数

三、设备劣化的表现形式

企业所拥有的设备种类繁多，除建筑、窑炉外，大致可分为机械、电气、仪表、计算机四类，这四类设备虽然功能各不相同，但通常都是由各种机械和电气、电子元件及产品构成。

而机械类又都由固定和转动（或滑动）部分组成，电气、电子类则由变压器、电动机、开关、接触器，以及电子元器件构成的电子线路等组成。

因此，这四类设备的劣化的表现形式就存在较多的共同之处。

现将设备劣化的主要表现形式分述如下：

（一）机械磨损

机械磨损是设备中作相对运动的机件的主要劣化表现形式，凡是机件之间存在滑动摩擦或滚动摩擦的部分都存在这种磨损是有规律的，即磨损劣化是有一个发展过程的。

（二）裂纹

裂纹是设备工作机件在动载荷的长期作用下，或在不正常外力的作用下，所产生的一种劣化的表现形式，是机件疲劳的一种反映。

（三）塑性断裂和脆性断裂

这也是设备机件常见的一种劣化表现形式。

机件在断裂前，可能先出现塑性变形，然后产生断裂，这称为塑性断裂。

有时机件没有明显的塑性变形，就产生断裂，这种断裂称为脆性断裂。

（四）腐蚀

设备机件在环境介质（如水、空气、酸、碱、盐溶液及其他腐蚀性气体等）的作用下，发生损坏的过程，称为金属腐蚀，金属腐蚀有其本身的特点：

1、从金属表面开始，逐渐向内部渗透和扩展。

2、金属表面发生变化，如产生剥落、斑点、凹痕或粘附其他的金属化合物。

从而造成金属机件强度的降低。

（五）蠕变

在高温条件下工作的设备机件，如果受到长期外加应力的作用，则随着时间的增加，机件的塑性变形不断增加，这就是蠕变。

蠕变会使机件承受负荷的能力下降。

（六）元器件老化

这是电气、仪表、计算机设备劣化的主要表现形式之一。

大量电子元器件构成的电路，以及由这些电路构成的设备，其中电子元器件往往会随时间而出现老化。

如电阻发热后变值，线绕电阻断线，电解电容器的漏电或干涸，绝缘的劣化等等。

这些电子元器件的老化，绝缘强度的下降或丧失，往往引起设备电性能下降，使控制精度下降，影响产品的产量、质量。

严重时会造成控制失效，由此可能使被控设备损坏，并可能造成生产的重大损失。

另外，橡胶、塑料等制品，也会随时间的增加而发生老化。

设备劣化的表现形式，除上述六种以外，还有如剥蚀等使齿轮的齿面局部损坏，材质强度不够而造成齿面局部变形或断裂；

电气、仪表、计算机设备因受潮等原因所引起的短路、断路、烧损等等，这些也是设备劣化的表现形式。

第二节预防设备劣化的对策

一、设备劣化的原因

设备劣化是生产活动中，经常遇到，而且是不能避免的一种现象。

而造成设备劣化的原因是多方面的，而主要原因则有下述五个方面：

（一）设备本体方面：

1、设备上的问题

（1）结构不合理，形状不好。

（2）零部件的强度、刚度不够，元器件选择不当。

（3）选择的安全系数过小。

（4）材质选择不恰当。

2、制造上的问题

（1）零部件材质与设计要求不符；

（2）材质有先天性缺陷，如内裂、砂眼、缩孔、夹杂等；

（3）加工精度不高，装配质量差；

（4）热处理质量差，造成零部件强度不合要求；

（5）元器件质量差，不符合设计要求，装配工艺不佳。

3、安装上的问题

（1）基础质量不好；

（2）安装质量低劣，如水平标高不对，中心轴线不正等；

（3）调试质量差，间隙调整不当，精度调整马虎。

（二）设备管理方面

1、维护保养上的问题：

（1）点检不良、润滑不当，异物混入，接触不良，绝缘不良；

（2）故障、异常排除不及时；

（3）磨损、疲劳超极限的部件更换不及时；

（4）保温、散热不好，防潮防湿不佳，通风排水不及时。

2、检修工作上的问题

（1）检修质量低，如装配不好，公差配合不佳，组装偏心，精度下降；

（2）未按计划检修，不按点检要求检修；

（3）不按标准作业，施工马虎，调整粗糙。

（三）生产管理方面

1、管理上

（1）管理不善，不及时进行操作点检及维护保养；

（2）整理、整顿、整洁、整修工作，不能很好贯彻；

（3）闲置设备未按规定要求进行动维护；

（4）与设备人员不及时沟通信息，造成贻误；

2、操作上

（1）不能正确操作，使用设备；

（2）违反操作规程，进行超负荷运转；

（3）责任心不强，工作时漫不经心，造成误操作。

（四）环境条件方面

1、抗高温、防腐、防冻等保护措施不力；

2、以外的碰撞、冲击等；

3、不可抗拒的自然灾害及意外灾害。

如台风、暴雨、水灾、地震、雷击、爆炸、火灾等；

（五）正常使用条件下的问题

1、机体之间有相对运动时，滑动或滚动状态下的正常磨损；

2、高、低温、冲击工作状态下，设备金属的疲劳、变形蠕变，承载强度下降；

3、在腐蚀介质条件下工作的设备的腐蚀；

4、元器件的老化、绝缘的降低，橡胶、塑料件的老化。

二、设备劣化主要原因分析

设备投入运转后，如果管理不善，点检不力，维护不良，则会加速设备的劣化。

不论是机械设备，还是电气、仪表、计算机设备，如果处于给油不良、灰尘占污，螺栓松驰，受热、受潮，保湿不良及冻结等状态下，都可能加速设备劣化，以下就进一步分析这些因素对加速设备劣化所起的作用。

（一）润滑不良

给设备机件相对运动的部位（如旋转、滑动部位）给油、给脂，以使这些部位润滑良好，减少摩擦损耗，这是一个常识性问题。

当然，其中不包括严禁用油脂作润滑剂的氧气设备中的禁油部件。

对于处在正常运动状态下的设备来说，转动、滑动部位的劣化，如异常磨损、缺陷、甚至损坏等情况的发生，多数是由于润滑不当，即给油脂不良所造成。

润滑工作有下列三个要点：

1、选择合适的油种。

由于润滑油都有一定的粘度，选择时应先考虑滑动面的材质、接触压力和滑动速度，盲目使用可能造成接触面油膜的破坏，转动或滑动部位摩擦增大，磨耗增加，从而造成接触部分滑动（或转动）不良，机件温度升高，如此恶性循环，最终导致设备劣化速度加快，甚至造成故障。

如轴承烧毁，接触面极度粗糙，使设备快速劣化。

2、选择给油。

润滑的机理是油通过滑动面，在滑动面上形成油膜，使其得到润滑。

如果供油量不足，或供油中断，就产生与上述相同的情况，加速设备劣化，甚至造成设备故障，给油过多，易使油溢出，同时搅油时引起温度升高，从而加速油的劣化。

3、选择给油周期

给油周期和油量有很大的关系，由于润滑油在使用过程中有损耗，因此，任意延长给油周期，会使设备得到的油量不足，从而同样会加速设备劣化。

所以，给油（脂）工作应正确理解和掌握这三个要点，确保给油（脂）正常进行。

另外，润滑油（脂）在使用时，由于异物混入，发热和其他原因，引起油质的劣化，当劣化严重时，就不能使用。

为此，应在适当的时间检查油的性能，以确认油的劣化程度。

给油方法有强制型、循环型等等，应按设备所要求的方法给油。

由于给油脂作业一般不需要特别的技术，大多是一种单纯的重复性工作，所以往往很容易被忽视。

但是一旦断油或给油不良，将加速设备的劣化，甚至引发重大事故。

所以，为了维持设备性能，延长设备滑动及转动机件的使用寿命，给油（脂）是一项必不可少的工作，一定要加以足够的重视，这也是设备管理的主要业务之一。

要充分理解点检中给油（脂）的工作内容，确实可靠地做好给油（脂）工作。

另外，给设备的某些固定部位涂上润滑油脂，可以防止金属件生锈和被腐蚀。

这一点对闲置设备极为重要，也不能掉以轻心。

（二）灰尘沾污（包括异物混入）

众所周知，生产现场总是有很多灰尘产生，特别是冶炼部门更是如此。

而灰尘沾污，不用说给生产环境带来污染，同时也构成了对设备及产品质量的潜在威胁。

特别是随着设备的日趋精密，以及对产品质量的要求越来越高的今天，由灰尘引起的加速设备劣化的事例越来越多，对产品质量的影响也越来越大。

灰尘能加速油质恶化，使设备的机械磨损量增大，也可能造成阀门阻塞，操作失灵；

金属表面粗糙度增加，产品表面出现疵点等等。

机械装配时，紧固处混入灰尘会引起松弛，公差配合处混入灰尘会引起配合不佳；

轴承内夹杂灰尘会引起轴承的异常磨损。

在电气仪表设备中，灰尘将引起开关、接触器、继电器等的接触不良，严重时甚至造成烧毁事故；

灰尘沾污也可能使设备绝缘下降，接插件接触不良，造成控制失效，甚至酿成重大设备事故，这样的事例不胜枚举。

综上所述，灰尘能对设备造成损害，加速设备的劣化。

而灰尘往往是从很小的间隙混入并堆积起来的。

设备安装及维修时，不文明施工往往造成大量灰尘或异物的混入。

因此，在设备点检、维护时，应充分注意防尘对策，维修时要注意文明施工，充分落实防尘措施。

（三）螺栓松弛

为了使设备发挥其正常功能，很重要的一点，就是固定部分必须确定紧固，可动部分必须动作灵活正确。

这样，设备才能承受在起动和运转时各部分所受到的力和反复冲击，否则，设备将受到各种异常力的作用，导致机件出现变形。

特别用螺栓等连接的部位，反复冲击将螺栓松动，甚至断裂。

螺栓的松动会使所受的应力发生变化，是导致机件损坏，甚至产生设备事故的原因，这也是加速设备劣化的原因之一。

早期发现螺栓的松弛，应加以紧固，同样，在设备维修后，应加强检查，凡紧固部分都应加以切实紧固，这是设备管理的重要一环，也是点检业务的一个组成部分。

（四）受热

生产中常常需要热能。

在生产过程中被消耗的能量，其中的一部分也会转变成热能。

然而，也正是这种热能，却往往带来加速设备劣化的恶果。

特别是对电气，仪表，计算机等电子设备，不但要注意防止外界热源的干扰，而且要注意这些设备工作时，本身会发热，要避免这些热量的积聚，这是因为温升是影响电子设备稳定工作的主要因素之一，过高的温升能引起电子元件性能下降，绝缘体老化，甚至烧坏元器件或绝缘件。

所以，对于无用热量的积聚点要特别采取措施进行散热，对有用热源，则要采用有效的隔热的措施，将它与其他设备隔离，将热源对其他设备的影响程度减到最小。

这二种方法，起到一个相同的作用，那就是尽量减少设备的受热损害。

（五）潮湿

对电气装置、电子设备、润滑装置等设备，应特别注意防潮。

因为潮湿将加剧腐蚀，并使绝缘材料性能下降。

另外，在湿度大的环境里，散热受到阻碍，会促使润滑剂性能劣化，金属件也容易生锈和被腐蚀。

因此，要注意湿度。

湿度大的场所，除采取可能的防潮，通风措施之外，还必须加强设备的点检维护。

（六）保温不良

除了有用热源要求保温，以防热量散发而导致热源热效率的降低外，还要采用隔热措施，防止热量对其他设备的影响。

对某些设备而言，在寒冷的冬季亦要求保持一定的温度。

例如,从润滑油的特性来看，温度过低会造成润滑油的粘度增大，流动性变差，因而会造成被润滑设备的润滑不良，对集中循环润滑系统尤其如此。

润滑不良造成设备劣化加速的原因，在前面已经分析过，所以，对这些润滑系统，冬季的保温是十分重要的。

通常采用的方法是用蒸汽对油箱中的油进行加热，并进行温度控制，使润滑油保持适当的温度，以维持良好的流动性。

同样，特别对户外的设备，冬季必须注意防冻。

如液体管道阀门，水泵，以及测定流量、压力的变送器等仪表设备防冻工作尤为重要。

一旦冻结，轻则系统不能工作，重则管道破裂，仪表损坏。

也就是说，设备受冻会造成设备劣化加速，甚至引起设备损坏。

所以要切实做好户外设备必要的防冻工作。

以上六个方面是劣化主要原因，主要是预防劣化（或延缓劣化）、测定劣化和修复劣化，这三个方面是有机地联系在一起的。

三、预防劣化的对策

设备劣化的预防对策，主要是预防劣化（或延缓劣化）、测定劣化和修复劣化，这三个方面是有机地联系在一起的。

（一）预防劣化

预防劣化，应首先从保持设备原有性能的维持活动着手，为了保持设备原有的性能，要抓住日常维护和改善维修这二个环节。

这二个环节是延缓设备劣化的主要环节，也是预防设备劣化的关键对策。

这是在上述分析设备劣化及造成设备劣化原因的分析后，所得到的结果。

1、日常维护

为了预防设备劣化，设备正常运行和日常维护都是十分必要的。

设备的正常运行主要是指，确保设备操作正确，排除人为因素（如误操作设备、超负荷运行等）所造成的设备异常劣化，设备的日常维护则是减缓设备劣化的重要手段。

例如，运动机件存在着摩擦，同时也就存在摩擦损耗。

这种损耗（称为磨损，因摩擦而造成的损耗量称为磨损量）随运行时间的增加而加剧。

图3表示出金属磨损量与运行时间的关系。

设该金属机件的磨损极限为

（mm），平均运行时间为

（小时）时达到此值。

但实际上，磨损可能在时间

就已达到极限，也有可能超过

，达到

时才达到极限，前面已经分析了磨损产生的原因，这里进一步分析一下决定金属机件磨损速度的主要因素。

图3金属机件磨损量和运行时间的关系

图4决定金属机件磨损速度的主要原因

决定金属件磨损的主要原因如图4所示。

设备本身的好坏当然是主要因素。

但是，运转条件、润滑情况、环境条件等也起着重要的作用，而这些方面正是点检作业的主要内容之一。

这些日常点检维护包括轴承、齿轮等传动部分、滑动部分的给油（脂）、密封垫等易损零件的简单调换、调整及污损部位的清扫等工作。

这些工作大多很简单，不需要高超的技能。

但是，日常点检维护对延缓设备劣化起着不可忽视的作用，决不能掉以轻心。

生产维修（PM）的第一步首先就是从日常点检维护着手。

只要持之以恒，必定能获得良好的效果。

2、改善维修

上面已经提到，设备本身的好坏，是设备能否正常运转的主要因素。

如在分析设备劣化原因中所叙述的那样，设备因设计、制造的原因，某些结构可能不尽合理，零部件材质选择欠妥，公差配合不佳，表面处理不好，如此等等，或多或少地可能发生，这些情况的存在都可以使设备在运转过程中劣化的速度加快。

因此，为延缓设备劣化的速度，设法改善设备的质量是一项根本性的措施。

例如改进设备结构，以提高设备结构的合理性；

改变零件的材质或加工工艺，以提高零件的使用寿命；

采用高质量的元器件，以提高电子设备控制系统的可靠性；

采用适当的表面处理工艺，以提高金属件的耐磨或抗腐能力；

改善外部环境条件，以改善设备的环境状况。

这些活动就称为改善维修。

必须特别指出，改善维修活动的目的，是在于保持设备的原有性能，是预防设备劣化的重要措施。

（二）测定劣化

日常点检维护和改善维修，虽然能控制和延缓设备劣化的速度，但是，随着设备运转时间的增加，劣化的加深仍然是不可避免的。

为了了解和掌握劣化的程度，点检人员在进行五官点检之外，还必须运用仪器设备，对设备进行检查，如振动，矩据测量，电压、电流测量，温度测量、系统精度测量；

或者取样后委托专业技术人员进行测试分析，如铁谱分析、水质、油质分析，零部件材质分析等；

或者对设备的某些部分进行解体检查；

或者对失效部件、故障部位作进一步分析诊断。

这些工作称为测定劣化（即劣化的测定）。

实际上，测定劣化也是专业点检人员所担当的设备点检的重要内容，对这些定量检测的结果进行分析研究，可以掌握设备劣化的程度，进而可以预测判断设备劣化的趋势，以便及时作出相应的处理。

按目的来分，测定劣化的点检检查，大致分为良否检查和倾向检查二类。

良否检查，一般是指，对于性能低下型劣化，调查劣化程度，判断设备是否已达到应该修理的时期。

倾向检查，通常是指，定量测定劣化，在经验、实际数据的基础上，掌握设备劣化倾向，预测修理或更换的时期。

如管道、塔、槽罐类壁厚的测定掌握壁厚减少的趋势；

金属件磨损量的测定，掌握磨损趋势，这样可做到预测修理、更换时间，提前制订出维修计划。

（三）修复劣化

通