04 постеп
4. Поступові і раптові відмови.
Відповідно до класифікації відмови підрозділяються на поступові і раптові. При вивченні безвідмовності вироби в цілому потік відмов розглядають як суму відмов різних видів.
Багато видів потенційних відмов розвиваються під впливом природних процесів старіння, які призводять до ремонту або списанню машини.
В процесі експлуатації виявляються різні дефекти, тобто потенційні або фактичні відмови, яких можна було б уникнути за рахунок відповідних конструкторських або технологічних рішень.
4.1. Схема втрати працездатності.
Кожен елемент установки, схильний до в процесі експлуатації якого-небудь процесу зношування від взаємодії з іншими елементами або речовинами має граничне значення своїх лінійних розмірів, більш яких експлуатація його неприпустима, тому що це може викликати пошкодження інших елементів або передчасний відмова всієї установки в цілому.
Поступові відмови виникають через розвиток процесів старіння елементів машини. Це призводить до старіння всієї машини в цілому і до появи в ній передчасних відмов.
Модель поступової відмови заснована на припущенні, що досягнення граничного стану ще не означає відмови і машина продовжує працювати до моменту планового огляду. Для невідновлюваних деталей, можна вважати, що ймовірність досягнення граничного стану відповідає накопиченої до цього моменту часу частоті відмов. Обумовлена ймовірність відмов буде відповідати інтенсивності відмов в даний момент часу.
Для опису процесів старіння звертаються до двох моделей: прочностной (а) і ізносовие (б) на рис. 1.
а) 1 - граничний тиск б) 1 - фактичний знос
2 - робочий тиск 2 - граничний знос
Рис.1. Схема зношування труби абразивної рідиною
Характеристика міцності модель описує зміна руйнівних напружень. Ізносовие модель досліджує зміна зносу до граничного значення.
Процес зносу триває до настання граничного стану (критичного рівня зносу) і виникнення відмови.
4.2. поступові відмови
Розвиток поступових відмов внаслідок зносу характеризується систематичними змінами структурних параметрів (зміною лінійних розмірів деталі під впливом зносу, зменшенням товщини металу під впливом корозії і т.п.) і зміною величини допустимого навантаження.
Розвиток поступової відмови може зовні себе не проявляти, проте в структурі елемента, що піддається впливу навантажень (наприклад - знакозмінних), можуть відбуватися зміни (втома матеріалу), здатні викликати відмову.
При досягненні критичного стану деталі ймовірність досягнення відмови велика і досягає більш 50%. В якості допустимого нормативу зносу вибирають значення в кілька разів менше критичного і називають його призначеним рівнем граничного стану.
Поступова відмова при втомному руйнуванні (Рис.2) характеризується зміною меж втоми деталі (1) до досягнення граничної величини в точці перетину з лінією діючих напружень (2).
Рис.2. Схема виникнення поступової відмови при втомному руйнуванні в логарифмічних координатах:
1 - величина межі втоми
2 - середні значення діючих напружень
3 - розсіювання випадкових величин
Рис.3. Схема освіти поступової відмови при зношуванні:
α - відмова одного об'єкта; tотк. - напрацювання до відмови;
б - відмова безлічі однорідних об'єктів; tср. - середнє напрацювання до відмови
Для виробів відновлюваних через виникнення поступових відмов розподіл ймовірності безвідмовної роботи в загальному випадку не буде підкорятися жодному зі стандартних законів і визначається методом суперпозиції.
4.3. раптові відмови
В експлуатації СЕУ мають місце раптові відмови, викликані порушеннями правил технічної експлуатації, перевищенням гранично-допустимих навантажень під впливом зовнішніх факторів або дією непереборної сили. Раптові відмови є наслідком впливу людського фактора і не пов'язані з процесами старіння.
При раптових відмовах математичні очікування діючої і допустимої навантажень в часі не змінюються.
Рис.3. раптова відмова
1 - ймовірність відмови
2 - інтенсивність відмов
Раптові відмови характеризуються зростаючою ймовірністю відмов (1) і постійністю інтенсивності відмов (2).