⑴ 设备故障的定义
设备故障是指设备失去或降低其规定功能的事件或现象。表现为设备的某些零件失去原有的精度或性能,使设备不能正常运行、技术性能降低,致使设备中断生产或效率降低而影响生产。
设备故障按技术性原因,可分为四大类:即磨损性故障、腐蚀性故障、断裂性故障及老化性故障。
1、磨损性故障
由于运动部件磨损,在某一时刻超过极限值所引起的故障。所谓磨损是指机械在工作过程中,互相接触做相互运动的对偶表面,在摩擦作用下发生尺寸、形状和表面质量变化的现象。按其形成机理又分为粘附磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微振磨损等4种类型。
2、腐蚀性故障
按腐蚀机理不同又可分化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀3类。
化学腐蚀:金属和周围介质直接发生化学反应所造成的腐蚀。反应过程中没有电流产生。电化学腐蚀:金属与电介质溶液发生电化学反应所造成的腐蚀。反应过程中有电流产生。
物理腐蚀:金属与熔融盐、熔碱、液态金属相接触,使金属某一区域不断熔解,另一区域不断形成的物质转移现象,即物理腐蚀。
在实际生产中,常以金属腐蚀不同形式来分类。常见的有8种腐蚀形式,即均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损性腐蚀、应力腐蚀。
3、断裂性故障
可分脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、塑性断裂等。
脆性断裂:可由于材料性质不均匀引起;或由于加工工艺处理不当所引起(如在锻、铸、焊、磨、热处理等工艺过程中处理不当,就容易产生脆性断裂);也可由于恶劣环境所引起;如温度过低,使材料的机械性能降低,主要是指冲击韧性降低,因此低温容器(-20℃以下)必须选用冲击值大于一定值的材料。再如放射线辐射也能引起材料脆化,从而引起脆性断裂。
疲劳断裂:由于热疲劳(如高温疲劳等)、机械疲劳(又分为弯曲疲劳、扭转疲劳、接触疲劳、复合载荷疲劳等)以及复杂环境下的疲劳等各种综合因素共同作用所引起的断裂。
应力腐蚀断裂:一个有热应力、焊接应力、残余应力或其他外加拉应力的设备,如果同时存在与金属材料相匹配的腐蚀介质,则将使材料产生裂纹,并以显著速度发展的一种开裂。如不锈钢在氯化物介质中的开裂,黄铜在含氨介质中的开裂,都是应力腐蚀断裂。又如所谓氢脆和碱脆现象造成的破坏,也是应力腐蚀断裂。
塑性断裂:塑性断裂是由过载断裂和撞击断裂所引起。
4、老化性故障
上述综合因素作用于设备,使其性能老化所引起的故障。
⑵ 金属腐蚀的形式有哪些
金属材料的腐蚀可以从不同的角度进行分类。首先,根据腐蚀机理,腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀通常指的是金属表面在没有任何电解质存在的情况下的氧化反应。而电化学腐蚀则发生在有电解质存在的环境中,这种情况更为常见。
其次,按照腐蚀破坏的形式,可以分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是指金属表面在整个范围内发生的腐蚀现象,可能是均匀的,也可能是非均匀的。局部腐蚀则集中在金属的某个特定区域或组成部分,表现为斑点腐蚀、溃疡腐蚀、剥离腐蚀、晶间腐蚀、组织选择性腐蚀等,这类腐蚀对金属结构的破坏尤为严重。
此外,应力腐蚀是另一种分类,它是在应力作用下发生的腐蚀现象。这种腐蚀可能导致金属断裂,断裂可能是沿晶断裂或穿晶断裂。应力腐蚀又可以细分为静载下的腐蚀断裂和动载下的腐蚀疲劳。
最后,根据环境条件,腐蚀可以分为大气腐蚀、土壤腐蚀、电解液腐蚀、接触腐蚀和其他条件下的腐蚀。例如,海洋中的船舶、潜水艇与海水接触的外壳腐蚀,化工设备及管道的腐蚀等都属于电解液腐蚀。而接触腐蚀则发生在两种电极电位不同的金属接触时。其他条件下的腐蚀包括生物腐蚀、杂散电流腐蚀、磨擦腐蚀、熔融介质腐蚀、液态金属中的腐蚀以及核辐射、放射线条件下的腐蚀等。