設備故障是指設備失去或降低規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象，表現(xiàn)為設備的某些零件失去原有的精度或性能，使設備不能正常運行、技術性能降低，致使設備中斷生產(chǎn)或效率降低而影響生產(chǎn)。

設備在使用過程中，由于磨擦、外力、應力及化學反應的作用，零件總會逐漸磨損和腐蝕、斷裂導致因故障而停機。加強設備保養(yǎng)維修，及時掌握零件磨損情況，在零件進入劇烈磨損階段前，進行修理更換，就可防止故障停機所造成的經(jīng)濟損失。

故障這一術語，在實際使用時常常與異常、事故等詞語混淆。所謂異常，意思是指設備處于不正常狀態(tài)，那么，正常狀態(tài)又是一種什么狀態(tài)呢？如果連判斷正常的標準都沒有，那么就不能給異常下定義。

 對故障來說，必須明確對象設備應該保持的規(guī)定性能是什么，以及規(guī)定的性能達到什么程度，否則，同樣不能明確故障的具體內(nèi)容。

 假如某對象設備的狀態(tài)和所規(guī)定的性能范圍不相同，則要認為該設備的異常即為故障。反之，假如對象設備的狀態(tài)，在規(guī)定性能的許可水平以內(nèi)，此時，即使出現(xiàn)異常現(xiàn)象，也還不能算作是故障。

總之，設備管理人員必須把設備的正常狀態(tài)、規(guī)定性能范圍，明確地制訂出來。只有這樣，才能明確異常和故障現(xiàn)象之間的相互關系，從而，明確什么是異常，什么是故障。如果不這樣做就不能免除混亂。

事故也是一種故障，是側重安全與費用上的考慮而建立的術語，通常是指設備失去了安全的狀態(tài)或設備受到非正常損壞等。

 一、故障率

設備故障：設備在其壽命周期內(nèi)，由于磨損或操作使用等方面的原因，使設備暫時喪失其規(guī)定功能的狀況。

1、突發(fā)故障：

突然發(fā)生的故障。發(fā)生時間隨機，較難預料，設備使用功能喪失。

 2、劣化故障：

由于設備性能的逐漸劣化所引起的故障。發(fā)生速度慢，有規(guī)律可循，局部功能喪失。

3、設備故障率：

單位時間內(nèi)故障發(fā)生的比率

實踐證明，可維修設備的故障率隨時間的推移呈圖示曲線形狀，這就是著名的“浴盆曲線”。

 浴盆曲線是指產(chǎn)品從投入到報廢為止的整個壽命周期內(nèi)，其可靠性的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。如果取產(chǎn)品的失效率作為產(chǎn)品的可靠性特征值，它是以使用時間為橫坐標，以失效率為縱坐標的一條曲線。因該曲線兩頭高，中間低，有些像浴盆，所以稱為“浴盆曲線”。失效率隨使用時間變化分為三個階段：早期失效期、偶然失效期和耗損失效期。

 設備維修期內(nèi)的設備故障狀態(tài)分三個時期：

1、初始故障期：故障率由高而低。材料缺陷、設計制造質(zhì)量差、裝配失誤、操作不熟練等原因造成。

2、偶發(fā)故障期：故障率低且穩(wěn)定，由于維護不好或操作失誤造成。Z佳工作期。

3、耗損故障期：故障率急劇升高，磨損嚴重，有效壽命結束。

二、故障分類

設備故障按技術性原因，可分為四大類：即磨損性故障、腐蝕性故障、斷裂性故障及老化性故障。

1、磨損性故障

由于運動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障。所謂磨損是指機械在工作過程中，互相接觸做相互運動的對偶表面，在摩擦作用下發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。按其形成機理又分為粘附磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、微振磨損等4種類型。

2、腐蝕性故障

按腐蝕機理不同又可分化學腐蝕、電化學腐蝕和物理腐蝕3類。

①化學腐蝕：金屬和周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學反應所造成的腐蝕。反應過程中沒有電流產(chǎn)生。

②電化學腐蝕：金屬與電介質(zhì)溶液發(fā)生電化學反應所造成的腐蝕。反應過程中有電流產(chǎn)生。

③物理腐蝕：金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接觸，使金屬某一區(qū)域不斷熔解，另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉移現(xiàn)象，即物理腐蝕。

在實際生產(chǎn)中，常以金屬腐蝕不同形式來分類。常見的有8種腐蝕形式，即均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損性腐蝕、應力腐蝕。

3、斷裂性故障

可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。

①脆性斷裂

可由于材料性質(zhì)不均勻引起；或由于加工工藝處理不當所引起（如在鍛、鑄、焊、磨、熱處理等工藝過程中處理不當，就容易產(chǎn)生脆性斷裂）；也可由于惡劣環(huán)境所引起；如溫度過低，使材料的機械性能降低，主要是指沖擊韌性降低，因此低溫容器（-20℃以下）必須選用沖擊值大于一定值的材料。再如放射線輻射也能引起材料脆化，從而引起脆性斷裂。

②疲勞斷裂

由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機械疲勞（又分為彎曲疲勞、扭轉疲勞、接觸疲勞、復合載荷疲勞等）以及復雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共同作用所引起的斷裂。

③應力腐蝕斷裂

一個有熱應力、焊接應力、殘余應力或其他外加拉應力的設備，如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì)，則將使材料產(chǎn)生裂紋，并以顯著速度發(fā)展的一種開裂。如不銹鋼在氯化物介質(zhì)中的開裂，黃銅在含氨介質(zhì)中的開裂，都是應力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和堿脆現(xiàn)象造成的破壞，也是應力腐蝕斷裂。

④塑性斷裂

塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。

4、老化性故障

上述綜合因素作用于設備，使其性能老化所引起的故障。

三、階段

設備故障，簡單地說是一臺裝置（或其零部件）喪失了它應達到的功能。隨著時間的變化，任何設備從投入使用到退役，其故障發(fā)生的變化過程大致分三個階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。

1、早期故障期，亦稱磨合期，該時期的故障率通常是由于設計、制造及裝配等問題引起的。隨運行時間的增加，各機件逐漸進入Z佳配合狀態(tài)，故障率也逐漸降至Z低值。

2、偶發(fā)故障或隨機故障期的故障是由于使用不當、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失效機理主導作用，因而故障是隨機的。

3、機械長期使用后，零部件因磨損、疲勞，其強度和配合質(zhì)量迅速下降而引起的，其損壞屬于老化性質(zhì)。

 四、征兆

（一）設備在性能方面的故障征兆

1、功能異常

①指設備的工作狀況突然出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，這是Z常見的故障癥狀。

②設備啟動困難、啟動慢，甚至不能啟動。

③設備突然自動停機。

④設備在運轉過程中功率不足、速率降低、生產(chǎn)效率降低。

⑤設備運轉過程中突然緊急制動失靈、失效等。

這種故障的征兆比較明顯，所以容易察覺。

 2、過熱高溫

①一種原因是冷卻系統(tǒng)有問題，是缺冷卻液或冷卻泵不工作。

②如果是齒輪、軸承等部位過熱，多半是因為缺潤滑油所導致。

③油、水溫度過高或過低。

設備過熱現(xiàn)象有時可以通過儀表板、警示燈直接反映出來，但有時需要進行溫度點檢才能檢查出來。

3、油、氣消耗過量

潤滑油、冷卻水消耗過多，表明設備有些部位技術狀況惡化，有出現(xiàn)故障的可能。

 4、壓縮氣體的壓力不正常等。

5、潤滑油出現(xiàn)異常

①潤滑油變質(zhì)較正常時間要快，可能與溫度過高等有關系。

②潤滑油中金屬顆粒較多，一般與軸承等摩擦量有關，可能需要更換軸承等磨損件。

6、電學效應

電阻、導電性、絕緣強度和電位等變化。

（二）設備在外觀方面的故障征兆

1、異常響聲、異常振動

①設備在運轉過程中出現(xiàn)的非正常聲響，是設備故障的“報警器”。

②設備運轉過程中振動劇烈。

2、跑冒滴漏

①設備的潤滑油、齒輪油、動力轉向系油液、制動液等出現(xiàn)滲漏。

②壓縮空氣等出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，有時可以明顯地聽到漏氣的聲音。

③循環(huán)冷卻水等滲漏。

3、有特殊氣味

①電動機過熱、潤滑油竄缸燃燒時，會發(fā)散發(fā)出一種特殊的氣味。

②電路短路、搭鐵導線等絕緣材料燒毀時會有焦煳味。

③橡膠等材料發(fā)出燒焦味。

以上各種故障先兆是提供給操作人員和維修人員的故障信息，幫助他們及早發(fā)現(xiàn)事故先兆，以防患于未然。

設備故障管理的目的是在故障發(fā)生前通過設備狀況的監(jiān)測與診斷，把握設備有無劣化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障的征兆和隱患，及時進行防備維修，以控制故障的發(fā)生；在故障發(fā)生后，及時分析理由，研究對策，采取措施排除故障或改善設備，以防止故障的再發(fā)生。

要做好設備故障管理，必須認真把握發(fā)生故障的原因，積累常發(fā)故障和典型故障資料和數(shù)據(jù)，開展故障分析，正視故障規(guī)律和故障機理的研究，增強日常維護、搜檢和預修。這樣就可避免突發(fā)性故障和控制漸發(fā)性故障。

五、故障管理的程序

1、宣傳教育

使操作員工和維修員工自覺地遵守相關操作、維護、搜檢等規(guī)章制度，正確行使和精心維護設備，對設備故障進行認真地記錄、統(tǒng)計、分析。

2、結合實際

結合本企業(yè)生產(chǎn)實際和設備狀態(tài)及特點，確定設備故障管理的重點。

3、有計劃的監(jiān)測

采用監(jiān)測儀器和診斷技術對重點設備進行有計劃的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障的征兆和劣化的信息。

平常設備可通過人的感官及平常檢測工具進行日常點檢、巡回搜檢、定期搜檢（包括精度搜檢）、無缺狀況搜檢等，偏重把握輕易引起故障的部位、機構及零件的技術狀況和異常問題的信息。同時要制定搜檢標準，確定設備正常、異常、故障的界限。

4、故障檢驗方式

為了迅速查找故障的部位和理由，除了通過培訓使維修、操作員工把握一定的電氣、液壓技術知識外，還應把設備常見的故障征兆、分析步驟、排除方法匯編成故障查找邏輯程序圖表，以便在故障發(fā)生后能迅速找出故障部位與理由，及時進行故障排除和修復。

 5、完善故障記錄制度

故障記錄是實現(xiàn)故障管理的基礎資料，又是進行故障分析、處理的原始依據(jù)。記錄必須完備正確。維修員工在現(xiàn)場搜檢和故障補綴后，應按照“?備故障補綴單”的內(nèi)容認真填寫，車間機械員（技師）與動力員按月統(tǒng)計分析報送設備動力管理部門。

6、及時進行故障的統(tǒng)計與分析

車間設備機械員（技師）、動力員除日常把握故障情況外，應按月匯集“故障補綴單”和維修記錄。通過對故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、收拾整理、分析，計算出各類設備的故障頻率、平均故障間隔期，分析單臺設備的故障動態(tài)和重點故障理由，找出故障的發(fā)生規(guī)律，以便突出重點采取對策，將故障信息收拾整理分析資料反饋到計劃部門，以便安排防備補綴或改善措施計劃，還可以作為修改定期搜檢間隔期、搜檢內(nèi)容和標準的依據(jù)。

根據(jù)統(tǒng)計收拾整理的資料，可以繪出統(tǒng)計分析圖表，例如單臺設備故障動態(tài)統(tǒng)計分析表是維修班組對故障及其他進行目視管理的有效方法，既便于管理人員和維修員工及時把握各類型設備發(fā)生故障的情況，又能在確定維修對策時有明確目標。

7、針對故障采取不同策略

針對故障理由、故障類型及設備特點的不同，采取不同的對策。對新設置的設備應增強行使初期管理，注意視察、把握設備的精度、性能與缺陷，做好原始記錄。在行使中增強日常維護、巡回搜檢與定期搜檢，及時發(fā)現(xiàn)異常征兆，采取調(diào)整與排除措施。

重點設備進行狀況監(jiān)測與診斷。成立具有較高技術水平的維修團隊，采用分部修復、成組替換的快速補綴技術與方法。及時供給合格備件，使用生產(chǎn)間隙整修設備，對已把握磨損規(guī)律的零部件采用改裝替換等措施。

8、做好控制故障的日常維修工作

通過區(qū)域維修員工的日常巡回搜檢和按計劃進行的設備狀況搜檢所取得的狀況信息和故障征兆，以及相關記錄、分析資料，由車間設備機械員（技師）針對各類型設備的特點和已發(fā)現(xiàn)的平常缺陷，及時安排日常維修，做到防備在前，以控制和削減故障發(fā)生。對某些故障征兆、隱患，日常維修無力承擔的，則反饋給計劃部門另行安排。

（金燁鋼鐵集團）