Τι είναι η Failure Analysis;
Ανάλυση βλάβης είναι η συστηματική εξέταση ενός κατεστραμμένου εξαρτήματος με οπτική επιθεώρηση, επιφάνεια θραύσης (κλασματογραφία), μεταλλογραφία, χημική ανάλυση, σκληρότητα και μηχανικές δοκιμές. Αυτή είναι η μελέτη στην οποία προσδιορίζεται ο μηχανισμός της βλάβης και η βασική αιτία.
Σκοπός της Failure Analysis
Σκοπός είναι να προσδιοριστεί ο μηχανισμός αστοχίας (κόπωση, υπερφόρτωση, διάβρωση, ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης, ερπυσμός, εύθραυστο κάταγμα) και η βασική αιτία, ορίζοντας τη διορθωτική δράση που θα αποτρέψει την υποτροπή.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Failure Analysis;
- Σπασμένα στοιχεία μηχανής
- Αποτυχημένες συγκολλημένες αρθρώσεις
- Διαβρωμένος σωλήνας και εξοπλισμός
- Πρόωρα αποτυχημένοι συνδετήρες
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Failure Analysis;
Πρότυπα σχετικά με τη Failure Analysis
- ASTM E2332 (οδηγός φρακτογραφίας)
- ASTM E3 / E407 (μεταλογραφία)
- ISO 6892 / ISO 148 (μηχανικές δοκιμές)
- ASTM E415 / ISO 11885 (χημική ανάλυση)
Συνθήκες της Failure Analysis
- Βήμα 1
- Συλλογή εγγράφων: συνθήκες εξυπηρέτησης, ιστορικό φόρτωσης, αρχεία κατασκευής
- Βήμα 2
- Μη καταστροφική οπτική και στερεοφωνική εξέταση. διατηρείται η επιφάνεια του κατάγματος
- Βήμα 3
- Φρακτογραφία (στερεοφωνικό και SEM), μεταλλογραφία, χημική ανάλυση
- Βήμα 4
- Μηχανικές δοκιμές και δοκιμές σκληρότητας. ανάλυση στρες εάν απαιτείται
Εξοπλισμός για τη Failure Analysis
- Στερεοσκοπικό μικροσκόπιο και ψηφιακή απεικόνιση
- Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM/EDS)
- Γραμμή προετοιμασίας μεταλλογραφίας
- Εξοπλισμός χημικής ανάλυσης και μηχανικής δοκιμής
Απαιτήσεις δείγματος για τη Failure Analysis
- Η επιφάνεια του κατάγματος δεν πρέπει να καθαρίζεται ή να έρχεται σε επαφή με τον εαυτό της
- Το εξάρτημα πρέπει να αποσταλεί ως έχει, μαζί με όλα τα σπασμένα κομμάτια
- Οι συνθήκες σέρβις και το ιστορικό αστοχίας πρέπει να τεκμηριώνονται
- Ένα άθικτο εξάρτημα αναφοράς είναι χρήσιμο για σύγκριση
Διάρκεια της Failure Analysis
2-6 εβδομάδες, ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής.
Διαδικασία της Failure Analysis
- 1Το ιστορικό βλαβών και οι συνθήκες σέρβις συγκεντρώνονται.
- 2Το τμήμα εξετάζεται μη καταστροφικά και τεκμηριώνεται.
- 3Η επιφάνεια του κατάγματος εξετάζεται κλασματικά.
- 4Γίνεται μεταλλογραφία, χημική ανάλυση και μηχανικές δοκιμές.
- 5Καθορίζεται ο μηχανισμός αστοχίας.
- 6Αναφέρονται η βασική αιτία και οι συστάσεις διορθωτικής δράσης.
Κριτήρια αποδοχής της Failure Analysis
Η ανάλυση αποτυχίας δεν είναι έλεγχος συμμόρφωσης. το αποτέλεσμά του δεν είναι το πέρασμα/αποτυχία αλλά ο προσδιορισμένος μηχανισμός αποτυχίας και η βασική αιτία.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Ο καθαρισμός της επιφάνειας του κατάγματος ή η επαφή των κομματιών μεταξύ τους καταστρέφει τα πιο πολύτιμα στοιχεία. Η μετάβαση σε μια βασική αιτία από ένα μόνο εύρημα είναι ένα κοινό λάθος. ο μηχανισμός πρέπει να υποστηρίζεται από πολλαπλά ανεξάρτητα ευρήματα.
Έκθεση της Failure Analysis
- Ιστορικό βλαβών και συνθήκες σέρβις
- Οπτικά και κλασματικά ευρήματα
- Μεταλλογραφικά, χημικά και μηχανικά αποτελέσματα
- Μηχανισμός αστοχίας
- Αξιολόγηση και συστάσεις της βασικής αιτίας
Διαπίστευση
Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.
Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- Πρότυπα προϊόντων και προδιαγραφές κατασκευής
Δοκιμές Μετάλλων και Μεταλλουργίας — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Failure Analysis· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Οι δοκιμές μετάλλων και μεταλλουργίας προσδιορίζουν το φορτίο που μπορεί να αντέξει ένα μέταλλο ή μια συγκολλημένη ένωση, τον τρόπο αστοχίας του και την εσωτερική του δομή. Το αποτέλεσμα αυτής της οικογένειας αφορά συχνά όχι το ίδιο το προϊόν αλλά την ταυτότητα του ΥΛΙΚΟΥ: είναι πράγματι ο χάλυβας της δηλωμένης ποιότητας, αποδίδει η ραφή συγκόλλησης την αντοχή που υποθέτει ο σχεδιασμός, περιέχει το χυτό ένα μη αποδεκτό εσωτερικό ελάττωμα;
Η πρακτική σημασία του τομέα προκύπτει από το γεγονός ότι ένα μεταλλικό εξάρτημα σπάνια αστοχεί σταδιακά. Ένα πλαστικό εξάρτημα παραμορφώνεται, γερνάει, ραγίζει και συνήθως δίνει προειδοποίηση. Μια ραφή συγκόλλησης ή ένα στοιχείο σύνδεσης, αντίθετα, συχνά σπάει χωρίς προειδοποίηση - ιδίως όταν εμπλέκονται κόπωση και ψαθυρή θραύση. Γι' αυτό, σε τομείς όπως ο εξοπλισμός υπό πίεση, ο εξοπλισμός ανύψωσης, ο δομικός χάλυβας και οι αγωγοί, η δοκιμή υλικών είναι απαίτηση της ΝΟΜΟΘΕΣΙΑΣ και όχι του σχεδιασμού.
Η οικογένεια συγκεντρώνει τρεις ομάδες μεθόδων, καθεμία από τις οποίες απαντά σε διαφορετικό ερώτημα. Οι μηχανικές δοκιμές ποσοτικοποιούν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο. Ο μη καταστροφικός έλεγχος αναζητά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα. Η μεταλλογραφία και η χημική ανάλυση εξηγούν γιατί το υλικό συμπεριφέρεται έτσι - μέσω της δομής κόκκων, της κατανομής φάσεων, της περιεκτικότητας σε εγκλείσματα και της σύστασης του κράματος.
Το κριτήριο αποδοχής αυτών των δοκιμών σχεδόν ποτέ δεν προέρχεται από το πρότυπο δοκιμής, και αυτό είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Το πρότυπο δοκιμής λέει πώς πρέπει να γίνει η μέτρηση· οι αποδεκτές τιμές προέρχονται από το πρότυπο προϊόντος, την ποιότητα υλικού ή τον κώδικα κατασκευής. Το ISO 6892-1 λέει πώς διεξάγεται μια δοκιμή εφελκυσμού· το EN 10025 λέει ποιο όριο διαρροής πρέπει να αποδίδει αυτός ο χάλυβας. Κατά την ανάγνωση μιας έκθεσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε βάσει ποιου προτύπου προϊόντος αξιολογήθηκε.
Η δειγματοληψία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του αποτελέσματος σε αυτόν τον τομέα. Δύο δοκίμια από την ίδια χύτευση μπορεί να δώσουν διαφορετικές τιμές ανάλογα με την κατεύθυνση και τη θέση λήψης τους· σε προϊόντα έλασης, δοκίμια παράλληλα και κάθετα στη διεύθυνση έλασης δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα. Τα πρότυπα προϊόντος διέπουν επομένως και τη θέση και τον προσανατολισμό δειγματοληψίας, και η έκθεση πρέπει να το τεκμηριώνει.
Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα
Μηχανικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, κρούση εγκοπής (Charpy), σκληρότητα (Brinell, Vickers, Rockwell), κόπωση, ερπυσμός και δυσθραυστότητα. Δίνουν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο σε αριθμητική μορφή.
Μη καταστροφικός έλεγχος
Ραδιογραφία, υπερηχητικός έλεγχος, διεισδυτικά υγρά, μαγνητικά σωματίδια και οπτικός έλεγχος. Αναζητά επιφανειακά και εσωτερικά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα και αποτελεί απαραίτητο βήμα στη συγκολλητή κατασκευή.
Μεταλλογραφία
Προετοιμασία δοκιμίου, προσβολή με οξύ και μικροσκοπική εξέταση. Αξιολογούνται το μέγεθος κόκκων, η κατανομή φάσεων, η περιεκτικότητα σε εγκλείσματα, το βάθος ενανθράκωσης και η θερμικά επηρεασμένη ζώνη της συγκόλλησης.
Χημική ανάλυση
Η σύσταση του κράματος επαληθεύεται με οπτική φασματομετρία εκπομπής και υγρή χημεία· η επιβεβαίωση της ποιότητας υλικού περνά από αυτό το βήμα.
Συμπεριφορά διάβρωσης
Δοκιμές αλατονέφωσης, βοθρωτικής και σχισμοειδούς διάβρωσης, και ενδοκρυσταλλικής διάβρωσης. Σε ανοξείδωτους χάλυβες μπορούν να υποδεικνύουν την ποιότητα της θερμικής κατεργασίας.
Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα
- Ένα πιστοποιητικό υλικού (όπως το EN 10204 3.1) δεν είναι έκθεση δοκιμής· είναι η δήλωση του κατασκευαστή. Σε κρίσιμες εφαρμογές διενεργείται ανεξάρτητη επαλήθευση, και τα δύο δεν πρέπει να συγχέονται.
- Οι δοκιμές εφελκυσμού ASTM και ISO μετρούν τα ίδια μεγέθη αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικές γεωμετρίες δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα, και εφαρμόζεται ό,τι απαιτεί η προδιαγραφή.
- Οι πίνακες μετατροπής μεταξύ σκληρότητας και αντοχής είναι ΚΑΤΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ. Ο υπολογισμός του ορίου διαρροής από τη σκληρότητα δεν αποτελεί επαρκή απόδειξη για την αποδοχή υλικού.
- Στον μη καταστροφικό έλεγχο, η φράση "δεν βρέθηκε ελάττωμα" δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει ελάττωμα· μπορεί να υπάρχουν ελαττώματα κάτω από το όριο ανίχνευσης της μεθόδου. Η έκθεση πρέπει να αναφέρει τη μέθοδο που εφαρμόστηκε και το επίπεδο ευαισθησίας.
- Η επιτυχής ραφή συγκόλλησης δεν αποδεικνύει ότι ο συγκολλητής ή η διαδικασία είναι πιστοποιημένοι· πρόκειται για ξεχωριστές διαδικασίες.
Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα
- Επαλήθευση πιστοποιητικού υλικού και αποδοχή εισερχόμενου υλικού
- Έγκριση συγκολλητής κατασκευής· πιστοποίηση συγκολλητή και διαδικασίας
- Έλεγχος κατασκευής εξοπλισμού υπό πίεση και δομικών στοιχείων
- Ανάλυση αστοχίας και προσδιορισμός βασικής αιτίας βλαβών πεδίου
- Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας
Σχετικά τεστ
Συχνές ερωτήσεις για τη Failure Analysis
Πρέπει να καθαρίσω το εξάρτημα πριν το στείλω για ανάλυση αστοχίας;
Όχι. Η επιφάνεια του κατάγματος δεν πρέπει να καθαρίζεται, να βουρτσίζεται ή τα σπασμένα κομμάτια να έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. αυτές οι ενέργειες καταστρέφουν τα πιο σημαντικά στοιχεία που δείχνουν τον μηχανισμό αποτυχίας. Το εξάρτημα πρέπει να αποσταλεί ως έχει, στεγνό και προστατευμένο.