设备损坏机制及腐蚀环路分析技术实务

失效分析基本常识以及操作流程概要失效分析是一种通过对可能导致系统、设备或产品失效的原因进行分析，找出失效根本原因并采取措施来防止或解决失效问题的方法。

它是广泛应用于各个行业的一种科学技术手段，可以提高产品和系统的可靠性、安全性和稳定性。

失效分析的基本常识包括以下几个方面：1.失效模式与失效机理：失效模式是指系统、设备或产品发生失效的表现形式，如断裂、腐蚀或短路等。

失效机理是导致失效发生的物理或化学过程，如疲劳、腐蚀或热膨胀等。

2.失效根本原因：失效根本原因是导致失效机理发生的根本问题，可以是设计缺陷、材料问题、工艺不良或使用误操作等。

3.失效分析方法：失效分析可以采用多种方法，如故障树分析、事件树分析、失效模式与效应分析（FMEA）和故障模式与效应分析（FMECA）等。

这些方法可以帮助确定失效发生的可能原因、失效的后果以及防止或解决失效的措施。

4.失效分析工具：失效分析可以借助一些工具来进行，如故障记录、故障数据分析、实验测试和仿真模拟等。

这些工具可以提供有关失效发生的详细信息，以便进行有效的分析和解决。

失效分析的操作流程概要如下：1.收集失效信息：首先需要收集与失效相关的信息，包括失效模式、失效机理、失效数据和相关报告等。

2.确定失效根本原因：通过对失效信息进行分析，确定失效的根本原因。

可以采用故障树分析等方法来帮助确定可能的失效原因。

3.评估失效后果：评估失效的后果，包括人员伤害、财产损失和环境影响等。

可以采用FMEA和FMECA等方法来评估失效的后果。

4.制定措施：根据失效的根本原因和后果，制定相应的措施来防止或解决失效问题。

这些措施可以包括改进设计、优化工艺、更换材料或提供培训等。

5.实施措施：根据制定的措施，进行实施。

这可能涉及到产品的改进、工艺的优化或操作人员的培训等。

6.监控效果：监控实施措施的效果，以确保达到预期的目标。

如果发现新的失效问题，需要重新进行失效分析并制定相应的措施。

腐蚀环境作用下失效的失效分析姚红宇（中国民航总局航空安全技术中心，北京100028）一、腐蚀失效的分类金属是最重要的工业材料。

但是，金属在外界环境影响下常遭受化学和电化学的作用而引起腐蚀失效。

从热力学的观点来看，除少数的贵金属（如金、铂）外，各种金属都有与周围介质发生作用而转变成离子的倾向。

也就是说，金属受腐蚀是自然趋势。

因此，腐蚀失效现象是普遍存在的，钢铁结构在大气中生锈，海船外壳在海水中腐蚀，地下金属管道穿孔，热电厂锅炉损坏，化工厂金属容器损坏等等，都是金属腐蚀失效的例子。

据统计，1998年美国因腐蚀带来的经济损失高达2760亿美元，占美国GDP的3%以上。

世界航空业因腐蚀原因造成的民航飞机的破坏占总破坏量的40～60％，其中不乏因腐蚀失效造成的航空事故。

由于材料表面与环境介质发生化学或电化学反应而引起的材料的破坏或变质称为材料的腐蚀。

腐蚀的分类方法很多，以下是两种常见的分类方法。

1．按腐蚀机理分类（1） 化学腐蚀：金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏，其特点是在作用过程中没有电流产生。

金属在干燥气体中的腐蚀，金属在非电解质中的腐蚀都属于化学腐蚀。

（2） 电化学腐蚀：金属表面与周围介质发生电化学作用而引起的破坏。

其特点是介质中有能导电的电解质溶液存在，腐蚀过程中有电流产生。

这类腐蚀最普遍，包括：大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、电解质溶液腐蚀、熔融盐腐蚀。

2．按腐蚀破坏的形式分类（1） 均匀腐蚀：在全部或大部分暴露的表面上发生的相对均匀的腐蚀，例如铝合金在碱性溶液里发生的腐蚀。

这类腐蚀容易分析和进行寿命预测，容易防护。

（2） 局部腐蚀：腐蚀主要局限于微小区域中。

局部腐蚀的腐蚀速度通常比均匀腐蚀大几个数量级，而且难以发现，可能导致灾难性失效，因此它的危害要比均匀腐蚀大得多。

局部腐蚀又可以分为以下几类：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀、氢损伤、腐蚀疲劳。

还可以按腐蚀环境分类，如前所述的海水腐蚀、土壤腐蚀、大气腐蚀、电解质溶液腐蚀、熔融盐腐蚀，以及生物腐蚀、非电解质溶液的腐蚀、杂散电流腐蚀、高温腐蚀（氧化、硫化）等等。

承压设备损伤模式识别 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】9承压设备损伤模式识别第01讲承压设备损伤模式识别（一）√一、损伤、失效及检验方法概述√二、常见损伤模式、案例及检验策略1.腐蚀损伤2.材质劣化3.机械损伤4.其他损伤√三、小结一、损伤、失效及检验方法概述几个概念：损伤损伤模式失效失效分析事故事故调查检验技术＝检测技术＋评价技术检测技术＝无损检测＋性能试验——发现和量化缺陷。

——想办法找出缺陷评价技术＝应用断裂力学、损伤力学等应用科学，分析设备的安全性。

——能不能用能用多久解决方案关于检验种类及评定方法>>依据法规的检验>>基于失效模式的检验（或针对性检验、预知检验）>>基于风险的检验（RBI）>>在线检验>>基于安全状况等级的评定方法>>基于损伤寿命的评定方法>>可靠性、失效概率评定方法等等第02讲承压设备损伤模式识别（二）二、常见损伤模式、案例及检验策略GB/T30579－2014《承压设备损伤模式识别》（5类73种）第1类：腐蚀减薄（25）①全面腐蚀（均匀腐蚀）：盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、二氧化碳（碳酸）、环烷酸、苯酚、有机酸、高温氧化、大气（有、无隔热层）、冷却水、土壤、苛性碱、氯化铵、胺、高温硫化物、酸性水、甲铵腐蚀等②局部腐蚀（非均匀腐蚀、局部减薄）：微生物腐蚀、锅炉冷凝水腐蚀、燃灰腐蚀、烟气露点腐蚀等等第2类：环境开裂（13）氯化物应力腐蚀开裂、碳酸盐、硝酸盐、碱、氨、胺、湿硫化氢破坏（氢鼓包、氢致开裂、应力导向型氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂）、氢氟酸致氢应力开裂、氢氰酸致氢应力开裂、氢脆、高温水、连多硫酸、液体金属脆断等第3类：材质劣化（15）晶粒长大、渗氮、球化、石墨化、渗碳、脱碳、金属粉化、σ相脆化、475°C脆化、回火脆化、辐照脆化、钛氢化、再热裂纹、脱金属腐蚀、敏化—晶间腐蚀等等第4类：机械损伤（11）机械疲劳、热疲劳、振动疲劳、接触疲劳、机械磨损、冲刷、汽蚀、过载、热冲击、蠕变、应变时效等等第5类：其他损伤（9）高温氢腐蚀、腐蚀疲劳、冲蚀、蒸汽阻滞、低温脆断、过热、耐火材料退化、铸铁石墨化腐蚀、微动腐蚀等等1.腐蚀损伤（腐蚀减薄＋环境开裂）腐蚀概述金属与周围介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。

有关常见材料失效模式及分析手段的基础知识失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。

在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。

失效分析流程啦加工和服役历史 现场调查及残髓分析判断首先破坏件^∣~j 初步观察制定分析方案II制一复型及截一试样口定观断口分析H 我分析I 金相分析I 分或新「分J化学成分分析 常班力品主一熹一］［综乎析］PCB 作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为 重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性I爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。

确定失效原因I 提出改道指檐III 曲& I(1)无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，c-SAM检测，红外热成像(2)表面元素分析：扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)显微红外分析(FTIR)俄歇电子能谱分析(AES)X射线光电子能谱分析(XPS)二次离子质谱分析(TOF-SIMS)(3)热分析：差示扫描量热法(DSC)热机械分析(TMA)热重分析(TGA)动态热机械分析(DMA)导热系数(稳态热流法、激光散射法)(4)电性能测试：击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移(5)破坏性能测试：染色及渗透检测电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。

开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等（1）电测：连接性测试电参数测试功能测试（2）无损检测：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）（3）制样技术：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）（4）显微形貌分析：光学显微分析技术扫描电子显微镜二次电子像技术（5）表面元素分析：扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）俄歇电子能谱分析（AES）X射线光电子能谱分析（XPS）二次离子质谱分析（SlMS）（6）无损分析技术：X射线透视技术三维透视技术反射式扫描声学显微技术（C-SAM）随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。