第四章 设备劣化及其预防对策

第四章设备劣化及其预防对策

第一节设备的劣化

一、设备劣化的定义

设备原有功能的降低及丧失，以及设备技术、经济性能的降低，都称为设备的劣化。设备工作异常、性能降低、产生故障、损坏失效，以及与新设备相比较，性能不好、功能不齐全，价格较昂贵等现象，均属于设备劣化的表现。

二、设备劣化的分类及度量

设备劣化分为有形劣化和无形劣化两大类，分别叙述如下：

1、设备的有形劣化

设备在其使用或闲置过程中，都会产生实体的损伤，这种损伤就是称为设备的有形劣化，有形劣化又分为使用劣化、自然劣化和灾害劣化三种。（1）设备的使用劣化是设备在使用过程中，在外力作用下，受到机械碰撞、摩擦、介质的侵蚀等原因，造成设备的损坏、腐蚀、疲劳、剥落等情况。通常表现为零部件原始尺寸或形状发生变化、公差配合精度的降低，效率下降，绝缘降低，电气仪表等开关的接触不良，阀门泄漏量的增加，或者是零部件损坏，失效、松动、电气的绝缘破坏，断路和短路等，引起设备故障停机。前者称为性能降低劣化，后者则称为突发故障型劣化。

表4--1 使用劣化的二种型式。

表4－1使用劣化型式

（2） 设备的自然劣化

设备的自然劣化是指因为自然力的作用所造成的设备劣化。例如，机器的生锈金属的腐蚀、木制品的腐朽、塑料橡胶制品的老化等。

（3） 设备的灾害劣化

设备的灾害劣化是指设备在受到不可抗拒的自然灾害（如风暴、水灾、雷击、地震等）或意外灾害的侵袭时所造成的劣化。

和使用劣化一样，自然劣化和灾害劣化都有可能使设备性能下降或产生突发故障，也就是说，自然劣化和灾害劣化中，也都存在性能下降型劣化和突发故障型劣化。

（4） 设备有形劣化的度量

设备的有形劣化，既可以用物质或技术的劣化程度来度量，也可用价值损失的大小来度量，对整机劣化的度量，必须反映其价值损失，因此，在不考虑利息的条件下，可用损失的经济价值与原值之比来度量。

即：

有形劣化系数ａ＝ 式中：ａ：设备的有形劣化系数

P 0 R

R ：设备有形劣化实绩损失的经济价值

P 0：设备的原值

2、 设备的无形劣化

无形劣化是指由于与原来设备（性能）相同的新设备生产出来后，引起原有设备的价值的贬值，无形劣化又可分为经济劣化和技术性无形劣化两种。

（1） 经济性无形劣化

由于设备制造厂的生产率提高，消耗降低，在再生产与原来结构和性能相同的设备时，其生产所需的成本就比以前有所降低，从而造成同样设备的实绩价格的下降。这样，就使得现有设备的原始价格相对贬值，这就是经济性无形劣化。

（2） 技术性无形劣化

由于技术进步，结构更完善、性能更好、效果更高的设备的出现，使现有设备的原始价格相对贬值，这就是技术性无形劣化。

（3） 经济性无形劣化的度量

由于无形劣化中，技术性无形劣化因参照物不易确定，给正确度量带来了困难，所以对无形劣化的度量通常只讨论经济性无形劣化的度量问题。

无形劣化（经济性）的度量公式如下：

无形劣化系数ß＝ ＝1- 式中：ß：设备的无形劣化系数

P 0 P 0 - P P 0

P 1

P1：再生产同样设备的价值

P0：现有设备的原值

3、设备的综合劣化

实际上，设备不论是在使用中，还是处于闲置状态，设备的有形劣化和无形劣化始终都同时存在。不论是设备的有形劣化，还是无形劣化，均反映为设备的技术和经济价值的下降或丧失。

设备综合劣化的度量公式是：

综合劣化系数γ＝1-（1-ａ）（1-ß）

式中：ß：设备的无形劣化系数

ａ：设备的有形劣化系数

γ0：设备综合劣化系数

三、设备劣化的表现形式

企业所拥有的设备种类繁多，除建筑、炉窑外，大致可分为机械、电气、仪表、计算机四类。因而，设备的劣化的表现形式就存在较多的共同之处。现在，将设备劣化的主要表现形式分述如下：

1、机械磨损

机械磨损是设备作相对运动的机件的主要劣化形式，凡是机件之间存在滑动摩擦或滚动摩擦的部分都存在这种磨损。这种磨损是有规律的，即磨损劣化是有一个发展过程的。

2、裂纹

裂纹是设备工作机件在动载荷的长期作用下，或在不正常外力作用下，所产生的一种劣化表现形式，是机件疲劳的一种反映。

3、塑性断裂和脆性断裂

这也是设备机件常见的一种表现形式，机件在断裂前，可能先出现塑性变形，然后产生断裂，这称为塑性断裂，有时，机件没有明显的塑性变形，就产生断裂，这种断裂称为脆性断裂。

4、腐蚀

设备机件在环境介质（如水、空气、酸、碱、盐溶液及其他腐蚀性气体等）的作用下，发生损坏的过程，称为金属腐蚀，金属腐蚀有其本身的特点：

（1）从金属表面开始，逐渐向内部渗透和扩展；

（2）金属表面发生变化，如产生剥落、斑点、凹痕或粘附其它的金属化合物，从而，造成金属机件强度的降低。

5、蠕变

在高温条件下工作的设备机件，如果受到长期外加应力的作用，则随着时间的增加，机件的塑性变形不断增加，这就是蠕变，蠕变会使机件承受负荷的能力下降。

6、元器件老化

这是电气、仪表、计算机设备劣化的主要表现形式之一，大量电子元器件集成的电路，以及由这些电路构成的设备，其中电子元器件往往会随时间而出现老化。

另外，橡胶、塑料制品，也会随时间的增加，而发生老化。

第二节预防设备劣化的对策

一、设备劣化的原因

设备劣化是生产活动中，经常遇到，而且是不能避免的一种现象，而造成设备劣化的原因是多方面的，而主要原因则有下述五个方面：（一）设备本体方面：

1.设计上的问题

（1）结构不合理；

（2）零部件的强度、刚度不够，元器件选择不当；

（3）选择的安全系数过小；

（4）材质选择不恰当。

2.制造上的问题

（1）零部件材质与设计要求不符；

（2）材质有先天性缺陷；

（3）加工精度不高，装配质量差；

（4）热处理质量差，造成零部件强度不合要求；

（5）元器件质量差，不符合设计要求，装配工艺不佳。

3.安装上的问题

（1）基础质量不好；

（2）安装质量低劣，如水平标高不对，中心轴线不正等；

（3）调试质量差，间隙调整不当，精度调整马虎。

（二）设备管理方面

1.维护保养上的问题

（1）点检不良，润滑不当，异物混入，接触不良，绝缘不良；

（2）故障、异常排除不及时；

（3）磨损、疲劳超级限的部件更换不及时；

（4）保温、散热不好，防潮防湿不佳，通风排水不及时。

2.检修工作上的问题

（1）检修质量低，如装配不好，公差配合不佳，组装偏芯，精度下降，中心失常；

（2）未按计划检修，不按点检要求检修；

（3）不按标准作业，施工马虎，调整粗糙。

（三）生产管理方面

1.管理上

（1）管理不善，不及时进行操作点检及维护保养；

（2）管理、整顿、整洁、整修工作，不能很好贯彻；

（3）闲置设备未按规定要求进行维护；

（4）与设备人员不及时通信息，造成贻误。

2.操作上

（1）不能正确操作，使用设备；

（2）违反操作规程，进行超负荷运转；

（3）责任心不强，工作时漫不经心，造成误操作。

（四）环境条件方面

1.抗高温、防腐、防冻等保护措施不力；

2.意外的碰撞、冲击等；

3.不可抗拒的自然灾害及意外灾害。

（五）正常使用条件下的问题

1.机件之间有相对运动时，滑动或滚动状态下的正常磨损；

2.高、低温、冲击工作状态，设备金属的疲劳、变形蠕变，承载荷强度的

下降；

3.在腐蚀介质条件下工作的设备的腐蚀；

4.元器件的老化、绝缘的降低，橡胶、塑料件的老化。

二、设备劣化主要原因分析

设备投入运转后，如果管理不善，点检不力，维护不良，则会加速设备的劣化。不论是机械设备，还是电气、仪表、计算机设备，如果处于给油不良、灰尘沾污、螺栓松弛、受热、受潮，保温不良及冻结等状态下，都可能加速设备劣化，以下就进一步分析这些因素对加速设备劣化所起的作用。

（一）润滑不良

给设备机件相对运动的部位（如旋转、滑动部位）给油、给脂，以使这些部位润滑良好，减少摩擦损耗，这是一个常识性问题。

润滑工作有下列三个要点：

1.选择合适的油种

由于润滑都有一定的粘度，选择时应先考虑滑动面的材质、接触压力和滑动速度，盲目使用可能造成接触面油膜的破坏，油不能和金属面接触，转动或滑动部位摩擦增大，磨损增加，从而造成接触部分滑动（或转动）

不良，机件温度升高，如此恶性循环，最终导致设备劣化速度加快，甚至造成故障。如轴承烧损，接触面极限粗糙，使设备急剧停止。

2.选择给油量

润滑的机理是油通过滑动面，在滑动面上形成油膜，使其得到润滑，如果供油量不足，或供油中断，就会产生与上述相同的情况，加速设备劣化，甚至造成设备故障。

3.选择给油周期、

给油周期和油量间有很大的关系，由于润滑油在使用过程中有损耗，因此，任意延长给油周期，会使设备得到的油量不足，从而同样会加速设备劣化。

所以，给油脂工作应正确理解和掌握这三个要点，确保给油脂正常进行。另外，给设备的某些固定部位涂上润滑油脂，可以防止金属件生锈和被腐蚀，这一点对闲置设备尤其重要，也不能掉以轻心。

（二）灰尘沾污（包括异物混入）

灰尘能对设备造成损害，加速设备的劣化。而灰尘往往是从很小的间隙混入并堆积起来的。设备安装及维修时，不文明施工往往造成大量灰尘或异物的混入，因此，在设备点检时，应充分注意防尘对策，维修时要注意文明施工，充分落实防尘措施。

（三）螺栓松弛

为了使设备发挥正常功能，很重要的一点，就是固定部分必须确实紧固，可动部分必须动作灵活正确。这样，设备才能承受在起动和运转时，各部分受到的力和反复冲击，否则，设备将受到各种异常力的作用，导致

机件出现变形。特别用螺栓等连接的部位，反复冲击将使螺栓松动，甚至断裂。

螺栓的松动会使所受的应力发生变化，是导致机件损坏，甚至产生设备事故的原因，这也是加速设备劣化的原因之一。早期发现螺栓的松弛，应加以紧固，同样，在设备维修后，应加强检查，凡紧固部分都应加以切实紧固。这是设备管理的重要一环，也是点检业务的一个组成部分。（四）受热

生产中常常需要热能，在生产中被消耗的能量，其中一部分也会转变成热能。然而，也正是这种热能，却往往带来加速设备劣化的恶果。特别是对电气、仪表、计算机等电子设备，不但要注意外界热源的干扰，而且要注意这些设备工作时，本身会发热，要避免这些热量的积聚，只是因为温升是影响电子设备稳定的主要因素之一。所以，对于无用热量的积聚点要特别采取措施进行散热，对有用热源，则要采用有效的隔热措施，将它与其它设备隔离，将热源对其它设备的影响程度减到最小。

（五）潮湿

对电气装置、电子设备、润滑装置等设备，应特别注意防潮。因为潮湿将加剧腐蚀，并使绝缘材料性能下降。另外，在湿度大的环境里，散热受到阻碍，会促使润滑剂性状劣化，金属件也容易生锈和被腐蚀。因此，要注意湿度，湿度大的环境里，除采取可能的防潮、通风措施之外，还必须加强设备的点检维护。

（六）保温不良

除了有用热源要求保温，以防热量散发而导致热源热效率的降低外，

还要采用隔热措施，防止热量对其它设备的影响。对某些设备而言，在寒冷的冬季也要求保持一定的温度。

三、预防劣化的对策

设备劣化的预防对策，主要是预防劣化（或延缓劣化）、测定劣化和修复劣化，这三个方面是有机地联系在一起的。

（一）预防劣化

预防劣化，应首先从保持设备原有性能的维持活动着手，为了保持设备原有的性能，要抓住日常维护和改善维修这两个环节，这两个环节是延缓设备劣化的主要环节，也是预防设备劣化的关键对策。

1.日常维护

为了预防设备劣化，设备的正常运行和日常维护都是十分必要的。设备的正常运行主要是指，确保设备操作正确，排除人为因素（如误操作、超负荷运行等）所造成的设备异常劣化，设备的日常维护则是延缓设备劣化的重要手段。

2.改善维修

为延缓设备劣化程度，设法改善设备的质量是一项根本性的措施，例如改进设备结构，以提高设备结构的合理性；改变零部件的材质或加工工艺，以提高零部件的使用寿命；采用高质量的元器件，以提高电子设备，控制系统的可靠性；采用适当的表面处理工艺，以提高金属件的耐磨或抗腐能力；改善外部环境条件，以改善设备的环境状况，这些活动就称为改善维修。必须特别指出，改善维修活动的目的，是在于保持设备的原有性能，是预防设备劣化的重要措施。

（二）测定劣化

为了了解和掌握设备劣化程度，点检人员在进行五感点检之外，还必须运用仪器设备，对设备进行检查，如振动、扭距测定、电压、电流测定，温度测量，系统精度测量；或者取样后委托专业技术人员进行测试分析，如铁谱分析、水质、油质分析，零部件材质分析等；或者对设备的某些部分进行解体检查；或是对失效部位故障部位作进一步分析诊断。这些工作统称为测定劣化（即劣化的测定）。实际上，测定劣化也是专业点检人员所担当的设备点检的重要内容。

按目的来分，测定劣化的点检检查，大致分为良否检查和倾向检查两类。良否检查，一般是指，对于性能低下型劣化，调查其劣化程度，判断设备是否已经达到应该修理的时期。倾向检查，通常是指定量测定劣化，在经验、实际数据的基础上，掌握设备劣化倾向，预测修理或更换时期。（三）修复劣化

通过劣化测定（良否检查和倾向检查），可掌握设备及其零部件的劣化程度，并预测修理更换期，然后确定维修方法，制定计划、实施维修。这里就包括预防维修和预知维修两种方式。这两种方式能使设备事故和故障消除在发生之前，使设备事故和故障消除在发生之前，使设备经常处于最佳运转状态，然而，要做到这一点，难度较大，而且维修成本较高。因此，这两种方式主要用于重要设备的维修。对于非主要设备，可采用另一种方式，即事后维修方式，待零部件劣化量超标或损坏后再进行更换，设备产生突发故障时，也采用这种方法实施修理。

由于新技术的采用，比原有设备更好的新设备的出现，也会引起设备

的相对劣化。当绝对劣化、相对劣化发展到一定程度后，就需要进行设备更新。这也是一种修复设备的一种方式。