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泵可靠性驗證試驗-JB／T 6882-93
時間：2012/4/13 來源：浙江揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司
中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
泵可靠性驗證試驗 JB／T 6882—93
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了泵可靠性驗證試驗的指標(biāo)選擇、故障判據(jù)、抽樣規(guī)定、試驗方案、試驗程序和試驗報告等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于核查泵的可靠性特征值是否達(dá)到可靠性規(guī)定指標(biāo)值的試驗，并對試驗室和現(xiàn)場兩種可靠性試驗方式均適用。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 5080.4 設(shè)備可靠性試驗 可靠性測定試驗的點(diǎn)估計和區(qū)間估計方法(指數(shù)分布)
GB 5080.7 設(shè)備可靠性試驗 恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案
3可靠性指標(biāo)選擇
本標(biāo)準(zhǔn)的試驗方案適用于以平均無故障工作時間和平均檢修壽命以及失效前平均時間為可靠性特征的可靠性驗證試驗。
3.1 平均無故障工作時間(mean time between failures—MTBF)
泵運(yùn)行中相鄰兩故障間工作時間的均值。
對于大部分泵產(chǎn)品可靠性指標(biāo)均可選用平均無故障工作時間(MTBF)。
3.2 平均檢修壽命(mean overhaul life—MOL)
泵運(yùn)行到需要解體檢查修理時工作時間的均值。
對于考核耐久性的泵，可靠性指標(biāo)選用平均檢修壽命(MOL)。
3.3 失效前平均工作時間(mean time to failure—MTTF)
泵從開始運(yùn)行到發(fā)生不便于修理的故障時工作時間的均值。
對于某些雖然原則上可修復(fù)但是進(jìn)行修理很不方便或很困難甚至是不可能修復(fù)的泵，可以當(dāng)成不可修復(fù)產(chǎn)品處理(如深井泵和某些船用泵等)，可靠性指標(biāo)選用失效前平均工作時間(MTTF)。
4故障判據(jù)
4.1 故障
凡是不能按訂貨數(shù)據(jù)單要求的運(yùn)行工況完成其規(guī)定功能或其性能指標(biāo)劣化至允許范圍以外的一切現(xiàn)象就是故障。
4.2表現(xiàn)形式
在額定揚(yáng)程下，流量達(dá)不到規(guī)定值或滿足不了用戶的使用值，不正常的外部泄漏、振動烈度大、潤滑不良、局部過熱、不正常的頻繁更換易損件等部屬故障。
4.3 分類
I類故障—危及人身和設(shè)備安全，造成重大經(jīng)濟(jì)損失的故障。如斷軸、炸裂等。
Ⅱ類故障—主要零部件嚴(yán)重?fù)p壞，需解體檢修的故障。如葉輪裂紋、更換機(jī)械密封和軸承等。
Ⅲ類故障—泵功能下降，可用更換易損件和附帶工具在較短時間內(nèi)便于維修并能容易排除的故障。如換填料等。
Ⅳ類故障—不影響泵的功能和使用要求，且無需停機(jī)而輕易排除的故障。如標(biāo)牌脫落、輕微泄漏等。
4.4 判據(jù)
4.4.1 由于工、Ⅱ、Ⅲ類故障引起的非計劃停機(jī)均判為一次故障。
4.4.2 有計劃停機(jī)檢修不計入故障次數(shù)，按計劃更換易損件也不計入故障次數(shù)。
4.4.3 Ⅳ類故障以及其他由于泵本機(jī)以外的原因引起的從屬故障，如儀表失靈、誤操作等均需記錄但不計入故障次數(shù)。
4.4.4 故障類別的判定應(yīng)以終造成后果的嚴(yán)重程度為依據(jù)。
4.4.5 由于各種泵的結(jié)構(gòu)不同，同一名稱的故障所致后果及排除的難易程度會有較大差別，因此要根據(jù)具體情況確定故障類別。
4.4.6 現(xiàn)場使用中，如果發(fā)現(xiàn)泵的若干個參數(shù)偏離了規(guī)定的使用范圍，而且不能證明它們是同一個原因引起的，則每一個參數(shù)的偏離都認(rèn)為是受試泵的一次故障，有幾個原因就認(rèn)為是幾次故障。若是由同一原因引起，則認(rèn)為是一次故障。
5 抽樣規(guī)定
5.1 抽樣的目的是為了減少試驗臺量，節(jié)約費(fèi)用，但必須保證樣品的試驗結(jié)果能夠代表整批泵的水平。
5.2 泵的可靠性驗證試驗用于下述情況：
a. 研制的模型或樣機(jī)；
b. 批量生產(chǎn)。
總體必須在本質(zhì)上是同一的，也就是說同一總體的泵是以相同的方法和穩(wěn)定的工藝條件完成生產(chǎn)裝配的，以保證可靠性試驗具有代表性。如果可以證明泵的可靠性水平與泵的規(guī)格無關(guān)，方可將同型號不同規(guī)格的泵作為一個總體處理。受試泵必須從所代表的總體中，按隨機(jī)方式一次計數(shù)抽樣。
5.3 現(xiàn)場可靠性試驗應(yīng)注意選點(diǎn)：
a. 用戶的使用條件應(yīng)與設(shè)計說明條件一致；
b. 盡量優(yōu)先選擇被考核產(chǎn)品使用量大的用戶；
c. 如選擇多家用戶應(yīng)具有相同或基本相同的使用條件。
5.4 試驗室試驗應(yīng)抽取同年生產(chǎn)的同一規(guī)格型號的泵不少于3臺。
現(xiàn)場試驗應(yīng)從同時期運(yùn)行的同一規(guī)格型號的泵中抽樣，樣本量不少于5臺；對于年產(chǎn)量超過150臺的同種規(guī)格型號泵抽樣量不少于15臺。
5.5 可靠性試驗中，應(yīng)保證每臺受試泵的少相關(guān)試驗時間不少于全部受試泵平均試驗時間的一半。
6 受試產(chǎn)品的要求
6.1 受試產(chǎn)品應(yīng)按第5章的規(guī)定抽樣。
6.2 受試產(chǎn)品必須是檢驗通過的合格品，而且在完成性能參數(shù)試驗之后應(yīng)進(jìn)行解體。只有當(dāng)未發(fā)現(xiàn)零、部件有什么不正常的痕跡時，才允許進(jìn)行可靠性試驗。
6.3 可靠性試驗可以在專門的試驗臺上進(jìn)行，也可以在使用現(xiàn)場進(jìn)行，但運(yùn)行工況應(yīng)在設(shè)計規(guī)定的工作范圍內(nèi)，運(yùn)行環(huán)境應(yīng)符合被試泵的使用說明文件的有關(guān)規(guī)定。
6.4 試驗室試驗應(yīng)在額定工況下進(jìn)行，并要配計時器。允許采用加速試驗方法，但必須證明所用方法不改變失效模式和失效機(jī)理且加速系數(shù)足夠準(zhǔn)確。
6.5 在使用現(xiàn)場實(shí)際工作負(fù)荷進(jìn)行試驗時，其設(shè)備應(yīng)具備下列條件:
a. 可以測定泵的揚(yáng)程、流量、功率，測定精度不要求太高，方法不限；
b. 可以測量為判斷泵的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常必須測定的量，如軸承溫度、外部泄漏量、某些部位的壓力或壓力差等；
c. 事故保護(hù)或監(jiān)測裝置齊備。
6.6 對允許更換的部件和零件應(yīng)做出計劃。
7 試驗方案
可靠性試驗包括試驗室和現(xiàn)場兩種試驗方式，可根據(jù)具體條件自選一種方法進(jìn)行試驗。
泵產(chǎn)品的驗證試驗可選用序貫截尾和定時截尾兩種試驗方案。
7.1 方案特征
試驗方案中符號“仇"代表基本的可靠性特征。
可靠性特征為平均無故障工作時間MTBF時：MTBF=m
可靠性特征為平均檢修壽命MOL時：MOL=mm
可靠性特征為失效前平均工作時間MTTF時：MTTF=m
m0—規(guī)定可接受的平均無故障工作時間；
m1—不可接受的平均無故障工作時間；
a—生產(chǎn)方風(fēng)險，即當(dāng)實(shí)際的m m0時，泵產(chǎn)品批被拒收的概率；
β—使用方風(fēng)險，即當(dāng)實(shí)際的m一仇。時，泵產(chǎn)品批被接受的概率；
Dm—平均無故障工作時間的鑒別比：Dm=m0／m。。
7.2 方案選擇
供需雙方可根據(jù)GB 5 080.7的規(guī)定協(xié)商選擇試驗方案，若用戶不提要求可按下列規(guī)定：
a. 對一般泵產(chǎn)品優(yōu)先推薦4：1方案(a=0.1，β=0.1，Dm=1.5)；
b. 對于發(fā)生故障不會造成很大經(jīng)濟(jì)損失，一般用途的泵(如菜園灌溉泵等)推薦選用4：6方案(a=0.2，β=0.2，Dm=2.0)；
c. 對于事先要求知道精確的試驗時間和費(fèi)用，尤其是在試驗室試驗時，優(yōu)先選用定時截尾試驗方案。對于批量大的中、小型泵產(chǎn)品，如液化石油氣泵等，現(xiàn)場試驗也可選用此方案。
8 試驗程序
從給定的泵產(chǎn)品總體中，隨機(jī)抽取規(guī)定數(shù)量的樣品，投入規(guī)定的試驗過程。記錄和逐次累積所有受試泵的相關(guān)試驗時間和相關(guān)失效數(shù)。
相關(guān)試驗時間和相關(guān)失效數(shù)應(yīng)累積到按所選擇的序貫試驗方案能做出判定為止，或按所選擇的定時截尾試驗方案達(dá)到截尾條件為止。
8.1 相關(guān)試驗時間
受試泵相關(guān)試驗時間根據(jù)GB 5080.4規(guī)定確定(見圖3)。
8.2 累積相關(guān)試驗時間的計算
當(dāng)能測得每臺受試泵的相關(guān)試驗時間時，發(fā)生第k次失效的累積相關(guān)試驗時間丁為：
式中：n—受試泵臺數(shù)；
tm,k—在受試泵中，序號為m的泵直到第k次失效發(fā)生時的相關(guān)試驗時間；
r—相關(guān)失效數(shù)(故障次數(shù))；
ti—第i個故障間隔時間。
在定時截尾試驗中，累積相關(guān)試驗時間丁*為：
式中：tm—序號為優(yōu)的受試產(chǎn)品直到規(guī)定點(diǎn)的試驗時間。
8.3試驗監(jiān)測時間
整個試驗期間生產(chǎn)廠都必須派專人觀測相應(yīng)的受試泵的相關(guān)試驗時間，試驗結(jié)束時觀測相關(guān)失效數(shù)。
如果不能連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測，則必須規(guī)定監(jiān)測之間的時間間隔，使之必須短到不致在本質(zhì)上影響試驗結(jié)果。
一般情況下，監(jiān)測間隔應(yīng)小于0.2m0，其中m0為規(guī)定的可接受的平均無故障工作時間。
8.4 試驗記錄
應(yīng)給每一臺受試泵建立一份試驗記錄并按先后順序在規(guī)定時間和每次失效之后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。
8.4.1 由現(xiàn)場的一般維修人員按現(xiàn)場使用的維修表格收集數(shù)據(jù)。
8.4.2 由現(xiàn)場操作人員按表4記錄數(shù)據(jù)。
8.4.3 由試驗人員按監(jiān)測間隔定期收集數(shù)據(jù)記入表4。
8.4．4凡是試驗人員認(rèn)為與試驗有關(guān)的事件均應(yīng)記錄。
8.5驗證試驗
8.5．1 作為試驗樣品的泵，凡是條件許可，均應(yīng)首先試驗泵的水力性能并畫出特性曲線。如果是新泵，可按泵制造廠出廠試驗報告為依據(jù)，然后使泵在額定工況附近長期運(yùn)行并定時監(jiān)測、記入表4中。如是已運(yùn)行的泵，則應(yīng)做適當(dāng)維修，確認(rèn)泵符合作為試驗樣品的條件方可進(jìn)行試驗。
8．5．2現(xiàn)場試驗受試泵的投運(yùn)時間不應(yīng)相差太大。
8.5．3進(jìn)行核查泵的可靠性指標(biāo)時，應(yīng)對受試泵做如下工作：
a． 對試驗泵定期測定運(yùn)行參數(shù)(對現(xiàn)場不易測定的流量等參數(shù)可以按使用情況給定)并記人融
b． 試驗泵發(fā)生故障時，應(yīng)盡快排除，繼續(xù)試驗；
c． 每次故障都要在表5中記入相關(guān)失效數(shù)廠，并按式(1)累積泵的總相關(guān)試驗時間T，按式(3)計7算平均正常工作時間系數(shù)t。
d． 根據(jù)所選定的定時截尾或序貫截尾試驗方案，查相關(guān)的表或圖，直至做出合格或不合格的結(jié)論為止。
8．5．4 不能僅僅依據(jù)形式上達(dá)到接收或拒收的判定就對可靠性驗證試驗做出后的結(jié)論，除此之外還應(yīng)對可靠性試驗中觀測到的每一個故障的原因和后果進(jìn)行詳細(xì)的分析，并且研究采取有效改正措施的可能性。
9試驗報告
試驗報告必須完整到足以為后評定產(chǎn)品是否合格提供可靠的依據(jù)，一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：
a． 試驗大綱，包括試驗方案、抽樣量、試驗儀器、試驗計劃等；
b． 原始數(shù)據(jù)記錄；
c． 數(shù)據(jù)分析報告；
d． 故障分析報告；
e． 驗證試驗結(jié)果表；
f． 建議措施報告。
