МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ. ОБЩИЕ ПРАВИЛА
КЛАССИФИКАЦИИ ОТКАЗОВ И ПРЕДЕЛЬНЫХ
СОСТОЯНИЙ
РД 50-699-90
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
Москва 1991
РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ
Надежность в технике. Общие правила классификации отказов и предельных состояний |
РД |
Дата введения 01.01.92
Настоящий руководящий документ (РД) распространяется на изделия, для которых в ТЗ (ТТЗ), ТУ и стандартах заданы требования по надежности, и устанавливает общие правила классификации отказов и предельных состояний (ПС).
На основе и в развитие настоящего РД могут быть разработаны отраслевые (межотраслевые) классификаторы отказов и ПС.
Термины и определения основных понятий в области надежности - по ГОСТ 27.002, в области классификации - по ГОСТ 6.01.1.
1.1. Целью классификации отказов и ПС является обеспечение решения любых задач надежности (нормирования, анализа, оценки, прогнозирования и т.д.), требующих применения результатов классификации отказов и ПС.
1.2. Для решения задач надежности, требующих классификации информации об отказах (отказавшем изделии), и создания банка данных о надежности изделий разрабатывают (применяют) межотраслевые и отраслевые классификаторы.
Структура информации об отказах (отказавшем изделии) и рекомендуемые категории используемых классификаторов приведены в приложении 1.
1.3. При классификации отказов (ПС) должны быть решены следующие задачи:
определение конкретного вида (класса, группы, подгруппы) изделий, для которого следует производить классификацию отказов (ПС);
формирование классифицируемого множества отказов на стадиях разработки, производства, эксплуатации и ремонта;
установление классификационных признаков и метода классификации;
разделение множества отказов на подмножества на основе установленных признаков и в соответствии с принятыми методами.
1.4. При разработке классификатора отказов и ПС (информации об отказах) дополнительно определяют категорию классификатора (межотраслевой, отраслевой и т.д.), выбирают способ кодирования и устанавливают соответствующие коды для каждого элемента классифицируемого множества.
1.5. Результаты классификации отказов и ПС следует использовать для представления информации об отказах и ПС при:
анализе, оценке и прогнозировании надежности;
уточнении критериев отказов и ПС;
нормировании показателей надежности;
определении влияния на надежность факторов конструирования, изготовления и эксплуатации изделий;
анализе статистики и причин отказов и ПС, а также при разработке мероприятий по их устранению;
оценке эффективности мероприятий по обеспечению надежности, выборе системы диагностирования (контроля технического состояния), определении стратегии и тактики технического обслуживания и ремонта, расчета, расхода запасных частей;
создании информационных фондов по надежности изделий и др.
1.6. Глубина классификации отказов и ПС устанавливается в соответствующих отраслевых (межотраслевых) нормативно-технических документах и классификаторах.
1.7. В технически обоснованных случаях отдельные признаки классификации, установленные настоящим РД, допускается не применять.
В зависимости от особенностей изделия и решения конкретных задач надежности допускается применять и другие классификационные признаки, не установленные настоящим РД.
1.8. Классификацию ПС, основанную на технико-экономических признаках, устанавливают в отраслевых НТД.
2.1. Отказы и ПС классифицируют по следующим признакам:
последствия отказа (достижения ПС);
способы обнаружения отказа (достижения ПС);
внешние проявления отказа (достижения ПС);
механизмы отказов (достижения ПС);
причины возникновения отказов (ПС);
виды отказов (ПС);
связь с оценкой показателей надежности;
способы восстановления изделия после отказа (достижения ПС).
2.2. По последствиям отказов (ПС) классификационным признаком является критичность отказов (ПС) (приложение 2 табл. 4).
2.3. Способы обнаружения отказа (ПС) в зависимости от особенностей контроля, диагностирования и применяемых при этом методов и средств подразделяют на обнаруживающие отказ (ПС):
органолептически;
с использованием встроенных средств контроля;
с использованием внешних штатных и встроенных средств технического диагностирования (контроля технического состояния) и т.д.
2.4. Внешние проявления отказа (достижения ПС) в зависимости от возможных изменений характеристик и параметров изделий могут подразделяться на:
нарушение функционирования;
нарушение внешнего вида изделия (изменение цвета, формы, размеров и т.д.);
появление следов деградационных процессов (проявление процессов разрушения, коррозии, электрического пробоя и т.д.);
появление посторонних шумов и колебаний (стук, взрыв, вибрация и т.д.);
появление дыма или несвойственных нормальной работе изделия запахов;
подтекание рабочих жидкостей (газов);
снижение производительности или КПД;
увеличение расхода энергии, топлива, смазочных материалов и т.д.;
срабатывание сигнальных и защитных устройств и т.д.
При описании внешнего проявления отказа следует указывать не только вид, но и степень его проявления (в необходимых случаях).
Классификация внешних проявлений отказов деталей и узлов изделий в зависимости от видов процессов разрушения приведена в приложении 2 (табл. 5).
2.5. Механизмы возникновения отказов (ПС) в зависимости от вида основного деградационного процесса, приводящего изделие к отказу (ПС) подразделяют на:
физический;
химический;
комбинированный.
Классификация механизмов отказов для электрорадиоизделий (ЭРИ) приведена в приложении 2 (табл. 6).
2.6. Причины отказов (достижения ПС) делят на причины, связанные с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации (конструктивные, производственные и эксплуатационные), и причины, связанные с естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации.
2.7. Классификация видов отказов, применяемая при решении различных задач надежности (оценке, анализе отказов, прогнозировании и т.д.) приведена в табл. 1, классификация, общая для видов отказов и ПС - в табл. 2.
Таблица 1
Классификация видов отказов
Классификационный признак |
|
Внезапный |
Характер изменения параметров во времени до отказа |
Постепенный |
|
Сбой |
Характер существования отказа во времени |
Перемежающийся |
|
Устойчивый |
|
Явный |
Возможность обнаружения |
Скрытый |
|
Ресурсный |
Наличие предельного состояния после отказа |
Нересурсный |
Таблица 2
Классификация видов отказов и ПС
Классификационный признак |
|
Зависимый |
Обусловленность другими отказами |
Независимый |
|
Одиночный |
Повторяемость однотипных отказов (ПС) |
Повторяющийся |
|
Неустранимый |
Возможность восстановления работоспособности изделия после отказа (достижения ПС) |
Устранимый на месте эксплуатации |
|
Устранимый на специализированном ремонтном предприятии |
2.8. В зависимости от целей оценки надежности изделий отказы могут быть подразделены на учитываемые и неучитываемые.
2.9. Способы восстановления изделия после отказа (ПС) в зависимости от вида возможных работ, проводимых при восстановлении изделия могут подразделяться на:
замена составной части;
замена сборочной единицы;
ремонт сборочной единицы заменой детали (ЭРИ);
ремонт сборочной единицы восстановлением детали;
регулировка и т.д.
2.10. Для формирования полного множества классифицируемых отказов (по выбранному признаку) при необходимости включают классификационные группировки типа «прочие», «неустановленные» и т.д.
3.1. При классификации отказов (ПС) следует соблюдать следующие общие правила классификации:
каждый этап классификации должен производиться по одному и тому же классификационному признаку;
элементы классифицируемого множества должны быть ближайшими видами классификационной группировки;
элементы классифицируемого множества должны взаимно исключать друг друга;
объем всех элементов классифицируемого множества должен равняться объему классифицируемого множества.
3.2. Система классификации отказов (ПС) должна:
обеспечивать решение всего комплекса задач обработки классифицируемой информации;
обладать определенной гибкостью и избыточностью для возможного расширения и внесения необходимых изменений без нарушения структуры классификации;
быть сопрягаемой с взаимно-связанными системами классификации;
быть согласованной с алгоритмами обработки информации и обеспечивать наиболее эффективное использование средств вычислительной техники;
обеспечивать простоту и возможность автоматизации процесса ведения классификаторов.
3.3. Для создания системы классификации данных об отказах (ПС) следует использовать существующие классификации, установленные в ряде действующих государственных стандартов, приведенных в Приложении 2, а также общесоюзные классификаторы промышленной продукции (ОКП) и предприятий и организаций (ОКПО). Для остальных компонентов информации об отказавшем изделии в отраслях должны быть разработаны соответствующие принципы классификации и связанные с ними методы кодирования.
3.4. При построении системы классификации отказов (ПС) могут быть применены иерархический и фасетный методы классификации.
3.5. Классифицируемая информация в случае использования иерархического метода разбивается по некоторому признаку на группировки (классы, подклассы, группы, подгруппы и т.д.), постепенно ее конкретизирующие.
Иерархический метод классификации используют в основном для классификации номенклатур (например, в ОКП).
3.6. Фасетный метод классификации обеспечивает образование соответствующих классификационных группировок путем комбинации значений, взятых из определенных фасетов. Набор фасетов при этом представляет собой группу признаков, по которым многократно и независимо делится классифицируемая информация.
Фасетный метод используют для классификации полной информации об отказах (ПС), а в качестве фасетов рассматривается набор характерных признаков (общих данных об изделии, условиях эксплуатации и т.д.). Последовательность расположения фасетов описывается фасетной формулой, фасеты в классификаторе занимают строго фиксированные места, значения фасетов могут быть расположены либо в классификационном порядке, либо в виде перечисления.
3.7. Фасетный метод может быть рекомендован в качестве основного метода классификации информации об отказах (ПС), обладает большой гибкостью, позволяя образовывать новые классификационные группировки, включать новые и исключать старые фасеты, хорошо приспособлен к машинной обработке.
Рекомендуемое
Таблица 3
Структура информации об отказавшем изделии и рекомендуемые категории используемых классификаторов
Компоненты данных |
Рекомендуемые классификаторы и другие НТД |
|
1. Общие данные |
1.1. Наименование изделия |
Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП) |
1.2. Предприятие-изготовитель изделия |
Общесоюзный классификатор предприятий и организаций (ОКПО) |
|
1.3. Климатическое исполнение |
||
2. Адрес отказа |
2.1. Наименование функциональных систем, составных частей (СЧ) и комплектующих элементов (КЭ) |
ОК |
2.2. Предприятие-изготовитель отказавшей СЧ (КЭ) |
ОКПО |
|
3. Условия эксплуатации |
3.1. Климатический район |
|
3.2. Внешние воздействующие факторы (ВВФ) |
||
3.3. Места хранения |
Государственный стандарт |
|
Межотраслевой классификатор (МОК) |
||
3.4. Способы защиты от ВВФ |
Государственный стандарт, МОК |
|
4. Режимы эксплуатации (испытаний) |
4.1. Этап эксплуатации (вид испытаний) |
МОК, отраслевой классификатор (ОК) |
4.2. Режим работы (функционирования) |
МОК, ОК |
|
5. Характеристика отказа |
5.1. Внешнее проявление |
ОК |
5.2. Механизм отказа |
ОК |
|
5.3. Вид отказа |
ОК |
|
5.4. Причина возникновения |
ОК |
|
5.5. Последствия отказа |
МОК, ОК |
|
6. Данные о восстановлении изделия |
6.1. Способ восстановления |
ОК |
6.2. Подразделение (лица), восстановившее изделие |
ОК |
|
7. Данные о наработке изделия до отказа (между отказами) |
7.1. Вид наработки |
ОК |
7.2. Единица измерения (час, км, цикл и т.д.) |
ОК |
Справочное
Таблица 4
Классификация отказов (ПС) по их последствиям
Последствия отказов (ПС) |
|
Критические |
Угроза для жизни и здоровья людей, для окружающей среды, значительные экономические потери или невыполнение ответственного задания |
Некритические |
Другие виды последствий |
Таблица 5
Классификация внешних проявлений отказов деталей и узлов изделий
Виды процессов разрушения |
|
1. Изменение геометрических размеров и формы |
Остаточная деформация, истирание металлических пар, ползучесть |
2. Вырывы |
Изнашивание при заедании |
3. Сколы, выкрашивания |
Усталостное выкрашивание |
4. Излом |
Вязкий, хрупкий и усталостный излом |
5. Риски, царапины, вспучивания, вырывы |
Газовая эрозия |
6. Пятна, полосы, рубцы, зубчатые раковины, пустоты, вымоины, кратеры |
Жидкостная эрозия |
7. Питтинги на поверхности материала, сквозные отверстия |
Кавитационное изнашивание |
8. Точечные углубления, раковины, шелушения |
Коррозия атмосферная и в электролитах |
9. Плотный хрупкий слой окислов металлов на поверхности |
Газовая коррозия |
10. Сетки трещин |
Коррозионное растрескивание |
11. Пятна или полосы небольшой глубины на поверхности по границе контакта |
Коррозионно-механическое изнашивание |
12. Потеря упругости |
Старение материалов |
Таблица 6
Классификация механизмов отказов ЭРИ
Подгруппа механизмов отказов |
|
1. Механическое разрушение |
1. Хрупкое |
2. Усталостное |
|
3. Пластичное |
|
2. Электрический пробой объема полупроводников и диэлектриков |
1. Теплоэлектрический |
2. Изотермический |
|
3. Лавинный |
|
4. Туннельный |
|
3. Поверхностный электрический пробой |
- |
4. Лазерный (оптический) пробой полупроводников и диэлектриков |
1. Объемный |
2. Поверхностный |
|
5. Разряд в газе |
1. Дуговой |
2. Коронный |
|
3. Тлеющий |
|
6. Коррозия металлов |
1. Электрохимическая контактная |
2. Электрохимическая щелевая |
|
3. Электрохимическая под напряжением |
|
4. Электрохимическая межкристаллитная |
|
5. Катодная электролитическая |
|
6. Анодная электролитическая |
|
7. Катодный рост дендритов |
|
7. Диффузия (массоперенос) |
1. Термическая |
2. Электромиграция |
|
3. Электротермомиграция |
|
4. Осмотический процесс |
|
5. Натекание газов |
|
8. Химическое взаимодействие |
1. Окисление |
2. Образование интерметаллидов |
|
3. Выщелачивание |
|
4. Гидролиз |
|
5. Другие |
|
9. Фазовые превращения и структурные изменения при нагреве |
1. Расплавление |
2. Испарение |
|
3. Деструкция (термическое разложение) |
|
4. Рекристаллизация |
|
5. Рост зерна |
|
6. Сублимация |
|
10. Фазовые превращения при охлаждении |
1. Конденсация |
2. Осаждение из паровой фазы |
|
3. Кристаллизация |
|
4. Переход в твердую фазу |
|
11. Фазовые превращения и структурные изменения при воздействии влаги |
1. Разбухание |
2. Растворение |
|
12. Изменение состояния материала при воздействии ионизирующих излучений и электрических полей |
1. Ионизация |
2. Фотолиз |
|
3. Радиолиз |
|
4. Электролиз |
|
13. Деградация полупроводниковых структур |
1. Зарядовая нестабильность |
2. Инверсия типа проводимости |
|
14. Действие паразитных структур (связей) |
1. Тиристорный эффект |
2. Другие |
|
15. Механизм отказа не установлен |
|
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
РАЗРАБОТЧИКИ
Н.О. Демидович, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Н. Смирнов, канд. техн. наук; А.А. Петровский, канд. техн. наук; Н.В. Никишина; А.И. Кубарев, канд. техн. наук; В.Л. Аршакуни, канд. техн. наук; Л.В. Сергеев; А.Я. Резиновский, канд. техн. наук; Ю.А. Демочко, канд. техн. наук; Э.Т. Давыдов, канд. техн. наук; Ю.С. Селянин
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29.12.90 № 3551
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Номер пункта, приложения |
|
Вводная часть |
|
Вводная часть |
|
СОДЕРЖАНИЕ
2. Общие правила выбора признаков классификации. 2 |