状态检修与PF间隔

    尽管设备失效的发展经常与时间无关，但当他们进入或即将进入故障过程时，大多数会给出某种警告信号。如果能够发现设备即将发生故障，就有可能采取措施加以防止，避免故障的后果。

    下图就是所谓的P-F曲线，该图说明了故障的发展过程。它显示了一个故障如何开始，并退化到可被探测的P点，假设该点没被探测到并采取修正措施，故障通常会以更大的速度退化到功能故障点F。

    潜在故障是一种可鉴别的状态，能显示功能故障即将发生或正在发生。潜在故障的例子包括：显示高炉耐热材料性能劣化的热点，显示轴承临近故障的振动，显示金属疲劳的裂纹，显示齿轮临近故障的齿轮箱润滑油中的金属颗粒，轮胎胎纹过度磨损等。

    从潜在故障发生到演变成为功能故障之间的间隔，即P-F间隔。潜在故障发现得越早，PF间隔就越长。PF间隔长意味着不需要经常进行检查，或有更多的时间来采取避免故障后果的措施。检测潜在故障的监测技术越灵敏，越有助于开发较长的PF间隔。

    PF间隔不一定是常数，有时它在很大的范围内变化，如对于结构裂纹，研究表明裂纹可探测到结构失效的时间分布在6个月到五年之间，在这种情况下，检测的间隔应小于可能的最短的PF间隔。

    状态检修指检查设备的潜在故障，以便采取措施预防功能故障，或避免功能故障的后果。对设备进行检查后，如果能继续满足规定性能标准，设备将继续使用。也被称为预测性维修。

当状态检修满足下列标准，将是技术可行的。

    1.能够确定一个明显的潜在故障状态。

    2.PF间隔是比较一致的。

    3.以小于PF间隔的时间周期来监测是可行的。

    4.间隔长度足够长以预防或避免功能故障后果。

    按照检测征兆或潜在故障的效应，状态检修技术主要分为以下几类：

    1.检测潜在故障的动力学效应，特别适用于转动机械，诸如以振动波、脉冲波和声波形式散发的异常能量。

    2.检测颗粒效应，即在部件的运行环境中检测因潜在故障引起的大小和形状各异的离散颗粒释放。

    3.化学效应，通过化验释放到环境中的化学元素来检测潜在故障。

    4.物理效应，包括设备外观和结构的物理变化，包括检测裂纹、断裂、可见的磨损效应和尺寸变化等形式的潜在故障。

    5.温度效应，温度检测技术主要检测造成设备本身温度升高的潜在故障。

    6.电学效应，主要检测电阻、导电性、绝缘强度和电位的变化。

    状态维修的优势包括：

    1.与传统的定期维修相比，状态维修能够做到该修才修，而非到期必修，避免了不必要的维修，减少了总体停机时间与次数，在提高设备可用性的同时，节省了维修资源与维修时间。

    2.状态维修能够对设备状态实时监测和诊断，当设备处于潜在故障时，能够准确判断设备的失效部位，能有效地安排维修措施，减少维修工作量，提高维修效率。

    3.状态维修的应用降低了设备早期故障率的引入，减少了由于人因失误而引起的设备早期故障。

    4.通过确定设备的潜在故障点，状态检修可使设备获得其几乎所有使用寿命，如相比定期更换轮胎，根据轮胎厚度决定轮胎的更换周期将延长轮胎的使用寿命。

    5.状态维修获得的运行数据可作为设备管理和其他信息系统的支持，例如用于建立庞大的数据知识网络、行业知识库，挖掘设备故障模式、费效模型等。

    据统计，实施状态维修可使电力系统中每年用于设备检修的费用降低25%-50%，故障停电时间减少75%，该技术的实施降低了设备全寿期费用。

    但国内状态检修技术起步较晚，状态检修的有效开展还依赖以下方面的改进：

    1.定期维修有确定的维修间隔，维修时间明确，便于决策管理。而状态检修是以设备使用中的实际技术状况来进行维修决策，管理模式有待发展成熟。

    2.状态检修必须依靠先进的检测工具和诊断技术。目前监测手段虽然很多，但技术成熟、容易掌握和操作，并且使用成本较低的技术不多。现有检测设备偏重于电机、电气方面的检测，有关机械、制动方面的自动检测设备较少，特别是综合技术诊断设备还是空白。

    3.设备本身技术水平低，高科技含量少，有的设备结构限制了状态检修的应用，例如设备自身没有检测接口，使得实施状态检修的难度较大。

    4.维修数据需要加强收集整理和分析。数据收集和处理的重要性对可靠性工程来说是不言而喻的。传统的数据收集依靠手工进行，数据零散，遗漏的重要信息较多，在传抄中又极易出错，因而可信度低，且不利于数据共享。

    5.人才培养，尤其那些既有实践经验又懂维修理论，且掌握了专门技能的维修人才。诊断技术涉及多种学科，掌握它需要相关的专业知识和一定的理论水平。