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
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
Надежность в
технике. Общие правила классификации отказов и предельных состояний
|
РД 50-699-90
|
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
Вид отказа
|
Классификационный признак
|
Внезапный
Постепенный
|
Характер изменения параметров во времени
до отказа
|
Сбой
Перемежающийся
Устойчивый
|
Характер существования отказа во времени
|
Явный
Скрытый
|
Возможность обнаружения
|
Ресурсный
Нересурсный
|
Наличие предельного состояния после
отказа
|
Таблица 2
Классификация
видов отказов и ПС
Вид отказа
(ПС)
|
Классификационный признак
|
Зависимый
Независимый
|
Обусловленность другими отказами
|
Одиночный
Повторяющийся
|
Повторяемость однотипных отказов (ПС)
|
Неустранимый
Устранимый на месте эксплуатации
Устранимый на специализированном
ремонтном предприятии
|
Возможность восстановления
работоспособности изделия после отказа (достижения ПС)
|
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
Данные
об отказавшем изделии
|
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
|
ГОСТ
15150
|
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
|
ГОСТ
16350
ГОСТ 24482
ГОСТ 25870
|
3.2. Внешние воздействующие факторы
(ВВФ)
|
ГОСТ 21964
|
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
КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ (ПС) ПО ПОСЛЕДСТВИЯМ, ВНЕШНИМ
ПРОЯВЛЕНИЯМ И МЕХАНИЗМАМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Таблица 4
Классификация
отказов (ПС) по их последствиям
Критичность
отказов (ПС)
|
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
Внешние
проявления отказов
|
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
Группа механизмов отказов
|
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
СОДЕРЖАНИЕ