裝置劣化及其預防對策
第一節裝置的劣化
一、裝置劣化的定義
裝置原有功能的降低及喪失，以及裝置的技術、經濟效能的降低，都稱為裝置的劣化。裝置工作異常、效能降低、產生故障、損失失效，以及與新裝置相比較，效能不好、功能不全，**較貴等現象，均是裝置劣化的表現。在裝置製造完成後，不管是否使用，隨著時間的推移，都會產生劣化，這實際上是裝置的乙個固有的特性，而對裝置劣化過程進行研究，及時發現問題，採取相應措施，防患於未然，把故障消滅於發生之前，是裝置工作者的乙個十分重要課題。
當然，人為的因素也會造成裝置的損壞和失效。如操作失誤，就有可能造成裝置立刻損壞、失效、或是加快裝置劣化的速度。
任何裝置都會劣化。無論在裝置的設計、製造方面，操作使用和維護保養上，作出多大的努力，付出多大的代價，要想讓裝置不發生劣化，實際上是辦不到的。但是，對所使用的裝置進行科學管理及精心維護、使用。
可以延緩裝置劣化的速度，延長裝置的壽命，提高企業的經濟效益，這就是裝置使用、點檢、維護及管理者的任務。特別是，隨著現代科學技術的發展，現代化裝置日趨大型化，連續作業和自動化程度也日益提高，系統的複雜化和裝置的多能化也日趨增加。這樣，裝置管理在企業經營中的地位，裝置劣化機理及其預防方法、維修技術的研究，就顯得越來越重要，其難度也越來越高。
為使裝置處於良好的工作狀態，提高裝置的效率，裝置人員擔負著繁重而艱鉅的任務。而了解裝置劣化的機理，摸索及搞清裝置劣化的規律，進而設法延緩裝置劣化的速度，延長裝置的壽命，就是裝置人員的主要任務之一。
二、裝置劣化的分類及質量
裝置劣化可分為有形劣化和無形劣化二大類，分別敘述如下：
（一）裝置的有形劣化
裝置在其使用或閒置過程中，都會產生實體的損傷，這種損傷就稱為裝置的有形劣化。有形劣化又分為使用劣化、自然劣化和災害劣化三種。
1、裝置的使用劣化
裝置的使用劣化是指裝置在使用過程中，在外力作用下，受到機械碰撞、摩擦、介質的侵蝕等原因，造成裝置的損壞、腐蝕、疲勞、剝落等情況。通常表現為零部件原始尺寸或形狀發生變化，公差配合精度的降低，效率下降，絕緣降低，電器儀表等開關的接觸不良，閥門漏洩量的增加；或者是零部件損壞，失效、鬆脫、電氣的絕緣破壞，斷路和短路等，引起裝置故障停機。前者稱為效能降低型劣化，後者則稱為突發故障型劣化。
就一台裝置而言，有時會同時出現上述這二種劣化，例如風機、水幫浦和其他旋轉機械裝置在效能逐漸降低（效能降低型劣化）的同時，還有可能因斷軸等突發故障（突發故障型劣化）而引起停機。在管道系統及受壓容器等裝置中，在受外力或內壓過大引起破裂、穿孔等造成停機，可稱為突發故障型劣化。然而，在這些裝置中，因介質或異物的沉積而造成管道內徑變細，容器的容積變小，使裝置效能下降，在定期清除沉積物和異物後，恢復其原有的功能，這種劣化就屬於效能降低型劣化。
使用劣化的二種型式的含義及例項可用表1表示。
表1 使用劣化的二種形式
2、裝置的自然劣化
裝置的自然劣化是指因自然力的作用所造成的裝置劣化。例如，機器的生鏽、金屬的腐蝕，木製品的腐朽、塑料橡膠製品的老化等等，大都是自然力的作用所造成，而與裝置所處的狀態是使用狀態還是閒置狀態無關。有時，某些裝置在處於閒置狀態時，反而會加速劣化。
如不經常使用又不注意維護的電子裝置往往比經常使用的容易出現故障，就是乙個十分突出的例子。
3、裝置的災害劣化
裝置的災害劣化是指裝置在受到不可抗拒的自然災害（如風災、暴雨、水災、雷擊、**等）或意外災害的侵襲時所造成的劣化。所謂意外災害，除火災外，還包括因其他裝置故障而造成對該裝置的影響。如由於管道等破裂、洩露，造成裝置的浸水、腐蝕氣體的侵蝕等等。
和使用劣化一樣，自然劣化和災害劣化都可能使裝置效能下降或產生突發故障。也就是說，自然劣化和災害劣化中，也都存在效能下降型劣化和突發故障型劣化。
另外，就劣化程度而言，可分為全部劣化和部分劣化。就劣化物件而言，可分為裝置整體劣化和個別部件劣化。在裝置的使用劣化，自然劣化和災害劣化中，都有這些形式劣化的存在。
綜上所述，裝置的有形劣化，不管其種類，形式如何，最終都會造成裝置的效能下降或故障停機，直接影響到生產或科學研究的正常進行，給生產和科學研究帶來不同程度的損失。裝置有形劣化的分類可歸納如圖1所示。
圖1 裝置有形劣化分類
4、裝置有形劣化的度量
裝置的有形劣化，既可以用物質或技術的劣化程度來度量，也可用價值損失的大小來度量。對整機劣化的度量，必須反映其價值損失。因此，在不考慮利息的條件下，可用損失的經濟價值與原值之比來度量。
即： 式中： ：裝置的有形劣化係數
r：裝置有形劣化實際損失的經濟價值
：裝置的原值
度量維修後裝置的有形劣化程度，可將上式中的定義為維修後裝置的實際價值，r定義為修後價值損失或修理費用。有形劣化程度的正確度量，是合理地決定修理，改造和更新裝置的主要依據。
（二）裝置的無形劣化
無形劣化，是指由於與原有裝置（效能）相同的新裝置生產出來後，引起原有裝置的價值的貶值。無形劣化又可分為經濟性無形劣化和技術性無形劣化二種。
1、經濟性無形劣化
由於裝置製造廠的生產率提高，消耗降低，在再生產與原來結構和效能相同的裝置時，其生產所需的成本就比以前有所降低，從而造成同樣裝置的實際**的下降。這樣，就使現有裝置的原始**相對貶值。這就是經濟性無形劣化。
這種經濟性無形劣化，僅僅是使原有裝置的**降低，而裝置的功能並不發生變化。
2、技術性無形劣化
由於技術進步，結構更完善、效能更好、效率更高的裝置的出現，使現有裝置的原始**相對貶值。這就是技術性無形劣化。技術性無形劣化，不但使現有裝置的原始價值貶低，而且使現有裝置在效能上貶值，甚至缺乏新裝置所具有的某些功能。
隨著科學技術的迅速發展，這種無形劣化的速度正在明顯地加快。企業應該適應這樣情況，不失時機地採用優質、高效的裝置，以提高企業的經濟效益。
3、經濟性無形劣化的質量
由於無形劣化中，技術性無形劣化因參照物不易確定，給正確度量帶來了困難，所以對無形劣化的度量通常只討論經濟性無形劣化的度量問題。
無形劣化（經濟性）的度量公式如下：
式中： ：無形劣化係數；
：現有裝置的原值；
：再生產的同樣裝置的價值。
（三）裝置的綜合劣化
實際上，裝置不論是在使用中，還是處於閒置狀態，裝置的有形劣化和無形劣化始終都同時存在。不論是裝置的有形劣化，還是無形劣化，均反映為裝置的技術和經濟價值的下降或喪失。換言之，裝置的有形劣化和無形劣化，都可以歸結為裝置的技術劣化和裝置的經濟劣化。
而裝置劣化就是裝置技術劣化和經濟劣化綜合作用的結果。統稱作裝置的綜合劣化。綜合劣化的度量公式是：
式中： ：綜合劣化係數；
：有形劣化係數；
：無形劣化係數。
從另乙個角度來考慮，裝置由於物理的、化學的作用，使它與新裝置相比較，技術效能日趨下降，這就稱作裝置的絕對劣化（老化）。隨時間的向前推移，原裝置的經濟價值逐漸下降，與效能優異的最新同類裝置相比，在精度、生產效率等方面又都存在著明顯的差距，這就是裝置的相對劣化，或稱為陳舊化。因此，從技術和經濟的角度來研究裝置的劣化，他們之間有圖2的關係。
圖2 裝置劣化的關係
綜上所述，裝置的劣化分為有形劣化及無形劣化二大類，二者綜合作用稱為裝置的綜合劣化，其含義及度量如表2所示。
表2 裝置劣化的分類及度量
三、裝置劣化的表現形式
企業所擁有的裝置種類繁多，除建築、窯爐外，大致可分為機械、電氣、儀表、計算機四類，這四類裝置雖然功能各不相同，但通常都是由各種機械和電氣、電子元件及產品構成。而機械類又都由固定和轉動（或滑動）部分組成，電氣、電子類則由變壓器、電動機、開關、接觸器，以及電子元器件構成的電子線路等組成。因此，這四類裝置的劣化的表現形式就存在較多的共同之處。
現將裝置劣化的主要表現形式分述如下：
（一）機械磨損
機械磨損是裝置中作相對運動的機件的主要劣化表現形式，凡是機件之間存在滑動摩擦或滾動摩擦的部分都存在這種磨損是有規律的，即磨損劣化是有乙個發展過程的。
（二）裂紋
裂紋是裝置工作機件在動載荷的長期作用下，或在不正常外力的作用下，所產生的一種劣化的表現形式，是機件疲勞的一種反映。
（三）塑性斷裂和脆性斷裂
這也是裝置機件常見的一種劣化表現形式。機件在斷裂前，可能先出現塑性變形，然後產生斷裂，這稱為塑性斷裂。有時機件沒有明顯的塑性變形，就產生斷裂，這種斷裂稱為脆性斷裂。
（四）腐蝕
裝置機件在環境介質（如水、空氣、酸、鹼、鹽溶液及其他腐蝕性氣體等）的作用下，發生損壞的過程，稱為金屬腐蝕，金屬腐蝕有其本身的特點：
1、從金屬表面開始，逐漸向內部滲透和擴充套件。
2、金屬表面發生變化，如產生剝落、斑點、凹痕或粘附其他的金屬化合物。從而造成金屬機件強度的降低。
（五）蠕變
在高溫條件下工作的裝置機件，如果受到長期外加應力的作用，則隨著時間的增加，機件的塑性變形不斷增加，這就是蠕變。蠕變會使機件承受負荷的能力下降。
（六）元器件老化
這是電氣、儀表、計算機裝置劣化的主要表現形式之一。大量電子元器件構成的電路，以及由這些電路構成的裝置，其中電子元器件往往會隨時間而出現老化。如電阻發熱後變值，線繞電阻斷線，電解電容器的漏電或乾涸，絕緣的劣化等等。
這些電子元器件的老化，絕緣強度的下降或喪失，往往引起裝置電效能下降，使控制精度下降，影響產品的產量、質量。嚴重時會造成控制失效，由此可能使被控裝置損壞，並可能造成生產的重大損失。
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