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. ОБЩИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ
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. ОБЩИЕ
ПРАВИЛА ВЫБОРА ПРИЗНАКОВ КЛАССИФИКАЦИИ
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
|
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
Вид отказа (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. ОБЩИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ КЛАССИФИКАЦИИ ОТКАЗОВ (ПС)
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.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
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
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
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
1. Общие положения. 1
2. Общие правила выбора признаков классификации. 2
3. Общие требования к системе классификации отказов (пс) 4
Приложение 1. 5
Приложение 2. Классификация
отказов (пс) по последствиям,
внешним проявлениям и механизмам возникновения. 5
|