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    【152edf】有效性及失效率计算

      1997年,美国电力科学研究院(EPRI)核电维修应用中心(NMAC)主导实施完成了PM Basis项目,首次开发并提供了39类核电厂通用设备的预防性维修模板,旨在为核电厂设备的预防性维修大纲开发和优化提供技术基础。目前,预防性维修模板已在美国核电行业中被广泛应用于电站的预防性维修大纲优化中。实践表明,通过预防性维修模板的开发和应用,大大提高了电站预防性维修大纲的质量和开发效率。

    设备失效机理的分析过程

      设备失效机理是指设备在特定的工作环境和工作频度条件下,设备发生失效的位置和方式。通过制定相应的预防性维修任务,对设备的失效机理进行保护,进而预防设备失效的发生,保证设备可靠性。设备失效机理分析过程如下:
        1)设备的失效位置分析
        2)失效位置的降级机理以及降级影响因素分析
        3)降级和失效的时间特征分析

    设备失效率定量计算数学模型

     随机失效,时间代码用R表示。对磨损失效,若失效的发生不受相关因素影响,属于无条件磨损,用UW表示,否则用W表示,字母后的数字表示磨损失效的无失效时间。
          任务的有效性分为高、中、低三个等级,分别用字母H、M、L代替。   基于设备失效机理和预防性维修任务保护有效性分析结果,建立设备失效率的量化计算模型,构建无预防性维修方案下的设备失效率模型
         当没有任何的预防性维修任务执行时,设备的失效率由设备本身的失效机理共同作用确定,设备的总体失效率由所有失效机理的失效率直接相加获得。
         模型中的计算取值基于行业的可靠性数据统计结果。其中,无降级影响因素条件存在时,不同的时间代码的失效率计算取值如下:
          

    设备失效率估算数学模型
         当设备执行了相应的预防性维修任务后,各失效机理的失效率会下降,其下降的程度与保护该失效机理的预防性维修任务有效性相关。具体的计算方法如下:
         任务周期最优时,任务的固有有效性分为H、M、L三个等级,分别取值97%、80%、50%;
          当任务偏离最优的周期时,任务的实际有效性E^'和周期的偏离程度相关,具体的计算取值如下:
         对于随机失效,若实际的任务周期大于6M,所有任务的实际有效性都不大于L级,因此H级和M级都变为L级, L级保持为L级;若实际的任务周期大于3个月、小于或等于6个月,H 级变为M级, M级变为L级,L保持为L级。
         对于单个无失效时间的磨损失效,若实际周期大于无失效时间Ftime,但小于或等于1.5倍的无失效时间Ftime,H级变为M, M级变为L, L级保持为L;若实际周期大于1.5倍Ftime,但小于或等于2倍Ftime,H级和M级变为L级,L级保持为L级;周期大于2T,任务的有效性变为零。
         对于存在一个无失效时间范围(Ftime_1~Ftime_2)的磨损失效,若实际的任务周期大于Ftime_1,但小于或等于Ftime_2,H级变为M级,M级变为L级,L级保持为L级;若任务周期大于Ftime_2,但小于或等于2倍的Ftime_2,H级和M级都变为L级;若实际的任务周期大于2倍的Ftime_2,任务的有效性降为0。
         一个失效机理一般有多个预防性维修任务可以保护,考虑任务的保护作用的重叠性最终的失效率计算使用以下公式:


         将所有失效机理的实际失效率叠加计算得出设备整体的实际失效率,应用设备失效率的计算工具,可以估算出不同预防性维修任务条件下,设备整体失效率的变化情况。