基于改进FMECA方法的弹簧全启式安全阀可靠性分析

摘要

弹簧全启式安全阀是一种广泛应用的超压保护设备，其可靠性直接影响到企业的生产安全和经济效益。针对弹簧全启式安全阀在实际工作中出现的振颤、泄漏、频跳、超压不起跳、未到达压力起跳、回座压力低等故障模式，本文采用FMECA方法分析了其故障产生的原因及影响并提出了相应的改进措施。由于传统FMECA方法不能对具有相同风险优先数的失效类型进行重要度排序，并且其分析结果的直观性较差。因此，本文提出了改进FMECA方法并将其应用于安全阀的分析中。另外，本文通过应用故障树与随机Petri网结合的方法，对安全阀的失效进行了分析，为安全阀的定量评定提供一个全新的思路，具有较为突出的实际指导作用。本文主要的工作和成果如下:
　　 1.分析了常用的可靠性计算方法如故障树、FMECA方法以及马尔科夫方法等存在的问题，提出了改进FMECA方法及其分析流程。该方法在传统的FMECA基础上结合了模糊算法及故障树分析，充分考虑了不同影响因素对失效类型的影响权重。因此，改进FMECA方法能对具有相同风险优先数的失效类型进行重要度排序并且能增加分析结果的逻辑性和直观性。
　　 2.对弹簧全启式安全阀的各种失效模式进行分析，针对各个故障产生的原因及影响提出了相应的改进措施。通过应用改进FMECA方法，给出了安全阀各部件失效类型的重要度排序和安全阀各种失效模式的故障树。
　　 3.根据改进FMECA分析结果以及故障树与随机Petri网之间的转换关系，将弹簧全启式安全阀的故障树转换成相应的随机Petri网，通过结合相关的失效数据进行定量的可靠性分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景

1．1．1 安全阀的应用及存在的问题

1．1．2 安全阀可靠性研究存在的困难及研究的意义

1．2 安全阀可靠性国内外研究现状

1．2．1 安全阀可靠性的国外研究现状

1．2．2 安全阀可靠性的国内研究现状

1．3 FMECA发展概况及现状

1．3．1 FMECA发展情况

1．3．2 FMECA技术的研究现状

1．4 研究内容

1．5 研究的技术路径

1．6 本文结构

第2章 改进FMECA方法的研究

2．1 FMECA分析过程

2．1．1 FMECA分析的目的及选择

2．1．2 FMECA分析方法的比较

2．1．3 FMECA分析步骤

2．2 改进FMECA分析方法

2．3 改进FMECA方法流程

2．4 结论

第3章 安全阀的可靠性分析

3．1 安全阀的介绍

3．2 安全阀的常见故障及原因

3．2．1 振颤

3．2．2 泄漏

3．2．3 安全阀的频跳

3．2．4 规定压力时不能开启

3．2．5 未到规定压力就开启排放

3．2．6 安全阀的回座压力低

3．2．7 人因

3．3 安全阀的共因失效

3．3．1 共因失效的研究现状

3．3．2 安全阀共因失效分析

3．4 安全阀的FMECA分析结果

3．5 改进的FMECA对安全阀进行分析

3．5．1 安全阀失效类型分析

3．5．2 对安全阀的模糊综合分析

3．6 结论

第4章 安全阀的随机Petri网分析

4．1 随机Petri网定义

4．2 随机Petri网模型的性能分析

4．2．1 基于马尔科夫的随机Petri网分析

4．2．2 基于非马尔科夫的随机Petri网分析

4．3 指数分布与非指数分布的研究

4．4 故障树的随机Petri网转换及分析

4．4．1 故障树分析的特点

4．4．2 故障树符号对应的随机Petri网符号

4．4．3 与门对应的随机Petri网模型及分析

4．4．4 或门对应的随机Petri网模型及分析

4．5 安全阀系统可靠性的随机Petri网建模及分析

4．5．1 安全阀系统失效的随机Petri网建模及分析

4．5．2 安全阀泄漏的随机Petri网建模及分析

4．6 小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．1．1 主要研究内容

5．1．2 主要研究成果

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果