Випробування, контроль, прискорені випробування

У результаті вивчення даної глави студент повинен:

знати

• методи контролю та випробувань, прогнозування ресурсу;

вміти

• використовувати методи контролю та випробувань;

володіти

• методами та методиками аналізу результатів випробувань, розрахунку коефіцієнтів прискорення і режимів прискорених випробувань.

Основні поняття про випробування

В ході випробувань здійснюється отримання експериментальних даних - параметрів і характеристик виробів, їх змін у часі при впливі на випробовувані вироби зовнішніх факторів. Методи прогнозування надійності (фізичні, термодинамічні) будуються на використанні отриманих при випробуваннях даних, їх обробці. Випробування поділяються на категорії і види.

Категорія випробувань (англ. Category of test) - вид випробувань, характерне організаційним ознакою їх проведення та прийняттям рішень за результатами оцінки об'єкта в цілому.

Види випробувань різних виробів, що об'єднуються в категорії випробувань, відрізняються організаційними ознаками їх проведення, а саме рівнем (державні, міжвідомчі, відомчі), етапами розробки (попередні, приймальні), призначенням випробувань готової продукції (кваліфікаційні, приймально-здавальні, періодичні, типові і т.д.).

Торкнемося коротко походження відмов. Вважається, що виникнення відмов виробів відбувається як через внутрішні властивостей апаратури, так і з-за зовнішніх впливів і носить випадковий характер в часі. При дослідженні відмов зазвичай використовується принцип каузальності (причинності). Для пояснення процесів, що призводять до відмов, необхідно застосовувати знання з фізики, хімії, термодинаміки та інших галузей знань. Багато синтетичні терміни та визначення, зокрема "механізм відмови", "енергія активації процесу деградації", лягли в основу фізичних методів аналізу (та спеціальних розділів фізики - фізики надійності, фізики старіння, фізики відмов). З їх допомогою були виконані розробки моделей оцінки показників надійності, необхідні для прогнозування надійності виробів. Ці моделі широко застосовуються в практичній роботі для аналізу та оцінки надійності виробів, вони наведені в офіційних стандартах і каталогах виробів (зокрема, мікросхем). Застосування концепції хімічної рівноваги, статистичної механіки і теорії абсолютних швидкостей реакцій до системи, що складається з багатьох частинок, дозволило створити емпіричні моделі Аррениуса, Ейрінгом, Семенченко, використовувані для оцінки швидкостей процесів зміни властивостей виробів (процесів деградації).

Механізм відмови зазвичай розглядається як теоретична модель, покликана пояснити на атомному і молекулярному рівнях зовнішні прояви відмови вироби. Він складається з процесів змін, що приводять у результаті до відмови виробу. Залежно від виду відмови ці зовнішні прояви являють собою конкретні фізично вимірні стану виробу. І хоча модель механізму відмов зазвичай є у великій мірі ідеалізованої, вона все ж дозволяє передбачити взаємозв'язку і взаємозалежності, дати пояснення даного явища, хоча кількісні результати залежать від властивостей виробу, його матеріалів, структури конфігурації ін.

Механізми відмов можуть мати переважно фізичну або хімічну природу. Розділити механізми відмов на практиці часто досить важко. Тому в процесі аналізу роблять спробу складний ряд механізмів розглядати як єдиний узагальнений механізм відмов. Основний інтерес представляє, як правило, якийсь один механізм з ряду діючих одночасно, а саме той, який розвивається найбільш швидко, і визначає швидкість протікання процесу деградації.

Для опису механізмів відмов використовують або безперервні функції часу, які зазвичай характеризують процеси старіння та зносу, або стрибкоподібні функції, що відбивають наявність безлічі невиявлених дефектів або якісно слабких місць. Одна група механізмів старіння та зносу зумовлена тонкими дефектами, що призводять до дрейфу параметрів виробів за межі поля допусків. Друга група механізмів проявляється у порівняно невеликому числі виробів, вона обумовлена наявністю грубих дефектів, від них позбавляються, відбраковують їх допомогою технологічних бракувальної випробувань (ТОИ).

Багато вироби являють собою багатокомпонентні гетерогенні та багатофазні системи, між фазами є граничні області. Для опису подібних систем можливе використання феноменологічного або молекулярно-кінетичного підходів (див. Параграф 5.4). Розгляд кінетики деградації виробів, а також аналіз послідовно протікаючих процесів перетворення (переходів) одного рівноважного стану в інший необхідно здійснювати з урахуванням природи і швидкості протікаючих процесів (перетворень).

Функціонування виробів залежить головним чином від таких незворотних явищ, як електро- і теплопровідність, тобто визначається нерівновагими процесами. Для дослідження динаміки протікання подібних процесів у часі застосовують методи апроксимації, оскільки вироби зазвичай є складними системами, що складаються з ряду фаз речовини. Наявність безлічі нерівноважних факторів може впливати на природу і швидкість послідовного зміни рівноважних станів системи. Значить, необхідно враховувати не тільки комбінації механізмів, здатних змінюватися в залежності від часу і навантаження, але й зміни в часі самих механізмів. Незважаючи па відмічені складності, можна використовувати загальну концепцію розгляду та аналізу, засновану на тому, що в технологіях виготовлення виробів з використанням результатів контролю їх параметрів і випробувань протягом деякого тимчасового періоду прийнято вирішувати, які з даної множини виробів є придатними для конкретного застосування. Процес відбраковування здійснюється протягом повного виробничого циклу: від матеріалів до випробувань готових виробів.

Отже, оцінка об'єктів випробувань (виробів) в цілому проводиться за результатами всіх реалізованих випробувань. На підставі виконаної оцінки приймається відповідне рішення:

  • • про можливість пред'явлення вироби на приймальні випробування;
  • • про постановку вироби на виробництво;
  • • про закінчення освоєння серійного виробництва;
  • • про можливість продовження серійного виробництва;
  • • про присвоєння виробу тієї чи іншої категорії якості і т.д.

Випробування готових виробів - найважливіша ланка планованої і виконуваної програми робіт з контролю і забезпечення якості та надійності виробів. Реалізація програми вимагає найбільшої частки витрат коштів і праці, що виділяються на контроль якості та надійності.

Випробування передбачають перевірку всіх теоретичних розрахунків, що стосуються параметрів конструкції, її якості та надійності. Вони є джерелом майже всіх даних (у тому числі вихідних) по виробу - від початку проекту і протягом повного терміну його служби.

Результати випробувань служать підставою для нових розрахунків та внесення змін і уточнень в виконані проекти та конструкторську документацію, це необхідно для планування технічного обслуговування виробу в умовах експлуатації.

При випробуваннях надзвичайно важлива достовірність отриманих результатів. Напрацювання на відмову вимірюється в годинах безперервної або сумарної періодичної роботи приладу в допустимому електричному режимі. Напрацювання приладу в годинах від початку експлуатації до настання граничного стану називають технічним ресурсом. Календарна тривалість від початку експлуатації до настання граничного стану називається терміном служби.

У вирішенні проблеми забезпечення якості виробів значна роль належить інспектування та випробування в процесі виробництва. Саме за результатами контролю та випробувань виробів здійснюють оцінку їх якості, під яким розуміється сукупність властивостей, що обумовлює їх придатність задовольняти певні потреби відповідно до їх призначення.

Безумовно, одним з основних властивостей виробу є надійність, під якою в широкому сенсі слова розуміється властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників у допустимих межах, в заданих режимах і умовах використання, ремонтів, зберігання і транспортування.

Надійність може розглядатися як властивість виробів, вона закладається в процесі їх проектування і виготовлення і характеризується рядом параметрів - безвідмовністю, довговічністю, сохраняемостью і ремонтопридатністю вироби. Для конкретних виробів і умов експлуатації їх властивості можуть мати різну значимість. Для неремонтіруемих виробів, до яких належать, наприклад мікросхеми, надійність в основному характеризується їх безвідмовністю.

Можливе використання для кількісної оцінки надійності виробів різних показників. Проте все ж в якості основного показника надійності найчастіше вибирається час безвідмовної роботи. Це викликано тим, що моменти відмов сукупності виробів випадковим чином розподілені в часі внаслідок того, що самі вироби мають певний розкид електричних параметрів. Це пов'язано з неоднорідністю вихідних матеріалів і коливаннями режимів технологічних процесів їх виготовлення, що приводять до розкиду їх геометричних розмірів і фізично-хімічних характеристик. Крім того, при експлуатації виробів, що функціонують у складі апаратури вищого рівня, па них впливають самі різні поєднання зовнішніх чинників. Тому для оцінки надійності виробів необхідні їх випробування в широкому діапазоні впливають чинників, що імітують їх роботу в умовах реальної експлуатації [46].

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >