고장 분석

Failure analysis

고장 분석은 종종 시정 조치 또는 책임의 결정을 목적으로 고장 원인을 결정하기 위해 데이터를 수집하고 분석하는 과정입니다.Bloch와 Geitner에 따르면 기계 고장은 원인과 결과의 반응 사슬을 드러냅니다.보통 이러한 결함을 증상이라고 부릅니다.[1]장애 분석을 올바르게 수행하고 조치를 취하면 비용, 생명 및 자원을 절약할 수 있습니다.전자 산업 등 제조 산업의 많은 부문에서 중요한 분야이며, 신제품 개발 및 기존 제품 개선에 필수적인 도구입니다.고장 분석 프로세스는 특히 현미경 및 분광학 등 광범위한 방법을 사용하여 고장 원인에 대한 후속 검사를 위해 고장 부품을 수집하는 데 의존합니다.NDT(Non-Destruction Testing) 방법(산업용 컴퓨터 단층 촬영 검사 등)은 실패한 제품이 분석의 영향을 받지 않기 때문에 가치가 있습니다.따라서 검사가 이러한 방법을 사용하기 시작하는 경우가 있습니다.

법의학 수사

실패한 프로세스 또는 제품에 대한 법의학적 조사가 실패 분석의 시작점입니다.이러한 조회는 전기적, 기계적 측정과 같은 과학적 분석 방법이나 제품 불합격 보고서나 동종 고장의 예와 같은 고장 데이터를 분석하여 실시합니다.포렌식 엔지니어링 방법은 제품 결함 및 결함을 추적하는 데 특히 유용합니다.여기에는 피로 균열, 응력 부식 균열 또는 환경 응력 균열 등이 포함될 수 있습니다.목격자의 진술은 가능한 사건 순서와 그에 따른 인과 관계를 재구성하는 데 유용할 수 있다.고장 원인을 판단할 때 인적 요인도 평가할 수 있습니다.애초에 발생하는 제품 고장을 방지하기 위한 몇 가지 유용한 방법이 있습니다. 여기에는 제품이 시판되기 전에 프로토타이핑 중에 고장을 분석하기 위해 사용할 수 있는 고장 모드 및 효과 분석(FMEA) 및 고장 트리 분석(FTA) 방법이 포함됩니다.

고장분석에 사용되는 기술 중 몇 가지는 고장검출 없음(NFF) 분석에도 사용됩니다.NFF는 유지보수 분야에서 원래 보고된 고장모드를 평가 기술자에 의해 복제할 수 없으므로 잠재적 결함을 수정할 수 없는 상황을 설명하기 위해 사용되는 용어입니다.

NFF는 산화, 전기 컴포넌트 연결 불량, 회로 내 일시적인 단락 또는 개방, 소프트웨어 버그, 일시적인 환경 요인 및 오퍼레이터 오류에 기인할 수 있습니다.첫 번째 트러블 슈팅 세션에서 NFF로 보고되는 디바이스의 대부분은 동일한 NFF 증상 또는 영속적인 장애 모드를 가진 장애 분석 랩으로 돌아갑니다.

실패 분석이라는 용어는 비즈니스 관리 및 군사 전략과 같은 다른 분야에도 적용됩니다.

장애 분석 엔지니어

고장 분석 엔지니어는 부품 또는 제품이 고장나거나 제조 또는 생산 공정에서 고장이 발생하는 경우 등 고장 분석에 주도적인 역할을 하는 경우가 많습니다.어떤 경우에도 고장 원인을 파악하여 향후 발생을 방지하거나 장치, 구성 요소 또는 구조물의 성능을 개선해야 합니다.구조 엔지니어와 기계 엔지니어는 이 일에 매우 일반적입니다.재료공학과 같은 더 구체적인 전공들도 그 자리에 들어갈 수 있다.야금 및 화학을 전문으로 하는 것은 재료의 특성 및 강점과 함께 항상 유용합니다.다른 이유로 고용될 수도 있습니다. 추가 예방이든 책임 문제든 말이죠.현장에 경험이 있는 고장 분석 엔지니어의 평균 급여는 $81,647입니다.[2]고장 분석 엔지니어는 많은 커뮤니케이션과 다른 사람과 함께 작업할 수 있는 능력을 필요로 합니다.일반적으로 채용된 사람은 공학 학사 학위를 가지고 있지만,[2] 취득할 수 있는 자격증이 있습니다.

분석 방법

다양한 제품의 장애 분석에는 다음과 같은 도구와 기술을 사용합니다.

현미경

샘플 준비

  • 제트 등
  • 플라즈마 등
  • 금속학
  • 뒷면 솎아내기 공구
    • 기계적인 뒷면 솎아내기
    • 레이저 화학 뒷면 식각

분광 분석

디바이스 변경

표면 분석

전자 현미경 검사

레이저 신호 주입 현미경 검사(LSIM)

반도체 프로빙

소프트웨어 기반 장애 위치 기술

도입 사례

베이 브리지에서 2개의 전단 키로드 고장

사건 담당자들

Brahimi씨는 American Bridge Fluor 컨설턴트이며 재료 [3]공학 석사 학위를 가지고 있습니다.

Aguilar씨는 Caltrans Structural Materials Testing Branch의 지사장입니다.[3]엔지니어로서 30년의 경험을 가지고 있습니다.

Caltrans 컨설턴트인 Christensen 씨는 야금 및 고장 [3]분석 분야에서 32년간 경력을 가지고 있습니다.

순서

비파괴 검사인 육안 관찰.이것은 깨지기 전에 영구적인 플라스틱 변형이 없는 메짐의 징후를 드러냈습니다.전단키로드의 최종파단점인 균열이 나타났다.기술자들은 수소가 균열 [3]생성에 관여한 것으로 의심했다.

Scanning Electronic Microscopy: 균열이 있는 표면을 고배율로 스캔하여 균열을 더 잘 이해할 수 있도록 합니다.전체 골절은 균열이 임계 [3]크기에 이르렀을 때 로드가 하중을 견디지 못한 후에 발생했습니다.

마이크로 [3]구조 검사(Micro Structural Examination)는 금속의 상호 작용 결합에 대한 더 많은 정보를 밝히기 위해 단면을 조사했습니다.

Rockwell C 경도와 Knoop Microhardness라는 두 가지 전략을 사용한 경도 테스트로,[3] 열처리가 올바르게 이루어지지 않았음을 알 수 있습니다.

인장 테스트는 엔지니어에게 항복 강도, 인장 강도 및 신장이 요구 사항을 통과하기에 충분했음을 알려줍니다.Anamet Inc.[3]에 의해 여러 작품이 촬영되어 연주되었습니다.

Charpy V-Note 충격 테스트는 Anamet Inc.[3]에서 수행한 다양한 막대 샘플로 강철의 인성을 보여 줍니다.

화학 분석은 또한 Anamet Inc.가 수행한 최종 테스트였으며,[3] 이 강철에 대한 요구 사항을 충족했습니다.

도입 사례의 결론

봉은 높은 인장 하중의 수소와 이미 재료에 포함된 수소에 영향을 받기 쉬운 수소 메짐화에 의해 실패하였습니다.로드는 이러한 로드의 강도 요구 사항을 충족하지 못했기 때문에 고장나지 않았습니다.요구 사항을 충족시키는 동안 구조가 불균일하여 서로 다른 강도와 낮은 [3]인성을 야기했습니다.

이 연구는 고장 분석을 수행할 수 있는 여러 가지 방법을 보여 줍니다.항상 범죄 현장처럼 비파괴적인 형태의 관찰로 시작하죠그런 다음 다른 관찰에 사용되는 원래 조각에서 재료 조각을 추출합니다.그런 다음 무엇이 잘못되었는지 정확히 [3]찾기 위해 재료의 인성과 특성을 찾기 위해 파괴 테스트가 수행됩니다.

고장 분석 실패

오클랜드 니미츠 프리웨이는 다리 강화 프로그램 이후에도 지진으로 무너진 다리였다.다른 엔지니어들에게 그 상황에 대한 견해를 물었다.제임스 로저스처럼 지진 발생 시 엠바카데로가 니미츠가 했던 [4]것과 같은 일을 할 가능성이 높다고 말한 일부 사람들은 프로그램이나 부서를 비난하지 않았다.다른 이들은 더 많은 예방이 이루어졌을 것이라고 말했다.프리스틀리는 "도로를 강화하기 위한 부서의 프로젝트 중 어느 것도 다리 이음새의 약점 문제를 다루지 않았다"고 말했다.일부 전문가들은 이 재앙을 막기 위해 더 많은 조치가 취해질 수 있었다고 입을 모았다.이 프로그램은 "실패가 [4]더 심각하다"는 이유로 비난을 받고 있다.

설계 엔지니어의 POV에서

제트 엔진 테스트[5] 셀

제품은 가장 어려운 시나리오에서도 작동할 수 있어야 합니다.이것은 건물이나 항공기와 같은 비싼 건물을 위해 만들어진 제품에서 매우 중요하다.이러한 부품이 고장나면 심각한 손상 및/또는 안전 문제가 발생할 수 있습니다.제품은 "최악의 경우 시나리오"와 관련된 위험을 최소화하기 위해 설계되기 시작합니다.최악의 경우를 식별하려면 제품, 로딩 및 서비스 환경을 완전히 이해해야 합니다.제품을 서비스하기 전에 시제품은 종종 실험실 테스트를 받는데, 이는 제품이 [6]예상대로 최악의 상황을 견뎌낸다는 것을 증명합니다."오늘날 제트 엔진에 대해 수행된 일부 테스트는 엔진이 다음을 견딜 수 있는지 매우 집중적인 점검입니다.

  • 잔해, 먼지,[7] 모래 등의 섭취
  • 우박, 눈,[7] 얼음 등의 섭취
  • 과도한 양의 [7]수분 섭취

이러한 테스트는 제품 사용 시 경험하는 것보다 더 어려울 것입니다.엔진은 제품이 조건에 관계없이 정상 작동하도록 하기 위해 최대값으로 밀어 넣습니다.양쪽의 고장 분석은 파손 방지와 안전성 유지에 관한 것입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Bloch, Heinz; Geitner, Fred (1994). Machinery Failure Analysis and Troubleshooting. Houston, Texas: Gulf Publishing Company. p. 1. ISBN 0-87201-232-8.
  2. ^ a b "Failure Analysis Engineer Salary". PayScale.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l Brahimi, Salim; Agiular, Rosme; Christensen, Conrad (7 May 2013). "Shear Key Rod Failure Analysis Report" (PDF) – via Bay Bridge Info. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  4. ^ a b Bishop, Katherine (1989). "Experts Ask if Anti-Quake Steps Contributed to Highway Collapse". NY Times.
  5. ^ T-9 제트 엔진 테스트 셀.티모시 키르치네르 목사입니다국방 비주얼 정보 배포 서비스.DVIDS, 2013년 8월 12일웹.
  6. ^ Brady, Brian (1999). "Failure Analysis". State University of New York at Stony Brook: Department of Material Science and Engineering. Archived from the original on 2018-07-08. Retrieved 2018-04-09. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  7. ^ a b c Duivis, Rob (7 March 2016). "How do we Test Jet Engines?". Meanwhile at KLM. Retrieved 8 April 2018.
참고 문헌

추가 정보

  • Martin, Perry L., Electronic Failure Analysis Handbook, McGrow-Hill Professional, 제1판(1999년 2월 28일) ISBN 978-07-041044-2.
  • Micro Electronics 장애 분석, ASM International, 제5판 (2004) ISBN 978-0-87170-804-5
  • Lukowsky, D., McGraw-Hill Education, 제1판 (2015) ISBN 978-07-183937-2.