核級電動(dòng)高壓閘閥的可靠性研究

　　探討了一種在產(chǎn)品設計比較成熟且有足夠現場(chǎng)使用數據的前提下的側重失效影響統計的FMEDA 方法，并通過(guò)馬爾科夫模型對FMEDA 數據進(jìn)行后處理，得到量化的可靠性指標，以更快速、更準確的評估核電閥門(mén)設備的安全可靠性。

　　1、概述

　　對于閥門(mén)產(chǎn)品，常規FMEDA 中具體零部件的失效率統計在實(shí)際應用中難以操作。本文旨在探討一種更適合國內閥門(mén)產(chǎn)品的、側重對失效影響統計的FMEDA 技術(shù)，以及馬爾科夫計算模型在核級電動(dòng)高壓閘閥可靠性研究方面的使用( 文中所指“系統”包括閥門(mén)部分以及電動(dòng)執行機構部分) 。

　　2、FMEDA 方法

　　失效模式、影響和診斷分析(FMEDA) 是用于發(fā)現問(wèn)題的一種系統化技術(shù)，對于識別系統中的災難性失效是非常有效的，但其局限性在于其將每個(gè)部件都看作是獨立的，無(wú)法識別復合失效及共因失效。如在研究閥門(mén)受介質(zhì)沖刷引起內漏這種情況時(shí)，通常而言閘板及閥座共同磨損導致閥門(mén)內漏，但在FMEDA 分析中，閘板和閥座被視為獨立的元件，這種由于共因引起的失效無(wú)法體現。

　　如果參照一般FMEDA 過(guò)程，將閥門(mén)所有零部件列出，再分別列出其失效類(lèi)型、影響，統計各部件的失效概率( 圖1) ，其結果反而難以代表閥門(mén)的真實(shí)性能。例如，當閥門(mén)發(fā)生操作困難時(shí)，拆解閥門(mén)或許可以同時(shí)發(fā)現變形的閥座、變形的閘板以及磨損的閥桿，真實(shí)的情況往往是三種失效其中之一導致閥門(mén)操作困難并導致其它兩者的發(fā)生，但是在這種情況下判斷是哪種失效先發(fā)生或者每種失效要為閥門(mén)難以操作這種結果各負擔多少責任，很難做出決定并量化這種失效關(guān)系。但是劃分這種關(guān)系對于FMEDA 又是必須的，因為各種失效結果的發(fā)生概率都需歸結到各個(gè)部件的失效率上。難以量化這種關(guān)系，就難以確定各個(gè)部件的失效率，即使是在有充分的質(zhì)保記錄的前提下。如果在FMEDA 過(guò)程中，失效率統計針對的是失效結果而非各個(gè)部件，那整個(gè)過(guò)程就會(huì )非常簡(jiǎn)單，更加易于操作( 圖2) 。這種對FMEDA 技術(shù)的修改僅適用于設計已經(jīng)相當成熟的產(chǎn)品。新的產(chǎn)品設計，往往缺乏足夠的統計數據對其所有可能的失效影響進(jìn)行歸類(lèi)，而且也不利于發(fā)現新設計中的薄弱環(huán)節。

圖1 一般FMEDA( 統計各個(gè)部件失效率)

圖2 側重統計失效影響的FMEDA

　　6、結語(yǔ)

　　核電站設計的一個(gè)核心問(wèn)題就是其發(fā)電能力的可靠性。通常電站管線(xiàn)設計會(huì )考慮冗余，即單條管線(xiàn)失效不會(huì )立即導致電站的失效，但在一些特殊情況下，如果單臺設備的失效就會(huì )影響電站發(fā)電能力，那就很有必要對其可靠性做量化的整體評估。使用側重失效影響統計的FMEDA 方法整理統計數據，再用馬爾科夫模型對數據進(jìn)行后處理，所得出的量化數據對實(shí)際工作更具有參考意義。