Интенсивность отказов элементов справочник
Интенсивность отказов
Интенсивность отказов, она же λ (в англоязычной литературе failure rate) является параметром, определяющим надёжность того или иного элемента (составной части) системы. λ, это как правило табличное значение, задаётся в размерности 10 в минус 6 степени отказов в час (отказов на миллион часов работы). Интересно, что в советской литературе использовалось более грамотное на мой взгляд понятие - опасность отказа.
К сожалению, λ для нужного оборудования найти порой бывает очень сложно. Чтобы как-то облегчить жизнь своим собратьям по цеху, инженерам по надёжности, ниже я выкладываю значения λ для некоторых видов оборудования. Источник: Н.М. Дубинский - «Надёжность систем газоснабжения», который в своей книге в свою очередь ссылается на данные национальных симпозиумов по контролю качества и надёжности, состоявшихся в США в 1961-1963 гг.
| Элементы | Интенсивность отказов, λ 10-6, ч-1 | Интенсивность отказов, λ 10-6, ч-1 | Интенсивность отказов, λ 10-6, ч-1 |
|---|---|---|---|
| Максимальная | Средняя | Минимальная | |
| Аккумуляторы (давления) | 19.3 | 7.2 | 0.35 |
| Арматура | 0.121 | 0.087 | 0.0035 |
| Арматура осветительная | 0.71 | 0.1 | 0.04 |
| Баки | 2.52 | 1.5 | 0.48 |
| Вентили соленоидные | 19.7 | 11 | 2.27 |
| Вентиляторы | 3.57 | 2.4 | 0.89 |
| >> вытяжные | 9 | 0.225 | 0.21 |
| Вентиляционные каналы | 1.3 | 0.51 | 0.21 |
| Вибрационные механизмы | 1.6 | 0.875 | 0.2 |
| Воздуходувки | 4.38 | 2.237 | 0.9 |
| >> с электродвигателем | 5.487 | 2.8 | 0.113 |
| Выводы электрические | 0.08 | 0.045 | 0.02 |
| Выключатели: | |||
| >> автоматические | 0.949 | 0.1375 | 0.045 |
| >> быстродействующие (на 1 контакт) | 2.1 | 0.4 | 0.09 |
| >> типа тумблер (на 1 контакт) | 0.123 | 0.06 | 0.015 |
| >> тепловые | 0.5 | 0.3 | 0.25 |
| Выпрямители | 0.75 | 0.6 | 0.28 |
| >> селеновые | 1.6 | 1.16 | 0.32 |
| Генераторы перменного тока | 18.82 | 15 | 11 |
| >> постоянного тока | 21 | 12.4 | 2.84 |
| Гнезда (на 1 штрек) | 0.02 | 0.01 | 0.001 |
| Датчики: | |||
| >> давления | 6.6 | 3.5 | 1.7 |
| >> оптические | 6.66 | 4.7 | 2.7 |
| >> температуры | 6.4 | 3.3 | 1.5 |
| >> уровня жидкости | 3.73 | 2.6 | 1.47 |
| Двигатели: | |||
| >> асинхронные | 11.2 | 8.6 | 4.49 |
| >> вентиляторные | 19 | 2.25 | 0.159 |
| >> гидравлические | 7.15 | 4.3 | 1.45 |
| >> синхронные | 6.25 | 3.59 | 0.159 |
| Держатели плавких предохранителей | 0.1 | 0.02 | 0.008 |
| Диафрагмы | 9 | 6 | 0.1 |
| Диоды | 1.47 | 0.2 | 0.16 |
| >> германиевые | 0.678 | 0.157 | 0.002 |
| >> кремнивые | 0.452 | 0.2 | 0.021 |
| Зажимы, клеммы | 0.0009 | 0.0005 | 0.0003 |
| Изоляторы | 1.54 | 0.05 | 0.03 |
| Изоляция | 0.72 | 0.5 | 0.011 |
| Кабели | 2.2 | 0.475 | 0.002 |
| Клапаны: | |||
| >> впускные | 5.33 | 3.4 | 1.33 |
| >> запорно-выпускные | 10.2 | 6.5 | 1.98 |
| >> контрольные | 8.1 | 5 | 2.02 |
| >> ножевые | 7.4 | 4.6 | 1.08 |
| >> обратные | 14.1 | 5.7 | 3.27 |
| >> переключающие | 1.62 | 0.5 | 0.26 |
| >> перепусные | 8.13 | 5.88 | 1.41 |
| >> предохранительные | 8.94 | 5.7 | 2.24 |
| >> разгрузочные | 19 | 10.8 | 1.98 |
| >> регулирующие | 19.8 | 8.5 | 1 |
| >> резервуарные | 10.8 | 6.88 | 2.7 |
| >> спускные | 15.31 | 5.7 | 3.41 |
| >> трехходовые | 7.41 | 4.6 | 1.87 |
| >> четырехходовые | 7.22 | 4.6 | 1.81 |
| >> шаровые | 7.7 | 4.6 | 1.11 |
| Конденсаторы | 2.385 | 0.1 | 0.001 |
| Коробки передач | 4.3 | 0.63 | 0.051 |
| Лампы накаливания | 32 | 8 | 5.2 |
| Лампы электронные: | |||
| >> диод | 2.2 | 0.8 | 0.24 |
| >> двойной диод | 1.89 | 1 | 0.38 |
| >> триод | 2.26 | 1.3 | 0.67 |
| >> двойной триод | 3.88 | 2 | 1.17 |
| >> тетрод | 2.9 | 1.6 | 0.88 |
| >> миниатюрные | 2 | 1.2 | - |
| Индуктор | 7.11 | 5.65 | 2.02 |
| Манометр | 7.8 | 4 | 0.135 |
| Манометры гидро/пневматические | - | 1.123 | - |
| Муфты | 1.1 | 0.4 | 0.06 |
| >> электромагнитные | 0.93 | 0.6 | 0.45 |
| >> предохранительные фрикционные | 0.94 | 0.3 | 0.07 |
| Нагреватели | 7.67 | 0.7 | 0.081 |
| Насосы: | |||
| >> вакуумные | 16.1 | 9 | 1.12 |
| >> с гидравлическим приводом | 45 | 14 | 6.4 |
| >> с механическим приводом | 31.3 | 13.5 | 3.33 |
| >> с пневматическим приводом | 49 | 14.7 | 6.9 |
| >> с электроприводом | 27.4 | 13.5 | 2.9 |
| Передачи зубчатные, редукторы | 0.36 | 0.2 | 0.11 |
| Передачи винтовые | 0.098 | 0.05 | 0.002 |
| Переключатели | 1.14 | 0.05 | 0.009 |
| Подшипники: | |||
| >> игольчатые | 1 | 0.5 | 0.02 |
| >> роликовые | 1 | 0.5 | 0.02 |
| >> скольжения | 0.42 | 0.21 | 0.008 |
| >> шариковые высокоскоростые | 3.53 | 1.8 | 0.072 |
| >> шириковые низкоскоростные | 1.72 | 0.875 | 0.035 |
| Потенициометры | 12.5 | 3 | 0.7 |
| Предохранители плавкие | 0.82 | 0.5 | 0.38 |
| Привод: | |||
| >> пневматический | 6.2 | 2.8 | 0.3 |
| >> ременной | 15 | 3.875 | 0.142 |
| Шайбы | 0.015 | 0.01 | 0.0005 |
| Прокладки: | |||
| >> кольцевые | 0.035 | 0.02 | 0.01 |
| >> резиновые | 0.03 | 0.02 | 0.01 |
| Пружины | 0.03 | 0.0125 | 0.004 |
| Регуляторы | 5.54 | 2.14 | 0.7 |
| >> давления | 15.98 | 7.5 | 3.55 |
| >> >> гидравлические | - | 3.55 | - |
| >> >> пневматические | 15.98 | 7.5 | 3.55 |
| Регуляторы напряжения угольные автоматические | 13.16 | 9.65 | 6.09 |
| Регуляторы пневматические | 6.21 | 2.4 | 0.77 |
| >> потока и давления | 5.54 | 2.14 | 0.77 |
| >> расхода гелия | 5.26 | 2.03 | 0.65 |
| >> малые выского давления | 0.144 | 0.08 | 0.044 |
| >> малые нормального давления | 0.324 | 0.18 | 0.1 |
| Серводвигатели | 5.61 | 1.51 | 0.101 |
| Сервомеханизмы | 3.4 | 2 | 1.1 |
| Соленоиды | 0.55 | 0.05 | 0.036 |
| Соединения: | |||
| >> вращающиеся | 9.55 | 7.55 | 6.89 |
| >> гибкие | 1.348 | 0.039 | 0.027 |
| >> гидравлические | 2.01 | 0.03 | 0.012 |
| >> механические | 1.96 | 0.02 | 0.011 |
| >> паяные | 1.05 | 0.004 | 0.0001 |
| >> пневматические | 1.15 | 0.04 | 0.021 |
| Счетчики | 5.25 | 4.2 | 3.5 |
| Счетчики электрические | 5.37 | 0.036 | 0.005 |
| Теплообменники | 18.6 | 15 | 2.21 |
| Трансформаторы | 2.08 | 0.15 | 0.01 |
| Турбины | 16.67 | 10 | 3.33 |
| Фильтры: | |||
| >> механические | 0.8 | 0.3 | 0.045 |
| >> электрические | 3 | 0.345 | 0.14 |
| Цилиндры: | |||
| >> гидравлические | 0.12 | 0.008 | 0.005 |
| >> двигателей | 0.81 | 0.007 | 0.005 |
| >> пневматические | 0.013 | 0.004 | 0.002 |
| Шестерни | 0.95 | 0.12 | 0.002 |
| Шланги | 3.22 | 2 | 0.05 |
| >> высокого давления | 5.22 | 3.93 | 0.157 |
| >> пневматические | - | 3.66 | - |
| Щетки электрических вращающихся устройств | 1.11 | 0.1 | 0.04 |
| Щеткодержатели | 4.11 | 1.3 | 0.87 |
| Электродвигатели: | |||
| >> переменного тока | 9.36 | 5.24 | 1.12 |
| >> постоянного тока | - | 9.36 | - |
| Элементы нагревательные | 0.04 | 0.02 | 0.01 |
| Ящики соединительные | 0.58 | 0.4 | 0.28 |
| Испарители | 20 | 15 | 5 |
Для некоторых компонентов производители выкладывают данные по надежности оборудования прямо на своих сайтах, но чаще всего там вы найдете не интенсивность отказов, а наработку на отказ, известную за рубежом как MTBF - Mean time between failures. Еще можно встретить такой параметр как MTTF - Mean time to failure.
Разница между ними в том, что MTBF, наработка между отказами, применяется для восстанавливаемого прибора, а MTTF, наработка до отказа, применяется для неремонтопригодных изделий.
Вот к примеру Cisco не стесняется и выкладывает MTBF для некоторых своих устройств на своем сайте:
Интенсивность отказов и наработка на отказ связаны друг с другом известными соотношениями:
Я сделал специальный калькулятор, с помощью которого вы можете быстро перевести MTBF в часах в интенсивность отказов (напоминаю, что размерность интенсивности отказов - число отказов на миллион часов работы). Обратите внимание, калькулятор автоматически преобразует получившееся число в размерность 10 в минус 6 степени отказов в час (отказов на миллион часов работы). Например, если вы введете в поле MTBF 1000000 часов, то на выходе вы получите 1 - один отказ на миллион часов работы. Данные вводите без точек, без текста, только числа.
И обратный калькулятор, с помощью которого вы можете быстро перевести λ в наработку до отказа в годах или часах. Например, по приведенной таблице вы нашли, что интенсивность отказов манометра составляет 1.3 на 10 в минус 6 степени. Для расчёта берите значение именно 1.3, степень вводить не надо, калькулятор автоматически переведёт в нужную размерность.
Зная интенсивность отказов оборудования и требуемое время непрерывной работы мы можем легко посчитать ВБР изделия по классической формуле надежности (формула 26 из ГОСТ Р МЭК 61078-2021):
Точно так же, можете воспользоваться моим калькулятором. Значения интенсивности отказов для многих элементов конструкций можно найти здесь. Например, по приведенной по ссылке таблице вы нашли, что интенсивность отказов манометра составляет 1.3 на 10 в минус 6 степени. Для расчёта берите значение именно 1.3, степень вводить не надо, калькулятор автоматически переведёт в нужную размерность.
Интенсивность отказов удобна тем, что зная интенсивности отказов каждого элемента системы мы можем легко определить его ВБР и наработку на отказ. Для этого нужно просто сложить все интенсивности отказов оборудования и воспользоваться формулой (3) - если хотим найти ВБР или формулой (1) если хотим найти наработку. Важно! Это будет справедливо только для схемы без резервирования элементов. Как считать ВБР и наработку если в системы используются различные схемы резервирования - приходите к нам учиться. Расскажем и детально покажем.
Интенсивность отказов электрических соединений
В методичке по проектированию РЭС (1996 года издания) обнаружилась интересная таблица про электрические соединения.
| Вид соединения | Переходное сопротивление, 10-3, Ом | Механическая прочность, Мпа | Интенсивность отказов, λ 10-9, 1/ч | Тепловое сопротивление, К/Вт |
|---|---|---|---|---|
| Сварка | 0.01 | 100...500 | 0.1 … 2.0 | 0.001 |
| Накрутка | 1...2 | 60... 80 | 0.2 ... 0.5 | 0.0005 |
| Пайка | 2...3 | 10...40 | 1 ... 10 | 0.002 |
| Обжимка | 1...10 | 20...50 | 2 … 5 | 0.0008...0.001 |
| Соединение токопроводящими клеями | 1...10 | 5...10 | 10 … 50 | 5 |
Дополнительно выкладываю справочник 2004 года «Надёжность электрорадиоизделий», разработанный одним из оборонных институтов страны. Думаю, что поскольку на дворе 2022 год, его можно выложить. Справочник доступен по ссылке.
Так же можно воспользоваться американским стандартом MIL-HDBK-217F. Потребуется знание английского языка.
Скачать MIL-HDBK-217F можно здесь. 6 мегабайт.
Для неэлектронных компонентов
Если интересует параметры по надежности неэлектронных компонентов, лучшим решением будет посмотреть справочник NRPD-91 (non-electronic reliability part data). Потребуется знание английского языка. Есть и более свежие версии этого справочника, они платные.
Скачать NRPD-91 можно здесь. 39 мегабайт.
Если вы хотите заказать у меня расчет надежности - нажмите на эту ссылку или на кнопку ниже.
Внимание! Если вас интересует корпоративное групповое обучение специалистов вашей компании, пожалуйста перейдите по ссылке ниже. Возможна адаптация учебной программы под ваши требования/пожелания/возможности как по объёму учёбы срокам обучения, формату обучения, так и по балансу теория/практика.
До встречи на обучении! С уважением, Алексей Глазачев. Инженер и преподаватель по надежности.
Алексей, пожалуйста, где найти формулу подсчета интенсивности отказа двух идентичных резервируемых паралельно изделий каждый с интенсивность лямда за время Тв.
Добрый день. В гостированном виде вы такое не найдёте, только самому выводить.
Буду очень признателен если и дадите ссылку, где помещена будет присланная Вами формула. Надо показать на работе руководителю!