張 平，張 健，范自斌，劉泉龍，劉長偉

（中國鐵路濟南局集團有限公司 濟南車輛段，1.政工師，2.工程師，3.助理工程師，山東 濟南 250000）

在中國鐵路客車發(fā)展的幾十年里，電伴熱裝置已逐步安裝至25G、25K、25T型客車，其主要用于冬季及高寒地區(qū)的水管、排水筒和集便器等管路。鐵路客車伴熱裝置包括伴熱帶和伴熱排水筒兩種，其主要分布在車上管路及溫水箱、車下排水筒和集便器中。

由于相關書籍對伴熱裝置并未做介紹，其他資料也鮮有記載，因此導致諸多從事客車檢修的一線職工并不熟悉電伴熱裝置的故障原因及預防措施，以至于在排除電伴熱故障時耗時較大、耗費人力物力。因此，鐵路客車電伴熱裝置故障模式及影響分析（FMEA）亟待研究。為分析電伴熱裝置的故障危害性的大小，確定其故障補償措施的先后順序，鐵路客車電伴熱裝置故障危害性分析也是必要的。

1 電伴熱裝置故障模式及影響分析（FMEA）

FMEA包括故障模式分析、故障原因分析、故障影響分析及故障補償措施等內容。通過電伴熱裝置的故障模式分析可以找出系統(tǒng)中每一零部件所有可能出現(xiàn)的故障模式；通過電伴熱裝置的故障原因分析可以找出導致故障模式產(chǎn)生的每一個原因；電伴熱裝置的故障影響分析是找出每一故障模式可能產(chǎn)生的影響；電伴熱裝置的故障補償措施分析是針對故障模式提出的設計改進與使用補償措施［1］。在此，以電伴熱裝置過去使用過程中發(fā)生的故障模式為基礎，總結鐵路客車電伴熱裝置的故障模式及影響分析，給出各故障模式的故障原因、故障影響和相應的補償措施的分析。

鐵路客車電伴熱裝置的故障模式主要表現(xiàn)為電伴熱空氣開關跳閘、伴熱帶打火冒煙、伴熱帶不熱、伴熱排水筒不熱、伴熱裝置絕緣不良、伴熱排水筒腐蝕。表1對鐵路客車電伴熱裝置各故障進行逐一分析。

表1 鐵路客車電伴熱裝置FEMA表

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2 電伴熱裝置的危害性分析（CA）

危害性分析（CA）既是故障模式及影響分析（FMEA）的補充和延續(xù)，也是設備可靠性分析必不可少的研究手段。危害性分析是把FMEA中的每一種故障模式按其影響的嚴酷度類別和發(fā)生的概率綜合加以分析，以便全面地評價各種故障模式的影響［2-3］。由于關鍵零件的失效，往往會導致整個系統(tǒng)功能的喪失，因此通過危害性分析找出危害度較高的故障模式，為鐵路客車電伴熱裝置的預防型維修和可靠性研究提供科學依據(jù)。

2.1 嚴酷度等級和概率等級的劃分

為劃分不同電伴熱裝置故障模式產(chǎn)生最終影響的嚴重程度，需要對各故障模式按其嚴重程度進行劃分、定義，最終影響的嚴重程度的等級稱為嚴酷度［1］。在參考大量設備嚴酷度定義表劃分原則的基礎上，按照造成重大損失、性能嚴重降低、性能輕度下降和非計劃性維修4個劃分原則，制訂了鐵路客車電伴熱裝置的嚴酷度定義表，如表2所示。

表2 鐵路客車電伴熱裝置嚴酷度定義表

鐵路客車電伴熱裝置的故障概率等級的劃分，則參照國家軍用標準GJB1391中給出的故障概率等級執(zhí)行劃分，劃分詳情見表3［1］所示。

表3 鐵路客車電伴熱裝置故障概率等級定義表

結合現(xiàn)場實際，統(tǒng)計梳理了2020年度中國鐵路濟南局集團有限公司濟南車輛段客車電伴熱裝置的各故障發(fā)生率，如圖1所示?；趪揽岫榷x表、故障概率等級定義表和電伴熱裝置的各故障發(fā)生率，歸納、整理了鐵路客車電伴熱裝置故障模式的嚴酷度等級和概率等級情況，如表4所示。

圖1 鐵路客車電伴熱裝置各故障發(fā)生率

表4 鐵路客車電伴熱裝置各故障模式嚴酷度和概率等級表

2.2 危害性矩陣圖分析

對于鐵路客車電伴熱裝置的危害度分析，采用較為常用的危害性矩陣法。危害性矩陣圖是危害性矩陣法的具體表現(xiàn)形式，是在某一個特定嚴酷度等級下，一種比較各故障模式危害性的方法。用來比較各故障模式的危害程度的大小，以此確定各故障模式補償措施的先后順序。危害性矩陣圖中橫坐標表示嚴酷度等級，縱坐標表示故障概率等級；各故障模式通過其嚴酷度等級及概率等級確定的分布點分別向對角線做垂線，垂線的交點到原點的距離作為衡量該故障模式危害性的依據(jù)，距離越大，表示其危害性越大，越應該引起單位重視，并采取補償措施或改進措施［4-6］。鐵路客車電伴熱裝置的危害性矩陣圖如圖2所示。

圖2 鐵路客車電伴熱裝置故障危害性矩陣圖

由危害性矩陣圖可知，鐵路客車電伴熱裝置各故障模式危害性由大到小依次為：05-伴熱裝置絕緣不良、03-伴熱帶不熱、04-伴熱排水筒不熱、02-伴熱帶打火冒煙、01-空氣開關跳閘、08-伴熱排水筒銹蝕、06-伴熱帶捆扎不到位、07-伴熱排水筒固定螺絲松動。因此電伴熱裝置故障處理的先后順序應為：伴熱裝置絕緣不良、伴熱帶不熱、伴熱排水筒不熱、伴熱帶打火冒煙、空氣開關跳閘、伴熱排水筒銹蝕、伴熱帶捆扎不到位、伴熱排水筒固定螺絲松動。

3 結論

分析鐵路客車電伴熱裝置的相關研究背景，立足現(xiàn)場實際，歸納、分析、總結了鐵路客車電伴熱裝置已發(fā)生的各故障模式、影響分析和對應措施。最后，根據(jù)各故障模式對鐵路客車電伴熱裝置的故障危害性進行了分析，確定了電伴熱裝置故障處理的優(yōu)先級。