0引言
耐久性(durability)概念的提出,起初是為適應軍工產品的高可靠性需求。近年來衡器的耐久性也開始日益受到重視,OIML制訂發(fā)布的國際建議中有關衡器的共有8個,其中:關于稱重傳感器(R60)[1]和非自動衡器(R76)[2]的各1個,關于各類自動衡器(R50[3]、R51[4]、R61[5]、R106[6]、R107[7]、R134[8])的6個,都已陸續(xù)增添了耐久性條款。但其中只有R76規(guī)定了耐久性的試驗和評價方法,且其規(guī)定欠妥。
衡器界采納耐久性概念的時間還不太久,在討論耐久性試驗方法時所提的一些方案往往與衡器自身的特點脫節(jié),不能真正起到檢驗衡器耐久性的作用。準確把握衡器耐久性概念的實質,將有助于制訂恰當的衡器耐久性試驗與評價標準。
1耐久性的基本涵義與區(qū)別性特征
1.1耐久性的一般定義及其特征
國內外的許多標準文件都有耐久性的定義,下面摘錄若干例。
1)我國的國家標準《可靠性、維修性術語》之3.3條的定義是:“產品在規(guī)定的使用與維修條件下,直到極限狀態(tài)前完成規(guī)定功能的能力。產品的極限狀態(tài)可以由使用壽命的終止、經濟和技術上已不適等來表征?!?
2)我國的國家軍用標準《可靠性維修性保障性術語》之2.1.3.10條的定義是:“產品在規(guī)定的使用、儲存與維修條件下,達到極限狀態(tài)之前,完成規(guī)定功能的能力,一般以壽命度量。極限狀態(tài)是指由于耗損(如疲勞、磨損、腐蝕、變質等)使產品從技術上或從經濟上考慮,都不宜再繼續(xù)使用而必須大修或報廢的狀態(tài)?!?
3)國際電工委員會標準《國際電工技術詞匯(IEV)?第192部分:可信性》[11]之192-01-21條的定義是:“abilitytoperformasrequired,undergivenconditionsofuseandmaintenance,untiltheendofusefullife.(在給定的使用和維修條件下,直到使用壽命結束前,按要求工作的能力。)”
4)美國軍用標準《機械設備和子系統(tǒng)的完整性大綱》之3.13條的定義是:“Durabilityistheabilityofthesystemorcomponenttoresistdeterioration,wear,cracking,corrosion,thermaldegradation,andtheeffectofforeignobjectdamage,foraspecifiedperiodoftime.(耐久性是指系統(tǒng)或構件在規(guī)定的時段內抵抗退化、磨損、開裂、腐蝕、熱變,以及外物損壞的能力。)”
5)俄羅斯國家標準《工程中的可信性基本概念、術語和定義》之1.3條的定義是:“Долговечность?Свойстовобъектасохранятьработоспособноесостояниедонаступленияпредельногосостоянияприустановленнойсистеметехническогообслуживанияиремонта.(耐久性是產品在規(guī)定的技術維護和修理制度下保持工作能力直到極限狀態(tài)的一種屬性)。”
6)OIMLV1《國際法制計量術語匯編(VIML)》之5.15條的定義是:“abilityofthemeasuringinstru-menttomaintainitsperformancecharacteristicsoveraperiodofuse(計量器具貫穿某個使用時期內維持其工作特性的能力)。”
上列條文雖然在表述上不盡相同,但從收錄耐久性概念的標準文本所涵蓋的范圍和涉及的內容可知,耐久性的基本屬性是一個可靠性和可信性范疇。通過對不同表述的比較分析、求同存異,可以歸納出它們有如下幾個基本共同點:
1)反映能否在規(guī)定時段內持續(xù)可靠地實現(xiàn)所要求的功能;
2)查證“工作能力”和“防耗止損能力”等固有屬性;
3)考量的是耗損性失效模式,它以“耐久性失效”或“極限狀態(tài)”作為判斷準則;
4)與“適用壽命”有關,可以是指須報廢時的“總壽命”,也可以是指由經濟或技術上已不適宜等因素相關的“可靠壽命”或“經濟壽命”。
1.2穩(wěn)定性與耐久性的區(qū)別
穩(wěn)定性(stability)這個術語在衡器界應用得比耐久性要早很多,兩者定義的字面上似乎又相仿,常易誤認為耐久性就是(長期)穩(wěn)定性。雖然穩(wěn)定性不佳會使耐久性變差,然而耐久性差未必一定是由穩(wěn)定性的問題造成的。兩者有著某些關系,但并不能相互替代。
1)首先從兩個術語的英文詞源上來看,雖然耐久性與穩(wěn)定性的英文后半部分都是ability,即兩者反映的都是某種能力;但從有差別的前半部分分辨它們時,可發(fā)現(xiàn)前者與durable,duration及endure,endurance等詞同源,后者與stable或stationary等詞同源。可見,耐久性強調的是持續(xù)時間,而穩(wěn)定性關注的是有無改變。
2)再從穩(wěn)定性的定義來看,也可以發(fā)現(xiàn)兩者的差別。
OIMLV2-JCGM200《國際計量學詞匯?基礎通用的概念及相關術語(VIM)》[15]之4.19條是:“propertyofameasuringinstrument,wherbyitsmetrologicalpropertiesremainconstantintime(測量儀器保持其計量特性恒定不隨時間變化的屬性)?!币虼耍骋挥嬃刻匦缘臅r間漂移實際上反映的就是穩(wěn)定性。然而計量特性的時間飄移不僅可能隨時間改變,還會因其他條件(溫度、濕熱等)發(fā)生變化,例如皮帶秤零流量的溫度影響,考察的也是穩(wěn)定性。
3)還可以從這兩個概念實際使用的場合來辨別。
計量器具的穩(wěn)定性指標通常用來考察某個局部性能的非期望變化量。例如,R50中皮帶秤的零點穩(wěn)定性,R60中稱重傳感器的量程穩(wěn)定性、靈敏度的時間漂移和溫度漂移等等。