Prečo komponenty zlyhajú a ako ich identifikovať
Komponenty zlyhávajú a veci sa kazia. Niektorým zlyhaniam komponentov sa dá predísť pomocou dobrých návrhových postupov, ale mnohým z nich jednoducho nepomôže ani to. Identifikácia problematického komponentu a odhalenie príčiny jeho zlyhania je prvým krokom pri vylepšovaní návrhu a zvyšovaní spoľahlivosti systému.
Príčiny zlyhania komponentov
Možných dôvodov zlyhania komponentov je veľa. Niektoré poruchy majú pomalý priebeh a dávajú určitý čas na identifikáciu komponentu a jeho výmenu skôr, ako dôjde k jeho úplnému zlyhaniu. Ďalšie druhy zlyhaní sú rýchle, násilné a neočakávané.
Medzi najbežnejšie príčiny zlyhania komponentov patria:
- Stárnutie
- Nesprávne skladovanie komponentu
- Zlý návrh zapojenia obvodu
- Kaskádové zlyhanie viacerých komponentov
- Zmena v prevádzkovom prostredí
- Zlyhania pripojenia, poprípade skrat
- Kontaminácia, zatečenie a iné znečistenie
- Korózia a oxidácia
- Elektrické prepätie
- Elektrostatický výboj
- Výrobná vada
- Mechanický náraz a poškodenie
- Mechanické namáhanie počas prevádzky
- Nadprúd
- Prevádzka pri vysokej teplote a následné prehriatie
- Vada v balení komponentu
- Rôzne druhy žiarení
Poruchy komponentov zvyčajne sledujú určitý trend. V ranom veku elektronického systému sú poruchy komponentov častejšie a pravdepodobnosť zlyhania klesá ich používaním. Dôvodom poklesu chybovosti je to, že komponenty, ktoré sú zapúzdrené, alebo majú výrobné chyby, často zlyhajú do niekoľkých minút alebo hodín od prvého použitia zariadenia. Preto mnohí výrobcovia začleňujú do svojich výrobných postupov pre svoje výrobky niekoľkohodinovú dobu "zahorovania" komponentu. Tento jednoduchý no pritom účinný test eliminuje riziko uvoľnenia zlého komponentu z výrobného procesu, čo má za následok zničenie zariadenia do niekoľkých hodín od jeho montáže.
Po počiatočnom období "zahorovania" sa poruchy komponentov zvyčajne vyskytujú už len veľmi náhodne. Ako časom komponenty stárnu, prirodzené chemické reakcie znižujú kvalitu balenia či zapúzdrenia, prívodných vodičov a komponentov oxidáciou a koróziou povrchov. Mechanické a tepelné cyklovanie si tiež vyberá svoju daň na spoľahlivosti komponentu. Tieto faktory spôsobujú zvyšovanie miery zlyhania s vekom výrobku v ktorom je komponent použitý. Z tohto dôvodu sú poruchy často klasifikované buď podľa ich hlavnej príčiny alebo podľa zlyhania počas životnosti komponentu.
Riziko zlyhania môžete znížiť rutinnou kontrolou komponentov, o ktorých je známe, že po určitom čase alebo používaní zlyhali. Napríklad v leteckom priemysle sa základné komponenty vymieňajú, keď sú v prevádzke určitý počet hodín, a to bez ohľadu na to, či komponent vykazuje známky opotrebenia alebo akejkoľvej vidiťeľnej, či merateľnej degradácie komponentu.