DB34 T 1563.3-2011 Guide to failure mode and effects analysis of ITER Feeder system Part 3 Analysis reports of function and hardware《ITER馈线系统(FEEDER)故障模式及影响分析(FMEA)指南 第3部分：功能及硬件分析报告》.pdf

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1、ICS 27.120 F 46 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 1563.32011 ITER 馈线系统(FEEDER)故障模式及影响分析(FMEA)指南 第 3 部分：功能及硬件分析报告 Guide to failure mode and effects analysis of ITER Feeder system Part 3: Analysis reports of function and hardware 2011 - 12 - 16 发布 2012 - 01- 16 实施安徽省质量技术监督局 发布DB34/T 1563.32011 I 前 言 DB34/T 1563ITE

2、R馈线系统( FEEDER)故障模式及影响分析(FMEA)指南分为三个部分： 第 1 部分:术语和基本要求； 第 2 部分:功能及硬件； 第 3 部分:功能及硬件分析报告。 本部分为DB34/T 1563的第3部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则编写。 本部分由中科院等离子体物理研究所提出。 本部分由中科院等离子体物理研究所、安徽省标准化研究院起草。 本部分主要起草人：宋云涛、覃世军、陆坤、张莉、程勇、刘素梅、沈光、陈永华、许铁军、黄雄一、王忠伟、戢翔。 DB34/T 1563.32011 1 ITER 馈线系统(FEEDER)故障模式及影响分析(FMEA)指南 第 3

3、部分：功能硬件分析报告 1 范围 DB34/T 1563 的本部分规定了国际热核聚变实验堆（ITER）馈线系统(FEEDER)电流引线、内部馈线、过渡馈线、线圈终端盒功能及硬件故障模式及影响分析(FMEA)报告。 本部分适用于以纵向场（ TF）磁体馈线系统为对象进行的 FMEA分析，其他类型馈线系统也可参考本部分。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 DB34/T 1563.2-2011 ITER馈线系统(FEEDER)故障模式及影响分析(FMEA)指

4、南 第2部分:功能及硬件 3 电流引线(Current L ead)功能及硬件 FMEA 分析报告 3.1 电流引线系统定义 电流引线是连接低温超导母线和室温电源的重要部件。电 流引线低温端位于CTB盒体内部，与4K超导母线连接，另外一端位于室温状态下的干盒(dry box)内部，与室温电源总线连接。电流引线跨越低温超导母线和室温电源之间，本身温度梯度很大，是整个馈线系统比较大的热负荷所在。 图1 高温超导 HTS 电流引线结构 电流引线结构如图1，由于采用高温超导技 术(HTS)，超导电流引线由工 作在（4-78）K 温区的HTS超导段的部件，和工作在（78-300）K温区的气冷铜电流引线部

5、件组成。HTS部件的冷端与超导母线相连，并由超导母线的超临界液氦冷却维持在5K左右， HTS部件温端与铜引线的热交换装置连接，并通过该热交换装置使该端维持在（40-75）K。铜引线的 热交换由引入50K氦气进行强制冷却，经过热交换后在铜引线的室温端输出大约300K的氦气。 HTS部件是由基材为Bi-2223/AgAu的合金超导带先钎焊成超导带叠、再将该带叠钎焊在具有较低热传导率的不锈钢支撑管上形成的。 DB34/T 1563.32011 2 电流引线的组成主要为夹持板、HTS冷端、接触面板、HTS模块、HTS温端、壳体、传感器、热交换装置和室温端等。 3.2 电流引线功能框图和任务可靠性框图

6、3.2.1 功能框图 TF 磁体馈线系统电流引线的功能层次与硬件层次对应图见图 2。 图2 TF 磁体馈线系统电流引线的功能层次与硬件层次对应图 3.2.2 任务可靠性框图 TF 磁体馈线系统电流引线的任务可靠性框图见图 3。 图3 TF 磁体馈线系统电流引线的任务可靠性框图 3.3 电流引线功能及硬件 FMEA 的约定层次 初始约定层次为TF磁体馈线系统；约定层次为TF磁体馈线电流引线系统；最低约定层次为低温超导接头(101)、 室温接头(102)、 超导材料(103)、 绝缘包套和绝缘子(104)、 温度传感器(105)、 超导段(106)、换热器(107)、支撑部件(108)、线圈终端盒

7、壳体(109)等。 3.4 电流引线功能及硬件 FMEA 的严酷度定义 根据电流引线系统的每个功能故障模式对TF磁体馈线系统乃至ITER装置的最终影响程度， 确定其严酷度。严酷度类别及定义见表1。 表1 FEEDER 的严酷度类别及定义 严酷度类别 定义 类 (灾难的 ) (9,10) ITER停机维修及 FEEDER毁坏、重大损害和需要大更换，并有可能无限期拖延下去 类 (致命的 ) (6,7,8) 引起重大经济损失或导致 ITER任务失败、 FEEDER严重损坏及需大维修 类 (中等的 ) (3,4,5) 中等程度的经济损失或导致 ITER任务延误或降级、 FEEDER中等程度的损坏及小维

8、修 类 (轻度的 ) (1,2) 引起轻度的经济损失或 FEEDER轻度的损坏，但它会导致 ITER非计划性维护或修理 DB34/T 1563.32011 3 3.5 电流引线功能及硬件 FMEA 故障模式分析 电流引线系统的故障模式主要从有关信息中分析、设计人员和分析人员的经验得到。故障模式发生概率的等级分为A、B、C、D、E五级，其具体定义见DB3 4/T 1563.2中表6的规定。 3.6 电流引线功能及硬件 FMEA 故障检测 电流引线检测主要内容包括：目视检查、原位检测、离位检测等，其手段如机内测试(BIT)、自动传感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报警装置和遥测等。不易探测度评价

9、准则是利用现行故障模式检测手段方法找出故障存在的可能性，见表2。 表2 TF 磁体馈线系统不易探测度划分等级参考表 探测性 不易探测度 标 准 几乎肯定 1 几乎肯定能检测到失效模式、发生故障很轻易就能发现原因 很高 2 检测到失效模式可能性很高 高 3 检测到失效模式可能性高 中上 4 检测到失效模式可能性中等偏上 中等 5 检测到失效模式可能性中等 小 6 检测到失效模式可能性小 很小 7 检测到失效模式可能性很很小 微小 8 检测到失效模式可能性微小 很微小 9 检测到失效模式可能性很微小 几乎不可能 10 没有已知的控制方法能检测到失效模式 3.7 电流引线功能及硬件 FMEA 危害性

10、矩阵分析 TF磁体馈线系统电流引线的危害性矩阵图如图4。 ABCDE107109106104108101102103105图4 TF 磁体馈线系统电流引线的危害性矩阵图 3.8 电流引线功能及硬件 FMEA 表 根据TF磁体馈线系统电流引线的特点， 将对其进行的所有分析合成FEEDER电流引线系统硬件及功能FMEA表，见附录A。 DB34/T 1563.32011 4 4 内部馈线(In-cryost at Feedthrough)功能及硬件 FMEA 分析报告 4.1 内部馈线系统定义 内部馈线IF位于杜瓦内部，是磁体线圈终端和过渡馈线连接的子装配，外观结构为终端接线端子、连接盒（由终端连接

11、盒、cover盒、中间连接盒组成）和In-duct内管组成，内管里包含一对超导母线、两对冷却管路、两对测量诊断电缆等部件，具体见如图5。 a) 总体图 b) 局部 图 图5 内部馈线图 4.2 内部馈线系统的功能 4.2.1 功能框图TF 磁体馈线系统内部馈线的功能层次与硬件层次对应图见图 6。 图6 TF 磁体馈线系统内部馈线的功能层次与硬件层次对应图 4.2.2 任务可靠性框图TF 磁体馈线系统内部馈线的任务可靠性框图见图 7。 DB34/T 1563.32011 5 图7 TF 磁体馈线系统内部馈线的任务可靠性框图 4.3 内部馈线功能及硬件 FMEA 的约定层次 初始约定层次为TF磁体

12、馈线系统；约定层为TF磁体馈线内部馈线系统；最低约定层次为超导接头(201)、超导母线(202)、中间隔板(203)、超导母线支撑（ 204)、低温绝缘(205)、低温管路(206)、电压、温度计等测量传感器(207)、CD外支撑(208)、万向节( 209)、信号线(210)等。 4.4 内部馈线功能及硬件 FMEA 的严酷度定义 根据内部馈线系统的每个功能故障模式对TF磁体馈线系统乃至ITER装置的最终影响程度， 确定其严酷度。严酷度类别及定义见表1。 4.5 内部馈线功能及硬件 FMEA 故障模式分析 内部馈线系统的故障模式主要从有关信息中分析、设计人员和分析人员的经验得到。故障模式发生

13、概率的等级分为A、B、C、D、E五级，其具体定义见DB3 4/T 1563.2中表6的规定。 4.6 内部馈线功能及硬件 FMEA 故障检测 内部馈线系统检测的主要内容包括目视检查、原位检测、离位检测等，其手段例如机内测试(BIT)、自动传感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报警装置和遥测等。不易探测度评价准则是利用现行故障模式检测手段方法找出故障存在的可能性，见表2。 4.7 内部馈线功能及硬件 FMEA 危害性矩阵分析 TF磁体馈线系统内部馈线的危害性矩阵图如图8。 图8 TF 磁体馈线系统内部馈线的危害性矩阵图 DB34/T 1563.32011 6 4.8 内部馈线功能及硬件 FMEA

14、 表 根据TF磁体馈线系统内部馈线的特点， 将对其进行的所有分析合成FEEDER内部馈线系统硬件及功能FMEA表。见附录B。 5 过渡馈线(Cryostat Feedt hrough)功能及硬件 FMEA 分析报告 5.1 过渡馈线系统定义 过渡馈线由S弯盒和馈线直线段两部分组成，连接着内部馈线和线圈终端盒CTB，是管、缆、线等贯穿杜瓦壁和生物屏蔽层的通道，如图9所示。其中S弯盒属于薄壁压力容器，呈盒体形状，为了减少盒体的用材和保证盒体的强度，在盒体外面设置加强；过渡馈线的直线段主要是管、缆、线穿越杜瓦壁和生物屏蔽层的通道；超导母线Busbar的一端通过线圈终端接线端子与磁体线圈相连接，另一端

15、在线圈终端盒CTB内与电流引线的低温端相连接。 过渡馈线包括S弯盒、过渡馈线直线段和超导母线Busbar等这些子系统及下面的零部件等部件。 图9 过渡馈线结构图 5.2 过渡馈线系统的功能框图和任务可靠性框图 5.2.1 功能框图 TF 磁体馈线系统过渡馈线的功能层次与硬件层次对应图见图 10。 图10 TF 磁体馈线系统过渡馈线的功能层次与硬件层次对应图 DB34/T 1563.32011 7 5.2.2 绘制任务可靠性框图 TF 磁体馈线系统过渡馈线的任务可靠性框图见图 11。 图11 TF 磁体馈线系统过渡馈线的任务可靠性框图 5.3 过渡馈线系统功能及硬件 FMEA 的约定层次 初始约

16、定层次为TF磁体馈线系统；约定层次为TF磁体馈线过渡馈线系统；最低约定层次为外真空管(301)、冷屏(302)、超导接头(303)、超导母线( 304)、中间隔板(305)、超导母线支撑(306)、低温绝缘(307)、真空隔断(308)、低温管路(309)、电压、温度计等测量传感器 (310)、Cold mass 支撑(311)、地面支撑(312)、信号线(313)等。 5.4 过渡馈线系统功能及硬件 FMEA 的严酷度定义 根据过渡馈线系统的每个功能故障模式对TF磁体馈线系统乃至ITER装置的最终影响程度， 确定其严酷度。严酷度类别及定义见表1。 5.5 过渡馈线功能及硬件 FMEA 故障模

17、式分析 过渡馈线系统的故障模式主要从有关信息中分析、设计人员和分析人员的经验得到。故障模式发生概率的等级分为A、B、C、D、E五级，其具体定义见DB3 4/T 1563.2中表6的规定。 5.6 过渡馈线功能及硬件 FMEA 故障检测 过渡馈线系统检测的主要内容包括： 目视检查、 原位检测、 离位检测等， 其手段例如机内测试(BIT)、自动传感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报警装置和遥测等。不易探测度评价准则是利用现行故障模式检测手段方法找出故障存在的可能性，见表2。 5.7 过渡馈线功能及硬件 FMEA 危害性矩阵分析 TF磁体馈线系统过渡馈线的危害性矩阵图如图12。 图12 TF 磁体

18、馈线系统过渡馈线的危害性矩阵图 DB34/T 1563.32011 8 5.8 过渡馈线功能及硬件 FMEA 表 根据TF磁体馈线系统过渡馈线的特点， 将对其进行的所有分析合成FEEDER过渡馈线系统硬件及功能FMEA表，见附录C。 6 线圈终端盒(Coil Terminal Box)功能及硬件 FMEA 分析报告 6.1 线圈终端盒系统定义 线圈终端盒本体位于杜瓦和生物屏蔽层的外侧附近，连接在过渡馈线S弯盒的外侧，为磁体馈线系统中的管、缆、线分别与低温车间、电源大厅以及数据收集系统的相连接提供接口和屏蔽保护，如图13。 盒体内部采用独立的真空空间（在终端盒与过渡馈线S弯盒之间、终端盒与低温车

19、间之间设置有真空隔断），真空状态是通过在低温管路的集流管处抽真空获得的。 冷却管路系统通过各阀门的控制来控制和调节温度梯度的变化。 干盒是处在CTB的外测的一个可以用来干燥的箱体， 电流引线的室温端在此盒体内与室温电源连接。 图13 线圈终端盒结构视图 线圈终端盒系统包括线圈终端盒本体、线圈终端盒真空系统、冷却管路系统和干盒等这些子系统下面的零部件等。 6.2 线圈终端盒系统的功能框图和任务可靠性框图 6.2.1 功能框图 TF 磁体馈线系统线圈终端盒的功能层次与硬件层次对应图见图 14。 DB34/T 1563.32011 9 图14 TF 磁体馈线系统线圈终端盒的功能层次与硬件层次对应图

20、6.2.2 任务可靠性框图 TF 磁体馈线系统线圈终端盒的任务可靠性框图见图 15。 图15 TF 磁体馈线系统线圈终端盒的任务可靠性框图 6.3 线圈终端盒系统功能及硬件 FMEA 的约定层次 初始约定层次为TF磁体馈线系统；约定层次为TF磁体馈线的线圈终端盒系统；最低约定层次为壳体(401)、壳体泄爆口(402)、冷屏(403)、冷屏吊挂支撑(40 4)、低温阀门(405)、超导接头(406)、超导母线(407)、中间隔板(408)、电流引线支撑( 409)、超导母线支撑(410)、S 弯支撑(411)、低温绝缘(412)、真空隔断(413)、低温管路(414)、流量计、温度计等测量传感器

21、(415)等。 6.4 线圈终端盒系统功能及硬件 FMEA 的严酷度定义 根据线圈终端盒系统的每个功能故障模式对TF磁体馈线系统乃至ITER装置的最终影响程度， 确定其严酷度。严酷度类别及定义见表1。 6.5 线圈终端盒功能及硬件 FMEA 故障模式分析 线圈终端盒系统的故障模式主要从有关信息中分析、设计人员和分析人员的经验得到。故障模式发生概率的等级分为A、B、C、D、E五级，其具体定义见DB3 4/T 1563.2中表6的规定。 6.6 线圈终端盒功能及硬件 FMEA 故障检测 DB34/T 1563.32011 10 线圈终端盒系统检测的主要内容包括：目视检查、原位检测、离位检测等，其手

22、段例如机内测试(BIT)、自动传感装置、传感仪器、音响报警装置、显示报警装置和遥测等。不易探测度评价准则是利用现行故障模式检测手段方法找出故障存在的可能性，见表2。 6.7 线圈终端盒功能及硬件 FMEA 危害性矩阵分析 TF磁体馈线系统线圈终端盒的危害性矩阵图如图16。 图16 TF 磁体馈线系统线圈终端盒的危害性矩阵图 6.8 线圈终端盒功能及硬件 FMEA 表 根据TF磁体馈线系统线圈终端盒的特点， 将对其进行的所有分析合成FEEDER线圈终端盒系统硬件及功能FMEA表，见附录D。DB34/T 1563.32011 1 A A 附 录 A （规范性附录） FEEDER 电流引线系统硬件及

23、功能 FMEA 表 初始约定层次： TF磁体馈线系统 任务：连接低温超导母线和室温电源，承载热负载 审核： 第X页共X页 约定层次： TF磁体馈线电流引线系统 分析人员： 批准： 填表日期： 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 101 低温超导接头连接低温超导磁体终端 接头电阻过高 焊接工艺未控制好 接头指标高于ITER要求 需增大冷却流量进行冷却 无法工作 ,5 B,8 2 80 控制焊接和检测工艺 102 室温接头 连接室温超导磁体终端 发热大 螺杆连接因冷热

24、循环导致松动等多种综合情况 增大 50 K氦气冷量 室温终端温度高于ITER要求， 难以冷却降低。 换热器电位差过高触发保护，无法工作 ,5 B,8 2 80 细化接触面处理工艺，对连接件严格控制质量 103 超导材料 传输电流 临界电流降低 多次大梯度冷热循环，超导材料内部热膨胀系数差异导致临界电流降低 电流分配产生变化 分流温度裕度降低 载流能力下降至设计电流、易失超。,2 B,7 3 42 要求ITER运行期间超导段尽可能不要随意回温100K 104 绝缘包套和绝缘子 高压绝缘 帕邢放电 绝缘有缺陷或裂纹、磁体故障 系统对地电阻变小 局部放电 帕邢放电、烧毁内部设备 ,8 D,2 4 6

25、4 控制现场绝缘工艺和采用严格高压测试技术 105 温度传感器 监控运行状态失效 线拉断或传感器失效、高压击穿 失去部分不重要信息 不能判断引线重要运行参数 无法进行各种监控与失超保护，导致引线无法工作 ,2 B,7 2 28 加备份、对高压测试期间重点保护 106 超导段传输电流 失超 换热器失去冷却致中间过渡段温度提高到分流温度 失超保护联动 焊料融化，性能退化 烧毁 ,7 C,4 4 112运行期严格进行各种监控和保护 DB34/T 1563.32011 2 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级

26、 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 107 换热器与氦气进行热交换 过热 失去 50 K氦气冷却或过流 对超导安全产生影响 温度过高导致换热器上绝缘材料碳化，导致绝缘破损 烧毁 ,8 D,3 5 120运行期严格进行各种监控和保护 108 支撑部件 支撑 失效 地震 弯曲变形 损伤接头 绝缘破坏、断裂 ,7 E,1 6 42 加固支撑 109 线圈终端盒壳体 保持真空环境真空泄露 地震 局部泄露 大漏 失去真空、暴露大气 ,10 D,2 3 60 加固支撑、放置上下支撑 DB34/T 1563.32011 3 附 录 B （规范性附录） TF 磁体馈线系统内部馈线硬件及功能 FMEA 表 初

27、始约定层次： TF磁体馈线系统 审核： 第X页共X页 任务：连接线圈终端和过渡馈线，防止因超导母线短路而产生电弧击穿，并对各种管、线、缆提供定位和支撑 约定层次： TF磁体馈线内部馈线系统 分析人员： 批准： 填表日期： 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 201 超导接头 电流引线和超导母线之间连接 接触电阻大 未搭接好 局部温度上升冷却流量加大 失超， 系统无法工作 ,5 B,8 2 80 严格控制搭接中锡焊等工艺 202 超导母线 电流传输 失超 冷却不充分

28、 系统无法工作 ,9 C,5 2 90 保证冷却充分 203 中间隔板 防止超导母线之间因绝缘损坏后起弧， 固定内部部件 失稳 变形 支撑强度不够 内部部件固定不到位影响部件正常工作 超导母线或电流引线不能正常工作，系统停机 ,9 C,4 5 180充分验证支撑强度，控制安装工艺。后续可增支撑数量 204 BUSBAR（超导母线）支撑 支撑超导母线 失稳 安装不到位，本体强度不够 超导母线受力过大 超导母线失超或破坏 系统停机 ,7 E,1 6 42 验证支撑强度，控制安装工艺。后续可增支撑数量或增支撑强度 205 低温绝缘 电绝缘 失效 磨损或现裂纹 系统对地电阻变小 局部放电 毁坏内部部件

29、， 系统停机 ,8 D,2 4 64 严格控制制造工艺和过程检测 206 低温管路 输送冷却液 泄漏 焊接质量差 微漏造成抽真空缓慢漏率大，无法达真空度要求，运行中会可能出现帕邢放电 系统停机，维修 , 4 C,6 2 48 控制焊接和检测工艺 207 电压、温度计等测量传感器 信号诊断 不灵敏或失效本体质量差，内馈线内部漏电或帕邢放电时遭破坏 测量准确度差无法基于测量数据对工况进行判断，无法控制运行参数 在须知准确参数才能运行系统情况下， 被迫停机检修 ,2 B,7 2 28 控制安装和检测工艺，并做好系统内保护 DB34/T 1563.32011 4 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模

30、式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 208 CD（支撑管）外支撑 支撑支撑管 失稳， 强度不够设计考虑不足 支撑管不能自由滑动支撑管无法受到支撑，整个内馈线受力过大 内馈线遭到损坏 ,7 D,2 6 84 优化设计，增加设计强度，补充加强筋 209 万向节 给支撑管提供柔性 工作不到位或卡住 设计缺陷或安装质量差 支撑管柔性差支撑管无柔性，过度拉拽过渡馈线 造成过渡馈线破坏 ,2 D,2 7 28 设计通过验证，严格控制安装工艺 210 信号线 诊断 中断 损伤 信号失真 信号中断 无法诊断 ,3 B

31、,7 2 42 控制装配工艺并有备份 DB34/T 1563.32011 5 B B 附 录 C （规范性附录） TF 磁体馈线系统过渡馈线硬件及功能 FMEA 表 初始约定层次： TF磁体馈线系统 任 务：连接着内部馈线和线圈终端盒 CTB 审核： 第X页共X页 约定层次： TF磁体馈线过渡馈线系统 分析人员： 批准： 填表日期： 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 301 外真空管实现真空环境 泄漏 焊接质量差泄漏，密封面因变形而泄漏 抽真空缓慢 无法抽到满足工

32、作要求的真空度 系统无法工作 ,3 C,5 4 60 严格控制焊接质量和焊缝质量检测， 302 冷屏 减少来自室温端对内部4.5K部件的辐射热 温度偏高，变形大 冷却不充分，冷却管与屏板接触面积减小造成对内部4.5K部件的辐射热增加，增加低温系统符合 使内部低温部件降温时间延长 若内部部件，尤其是超导部件不能达到超导温度，系统将无法运行 ,6 D, 2 8 96 控制焊接和总装工艺以及安装前测试，或后续临时加铜带来加强冷却管与屏板间的传热 303 超导接头实现电流引线，超导母线之间的连接 接触电阻大 未搭接好 局部温度上升 冷却流量加大 失超，系统无法工作 ,5 B,8 2 80 严格控制搭接

33、中的锡焊等工艺 304 超导母线 电流传输 失超 冷却不充分 系统无法工作 , 9 C,5 2 90 保证冷却充分 305 中间隔板防止超导母线间因绝缘损坏后起弧，固定内部部件 失稳，变形 支撑强度不够内部部件固定不到位 影响部件正常工作 超导母线或电流引线不能正常工作，系统停机 , 9 C,4 5 180充分验证支撑强度，控制安装工艺。后续可增加支撑数量 306 BUSBAR（超导母线） 支撑 支撑超导母线 失稳 安装不到位，本体强度不够超导母线受力过大 超导母线失超或破坏 系统停机 ,7 E,1 6 42 验证支撑强度，控制安装工艺。可增支撑数量或增支撑强度 DB34/T 1563.320

34、11 6 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 307 低温绝缘 电绝缘 失效 磨损或现裂纹系统对地电阻变小 局部放电 毁坏内部部件，系统停机 ,8 D,2 4 64 严控制造工艺和过程检测 308 真空隔断隔断线圈终端盒和过渡馈线之间的真空 泄漏，热负荷过大，强度不够 焊接质量差，结构热性能差过渡馈线单独抽空检测抽速慢，热负荷大使制冷机负荷大 漏率过大造成过渡馈线无法单独进行抽空检测，或强度不够造成损坏，并泄漏 重新制造 , 9 B,7 4 252充分分析热负荷，控

35、制焊接等工艺和过程检测 309 低温管路 输送冷却液 泄漏 焊接质量差 微漏造成抽真空缓慢 漏率大造成无法达真空度要求，运行中现帕邢放电可能 系统停机，维修 ,4 C,6 2 48 控制焊接和检测工艺 310 电压、 温度计等测量传感器 信号诊断 不灵敏或失效 本体质量差，过渡馈线内部漏电或帕邢放电时遭破坏 测量准确度差 无法基于测量数据对工况进行判断，无法控制运行参数 在须知准确参数下才能运行系统情况下，被迫停机检修 ,2 B,7 2 28 控制安装和检测工艺，并做好在系统内的保护 311 Cold mass（冷质） 支撑 支撑支撑管和冷屏 强度不够，热负荷大，是与外管滑槽卡死 设计有偏差，

36、安装质量差，滑槽或本体有变形 无法滑动，造成支撑管受力大，热负荷大造成4.5K部件难冷却到位 支撑管应力大、 变形，内部其他部件工况改变，超导母线热负荷大，无法冷却到超导温度 系统停机 ,7 D,2 6 84 充分分析设计可行性，控制加工和装配工艺，做好过程检测 312 地面支撑支撑外真空管 失效 调节范围不足，强度不够局部损伤 外真空管损伤 外管泄漏 , 3 D,2 4 24 优化设计，增加调节范围 313 信号线 诊断 中断 损伤 信号失真 信号中断 无法诊断 ,3 B,7 2 42 控制装配工艺并有备份 DB34/T 1563.32011 7 C C 附 录 D （规范性附录） TF 磁

37、体馈线系统线圈终端盒硬件及功能 FMEA 表 初始约定层次： TF磁体馈线系统 审核： 第X页共X页 任务：磁体馈线系统中的管、缆、线分别与低温车间、电源大厅以及数据收集系统的相连接提供接口和屏蔽保护并提供真空环境 约定层次：TF磁体馈线线圈终端盒系统 分析人员： 批准： 填表日期： 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 401 壳体 实现真空环境 泄漏 焊接质量差泄漏，密封面因变形而泄漏 抽真空缓慢 无法抽到满足工作要求的真空度 系统无法工作 10, D,2 3

38、60 控制焊接质量和焊缝质量检测，壳体变形控制在设计要求内 402 壳体泄爆口 内部管路破裂时对壳体过压保护 打开缓慢或无法打开 泄爆口弹簧工作性能差 壳体内部压力升高较快 使过压状态，产生大变形 壳体遭到破坏 , 8 B,7 2 112 加强安装前的调试，控制安装工艺 403 冷屏 减少来自室温端对内部 4.5K部件的辐射热 温度偏高， 变形大 冷却不充分，冷却管与屏板接触面积减小造成对内部 4.5K部件的辐射热增加，增加低温系统符合 使内部低温部件降温时间延长 内部部件，尤其是超导部件不能达到超导温度，系统将无法运行 , 6 D,2 8 96 控制焊接和总装工艺以及安装前测试，或后续临时增

39、加铜带来加强冷却管与屏板间传热 404 冷屏吊挂支撑 将冷屏吊挂在壳体顶部 卡死， 不能随冷屏降温而移动来补偿冷收缩 安装不到位，设计间隙不够引起冷屏变形 变形过大会拉坏屏板，造成冷屏功能减弱 一旦管道拉坏或功能丧失过多，系统无法工作 , 3 D,2 7 42 滑动间隙要充分，控制安装工艺 405 低温阀门 流量控制 失效 本身损坏、阀杆变形 难以精准控制流量 不能按工作要求来控制 导致系统无法工作 , 8 C,5 3 240 安装前检测，严格控制安装工艺 406 超导接头实现电流引线和超导母线间连接 接触电阻大 未搭接好 局部温度上升 冷却流量加大 失超，系统无法工作 , 5 B,8 2 8

40、0 严格控制搭接中的锡焊等工艺 407 超导母线 电流传输 失超 冷却不充分 系统不工作 ,9 C,5 2 90 保证冷却充分 DB34/T 1563.32011 8 故障影响 代码 产品名称 功能 故障模式 故障原因 局部影响 高一层次影响 最终影响 严酷度类别 故障模式概率等级 不易探测度等级 RPN设计改进措施或使用的补偿措施 408 中间隔板防止超导母线间因绝缘损坏后起弧，固定内部部件 失稳，变形 支撑强度不够内部部件固定不到位 影响部件正常工作 超导母线或电流引线不能正常工作，系统停机 , 9 C,4 5 180 充分验证支撑强度后，控制安装工艺。后续可增支撑数量 409 电流引线支

41、撑 支撑电流引线 失稳 安装不到位，本体强度不够电流引线不稳 电流引线末端受力过大 电流引线破坏，系统停机 ,7 E,1 6 42 验证支撑强度，控制安装工艺。后续可增支撑数量或支撑强度 410 超导母线支撑 支撑超导母线 失稳 安装不到位，本体强度不够超导母线受力过大 超导母线失超或破坏 系统停机 ,7 E,1 6 42 验证支撑强度。后续可增支撑数量或支撑强度 411 S弯支撑 支撑 S弯 失稳 安装不到位，本体强度不够， S弯位移超过支撑范围 S弯受力过大 S弯受破坏 系统停机 ,2 D,2 6 24 验证支撑强度及控制安装工艺。后可增支撑数量或支撑强度 412 低温绝缘 电绝缘 失效

42、磨损或出现裂纹 系统对地电阻变小 局部放电 毁坏内部部件，系统停机 ,8 D,2 4 64 严格控制制造工艺和过程检测 413 真空隔断隔断线圈终端盒和低温传输线之间的真空 泄漏， 热负荷过大 焊接质量差，结构热性能差泄漏使终端盒单独抽空检测抽速慢，热负荷大使制冷机负荷加大漏率过大造成终端盒无法单独进行抽空检测 重新制造 ,9 B,7 4 252 充分分析热负荷，控制焊接等工艺和过程检测 414 低温管路 输送冷却液 泄漏 焊接质量差 微漏造成抽真空缓慢 漏率大造成无法达到要求的真空度，运行中出现帕邢放电可能 系统停机，维修 ,4 C,6 2 48 控制焊接和检测工艺 415 流量计、温度计等测量传感器 信号诊断 不灵敏或失效 本体质量差，终端盒内部漏电或帕邢放电时遭破坏 测量准确度差 无法基于测量数据对工况进行判断，无法控制运行参数 须知准确参数下才能运行系统时，被迫停机检修 ,2 B, 7 2 28 控制安装和检测工艺，并做好在系统内的保护 _