勞鉺水處理系統故障維修分析二例

陳麗婷，宋明陽，趙建成，劉學軍

1. 北京協和醫院 腎內科，北京 100005；2. 中日友好醫院 腎內科血液凈化中心，北京 100029

引言

透析用水質量對透析患者的治療有很大影響[1-2]，透析液成分98%以上都是透析用水，水質問題將直接導致透析患者的群體不良事件發生。大量研究表明使用超純透析液透析具有使患者炎癥因子水平下降等益處[3-5]。但是目前，一些一線城市的透析用水質量雖然合格率高，但距離透析發達國家仍有改進提高的余地，而在二三線城市，二級醫院的透析用水質量也會低于三級醫院[6-7]。對水處理系統定期進行預防性消毒是維持與提升透析用水質量的重要方法之一[8-12]。根據血液凈化標準操作規程要求[13]，血液凈化中心必須進行水處理設備的保養、維修、消毒、更新、檢測并進行記錄。保證水處理系統消毒程序正確執行，進而提高透析用水的質量是血透臨床工程師的重要職責。目前水處理維修的相關文獻較多關注的是水處理系統使用過程中出現故障的解決，并未發現有文獻討論有關熱消毒系統相關故障的維修[14-18]。本文所述故障一是由于循環管路系統無法保壓導致自動熱消毒系統報錯，無法進行自動熱消毒工作；故障二是由于JUMO電導率表損壞導致水處理主機無法正常啟動。本文對勞鉺水處理系統的特點進行了概述，并根據故障現象進行了逐步分析，提出了排查的方法與具體解決方案。

1 水處理系統的工作原理及熱消毒流程

水處理系統的主要組成包括預處理和反滲透主機，見圖1，其核心部件是反滲透主機內部的反滲透膜。其工作方式是利用反滲透原理，在反滲透膜的一側施加高壓，使水由較高濃度的一側反向滲透至較低濃度的一側。在反滲透過程中，較高濃度側的細菌及不純雜物、可溶性固體物和對人體有害的有機物、無機物均不能透過高精密的反滲透膜[19]。

圖1 水處理系統流程圖

本文所述設備是勞鉺Eco RO Dia II 3600HT水處理系統。預處理系統包括前級增壓泵、砂濾罐、樹脂罐、活性炭罐。反滲透主機是一體雙級反滲系統。輸送系統及消毒系統包括雙循環管路（配備管路熱消、膜熱消的相關元件）與熱消毒控制柜。水處理系統無故障時，進入待機模式后，每隔120 min反滲透主機會啟動進行管路自動沖洗，到達預設自動熱消毒時間時，熱消毒控制柜控制相關閥門（連接反滲透主機與循環管路）關閉，加熱絲在線加熱管路中的水，開始管路熱消毒。

2 故障一：循環系統無法保壓導致熱消毒系統報錯

2.1 故障現象

熱消毒控制柜報警，錯誤代碼A16，反滲透主機正常自動開機、運行。查看歷史錯誤信息后，確定熱消毒控制柜最早報警時間是在前一天反滲透主機進入待機模式后，并且沒有按照設定時間進行管路自動消毒，反滲透主機并無報警記錄。重復切換反滲透主機開機/待機模式，發現在主機進入待機模式后，系統無法保壓，管路末端壓力從3 bar瞬間下降，下降后壓力范圍是0～0.9 bar。熱消毒控制柜重復顯示錯誤代碼A16。

2.2 故障分析

查閱維修手冊，A16表示在熱消毒系統關閉狀態下或管路熱消毒狀態下，壓力傳感器5.1.3壓力低于最小值（1 bar）。壓力傳感器5.1.3是管路末端的壓力傳感器，若管路末端壓力值過低，首先可以檢查管路中的水是否有泄漏，如透析機在完成消毒后未關機一直處于沖洗狀態、管路中有泄漏點等。但此種情況下，一般控制柜會與主機聯合報警。主機常見報警代碼：A10，水箱水位低于浮球開關；E17，泄漏報警，系統待機沖洗時檢測到回水流量小于產水流量[14]。本次故障主機并無報錯，可以排除管路泄露的可能，故將此次故障原因鎖定為系統內部保壓元件損壞。分析管路中會對末端壓力產生影響的幾個元件，重點關注調壓閥UV2、背壓閥UV1.1、UV1.2和DG壓力包三個元件，元件位于管路中的位置如圖2所示。UV2調壓閥的作用是保證產水壓力不高于設定值，見圖3a；背壓閥UV1.1和UV1.2的作用是控制雙循環管路壓力的閥門，見圖3b；DG壓力包的作用是穩定循環系統壓力，見圖3c。以上3個元件損壞時，均會使末端壓力在關機時迅速下降。由于沒有其他辦法做出進一步的判斷，故使用排除法進行故障分析。

圖2 循環系統部分流程圖（復制勞鉺說明書，已獲勞鉺授權）

圖3 影響末端壓力的三個元件實物圖

2.3 故障排除

通過故障分析，將問題鎖定在上述三個元件上。① 更換調壓閥UV2，切換水處理設備至待機模式，掉壓的現象并無改善，故排除UV2閥門損壞的可能；② 拆卸背壓閥UV1.1、UV1.2并對其進行沖洗，觀察并無異物影響背壓閥的運轉后，重新安裝背壓閥，但末端壓力下降的問題沒有改善，進一步排除背壓閥損壞的可能；③ 對DG壓力包進行檢查，使用壓力檢測工具測量內部壓力發現，壓力包內部氣囊壓力不足1 bar，嘗試打壓后發現壓力包有輕微漏氣現象。更換新DG壓力包后，重復進入待機模式，發現在沖洗狀態結束后壓力下降的情況有所改善，3.0 bar瞬間降至1.0 bar左右，但仍不能起到保壓作用。

經科室臨床工程技師與廠家工程師反復對三個元件進行深入分析研究，確認調壓閥和背壓閥無機械故障，進而將故障元件鎖定在DG壓力包。此時用壓力檢測儀測定新更換的壓力包，其出廠壓力為4 bar。根據勞鉺內部配件維修手冊TM160壓力包說明書部分（此全英文維修手冊僅在廠家工程師內部使用），見圖4，壓力范圍應在（2.3±0.3）bar。按照手冊將壓力從4 bar調整至2.3 bar左右，再次運行系統，待機模式沖洗結束后，水路末端壓力穩定保持在3.0 bar，熱消毒系統可以正常自動運行，故障解除。

圖4 勞鉺配件維護手冊TM160

2.4 故障小結

本例故障報警位置是熱消毒系統，但實際故障卻是循環系統上的保壓原件DG壓力包。更換新壓力包并未解決其故障，而是需要查閱廠家內部部件維修手冊才能到找到細節問題。這也提示作為專業血液透析臨床工程師，熟悉設備原理和用戶手冊是基礎，同時還要同廠家工程師共同學習以便更為深入地了解內部維修資料細節。

3 故障二：電導率表損壞導致機器無法啟動

3.1 故障現象

故障發生前一天，水機有停電現象，報警Error 2。復位報警信息后，設備不再報警，各儀表參數顯示正常。將水機切換至透析模式，設備停機出現Error 16報警信息，不啟動排空水箱程序。更換至待機模式、一級緊急模式與二級緊急模式，出現同樣故障。

3.2 故障分析

查看客戶維修手冊，E16代表開關PSAH3處的壓力超過極限值。定位至PSAH3壓力開關，見圖5。檢查PASH3前后通路正常，判斷是壓力開關故障，但更換PSAH3壓力開關后故障仍存在。無法通過故障代碼找到故障點，此時選擇通過故障現象入手，進一步分析主機停機、無法運行水箱排空程序的原因。常見原因包括：① 供水不足（原水不足或預處理部分有堵塞）；② 水箱液位傳感器工作異常；③ JUMO電導率表損壞；④ 純水探頭損壞；⑤ 主控電路板與CPU損壞或與其他元件的連接線路發生虛接。針對此故障現象逐項進行排查。

圖5 PSAH3壓力開關

3.3 故障排除

初步排查上述可能存在故障點的位置。① 檢查原水壓力與保安濾器前壓力，原水壓力0.5 MPa，保安濾器壓力壓降正常；② 檢查電路控制柜及線路，未發現有虛接或松動的情況；③ 排查液位傳感器運行狀態：手動控制水箱的進水與排放，水箱液位傳感器及顯示屏可正常工作；④ 排查反滲水電導率探頭與電導率表運行狀態：用酒精進行擦拭、清洗探針，并使其在空氣中，JUMO電導率表顯示為0 μs/cm，并且停機狀態下顯示反滲水電導率為2.8 μs/cm，未見異常。

由于在設備停機狀態下各元器件顯示正常，無法準確查找到故障點，嘗試進入主機消毒模式排查，結果為主機可以正常消毒，且各項壓力、水溫、水位等均處于正常狀態。消毒模式與運行模式的區別是屏蔽了反滲水電導干預部分，故而確定故障點是反滲水電導率相關部分：① JUMO電導率表（圖6a）；② 探針（圖6b）；③ 電導率表進行數據交互的CPU與主板。由于此類元件無法進行進一步測試，故向廠家訂購上述元件，使用排除法。

圖6 反滲水電導率相關部分

現場先更換CPU板與主板，設備故障重現。更換JUMO電導率表，設備恢復正常。因此判斷是停電導致了JUMO電導率表內部損壞，進而導致電導率表與主機控制系統通信數據交互產生問題，電導率未能正確地被傳輸至主控電路板中，無法滿足純水低于90 μs/cm的啟動條件。

3.4 故障小結

本例故障的現象是設備停機，此類故障大多是由供水問題引起，包括：① 用水量過大導致的供水不足；② 預處理中的濾料阻塞保安過濾器。發生故障后工程師排查方向多為水源或液位開關[15-18]。而案例二的故障點卻是JUMO電導率表，并且故障代碼與實際故障并不一致。這提示在故障維修時，不應只遵循故障代碼，遇到瓶頸時可以從故障現象與設備工作原理入手，通過手動模擬元器件運行狀態進行排查。遇到同類故障時的排除思路：① 依據故障代碼排除壓力傳感器問題；② 若不能解決故障，繼續排查上述供水問題；③ 如保證供水充足后，水機故障仍然未解決，此時應進行相關電路的檢修，包括電路板、CPU板及JUMO電導率表。同時，本次故障的起因很可能是前一天的停電造成內部元件的損壞，因此案例二提示廣大工程師同仁要和醫院后勤部門做好溝通，停電前要通知血液凈化中心，提前關閉設備，避免此類故障的發生。

4 討論與總結

勞鉺水處理系統故障大多以代碼報警方式顯示，遇到常見問題臨床工程師常根據報警代碼初步判斷故障位置及原因[18]。但勞鉺水處理系統內部組成復雜，工作程序及元件較多，故障排除難度較大。本文所述案例一用簡單的排除法很難準確定位到故障元件，要查詢內部維修手冊才能判斷其故障原因。建議在購置設備時將內部維修文件作為配置清單中的一項，隨設備一同到貨，避免后期設備廠家因為其他原因無法給到用戶。本文案例二存在查詢報警代碼無法分析故障原因的現象，解決此故障的特別之處是處理辦法，需要通過故障現象，手動模擬元器件的運行狀態，再聯合排除法查找故障原因。此故障可借鑒之處為，當遇到一個故障存在幾處可能損壞的元件時，可先考慮手動模擬每個元件的運行狀態，當然這要求對系統的工作流程掌握非常熟練。這樣的維修方法可避免同時更換幾個元件，節省成本。

水處理系統是一個復雜的整體性系統，一些小故障可能導致與故障點不相關的元器件出現故障現象[15]或引起更大的故障[19]。水處理設備每天運行時間15 h以上，元器件長期處于運動狀態很容易發生故障[16]，但設備日間處于透析工作狀態，只能夜間或周日維修，這給臨床工程師的維修增加了難度。因此，需要更加深入地掌握水處理系統的工作原理、結構組成，在日常工作中多閱讀相關文獻和更專業的維修手冊。“專”是每一位臨床工程師的目標，擁有高超的技術能力也是同行們共同的努力方向。結合同行的經驗，將維修與預防工作結合起來，方可消除隱患、杜絕事故。