主题:【第十二届原创】PE NexION 300S ICP-MS 大修记

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snooker
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7月二等奖
一、仪器档案
1、型号: PE NexION 300S
2、装机时间:2013年8月
3、配制:有机加氧进样系统, NH3 DRC 反应气
4、维修情况:
  -. 2015年7月 更换  DRC 控制模块电路板
  -. 2016年5月 更换电源模块
  -. 2017年7月 更换分子涡轮泵
  -. 2019年5月 更换机械泵、分子泵以及正空系统全面保养
二、本案记录为2019年5月大修过程
1、故障发生(显而易见的迹象):ICP-MS 声音异常,可以听见轻微的金属刺耳的声音,很微弱,可以感觉到和正常使用时不一样。考虑到2017年出现过类似情形,一想完了,新分子泵没到两年崩溃了。
2、联系工程师,上门检查后发现真空系统密封不良,存在泄露。可以在熄炬待机情况下打开仪器,戴手套轻轻堵住锥孔,松开时候可以有泄漏的声音(视频不知道有没有上传成功)。考虑上次更换的分子泵很快损坏,可能机械泵能力不足,检查发现机械泵有漏油的迹象,测量机械泵真空度,确认机械泵故障。确定维修方案,更换机械泵,分子泵,真空系统密封圈更换。
3、过程图片
机械泵抽真空能力测量,正常情况下真空度在0.6-0.8*10-1 mbar。实际测量结果为1.58*10-1mbar。确认机械泵故障,同时还有轻微漏油的情况(支撑脚橡胶垫上有油渍)

更换新的机械泵,原装型号停产了,新的机械看起来与原款有些差异,都是莱宝的。安装后测量真空,0.95*10-1mbar。工程师说新泵,还没有充分预热,机械泵里面的泵油温度上来后数值还会再低一点。

更换真空系统密封圈:主要有两个部分,一是锥后面的铜片上的四个密封,还有一个是机械泵分子泵系统连接的一个单向阀密封圈。
先来两张拆机前的图片


上图所示的两个不锈钢波纹管之间的部分是一个大的单向阀,里面的密封圈长期接触从锥后部抽出的样品,多年来老化腐蚀,皲裂漏气。特别我们的样品又是腐蚀性比较强的有机溶剂,仪器用了快6年了,这个部分都没有维护过。先面壁思过10min。
拆开后的样子




更换锥后部的铜片阀门的密封圈,这个部件拆卸起来非常麻烦,参照前面的图片,卸下锥,炬室的弹片,冷凝水模块。可看到锥后面链接真空腔的内部有很多有机物沉淀及积碳。这些被抽出来的有机物和积碳,会沉积在上图所示的管道内壁及密封圈等部分,需要定期保养,到期更换。

拆掉安全联锁装置

拆开后部的各种数据线,气体管路~~~~松开各种固定螺丝~~~~
可以看到离子偏转透镜,带电离子在电场中来一个直角转弯,进入DRC/KED 预四级杆等。据说是专利技术,和 A 家的不一样,宣称离子透镜终身免清洗。



拆掉上图所示的四个螺丝,撬开盖板,可以看到如下图所示的铜片阀门,日常更换锥的时候可以看到超级锥后面的铜片就是这个,在铜片的两面各有连个密封圈,日常待机时,铜片将真空腔与外界隔离,点炬后可以听到启动阀门带动铜片移动打开锥与真空腔的通道,就可以传送测试样品。


铜片在上下移动的过程中会磨损密封圈,产生碎削,卡住活塞杆,有可能活塞杆被拉断裂(兄弟工厂发生过)

来一张离子透镜的特写,可以看到很多非金属件,塑料螺丝,是不是减少对扇形磁场的影响?

4、机械泵、分子泵和真空密封圈更换后,工程师检查17年至今的所有测试参数,发现仪器开机后分子泵电流,分子泵轴承温度随点炬时间而增加。
    温度反馈数据中 Coolant Temp.RB 与 Interface Temp.RB 温差较大,差异值有 25℃(不正常,正常值10~15℃)
    分子泵电流 Turbo Pump Current RB : 3.5~3.9 Amps  (上限 4.2 报警停机,工程师反馈点炬时正常值 3.0~3.2 以下)
    分子泵轴承温度  Turbo Pump Bearing Temp. RB:45~53℃(上限 55 报警停机,工程师说使用温度不要超过 45,正常可以维持在 42 左右)
三、原因分析
1、机械泵泵油渗漏,机械泵抽真空能力差,拖累分子泵。
2、真空系统密封不良,分子泵负载加大,测试时分子泵电流增大,温度升高。
3、冷水机冷水系统需要清洗,冷凝水流量无法提高,建议冲洗流路或更换管路等部件。
4、定期更换锥,锥孔变大后导致分子泵负载加重,特别是有机加氧进样系统,等离子体功率大,温度高,腐蚀严重,锥孔变大的快。
四、建议
1、购买维修合同,每年可以做一次全面保养,能够避免密封圈等小问题积累导致的大部件损毁。
2、日常测试过程中时时关注上述几个重要参数,持续异常变化是及时排查故障。
3、在分子泵上加装制冷模块(如下图)或更换冷凝水管路。

心得体会:
1、日常使用 ICP-MS 点检的内容要仔细,测试过程中参数的变化要加以关注。
2、多和工程师沟通,及时反馈仪器的状态,有任何疑问的地方及时确认,早发现早治疗。
3、维修过程中多看多问,可以学习到很多深层次的原理的东西。
4、遇到了一个非常棒的工程师,这里再次感谢 PE 工程师的耐心指导,答疑解惑。
5、至于维修合同,我也不理解领导为什么不买,我想以后会买的
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wangjstw
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楼主的帖子不错,特别是配图比较到位;楼主庖丁解牛式的图示,给了普通用户一些自我保养方面的良好示范。必须加精。
就维修而言,产品的“型号”真没那么多。换句话说,产品的升级,往往是某个功能模块的局部改进,一个新型号与其上一型号之间的差别,往往是很小的。差别在哪儿呢?稍微懂得产品构造和技术的人都知道,“型号”停产是用户远离技术的“心理阴影”,另一方面也是厂方和售后收取高维修费的噱头。从产业道义上讲,才销售三、五年的产品,更没有以停产欺诈用户的道理。当然,这些话是仅仅就产品技术与“用户绑定”而言的。


就图片问题再唠叨几句。这个帖子的图片比较精致,但也是小有瑕疵。譬如这张图,光线不够均匀,致使反光干扰了密封结构的呈现效果,拍摄沟槽结构时,在尽量使用自然光的基础上还可考虑辅助照明;同一部件还可以多角度、多图片、并以附加文字注释的方式组合呈现。就我个人的感受而言,条件许可时,尽量不手抓着被摄体拍照,背景尽量清理干净,或者垫上打印纸拍摄。
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2019/7/12 15:33:59 Last edit by wangjstw
BGYQ
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才6年维修费用已经50万,你们使用频繁吗?实验室环境控制得如何?
非常棒的一篇原创,图文并茂,总结部分对大家也很有启发和帮助。
Insm_fce9a18d
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6年50万的维修费用对一台仪器来说,确实是有点超预算了。仪器使用频繁吗?还是仪器本身故障率高?
snooker
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原文由 BGYQ(v3151876) 发表:
才6年维修费用已经50万,你们使用频繁吗?实验室环境控制得如何?
非常棒的一篇原创,图文并茂,总结部分对大家也很有启发和帮助。


其实最后两次的故障应该是可以避免的,仪器全年无休,每天4~5小时使用,环境整体还可以,千级无尘室很勉强的样子。
分子泵第一次坏掉的的时候,结合工程师的判断没有深究,只想到锥孔变大一个单一的原因,领导不同意买新的锥,Pt太贵,也不买合约,每天用的心惊胆战。
分子泵更换后也加强了检查,也注意到多种不正常的迹象,如果多和工程师沟通,再多坚持向领导反馈,应该可以减少损失,唉~~
学费交的有点多~
tuxlin
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各家的维保合同都不便宜,显得有点鸡肋:买了有点贵,也不知用不用得上;不买吗,有时维修起来确实肉疼。也给仪器公司提过建议,希望他们能将维保的费用降下来,让尽量多的用户愿意买,但显然他们是不愿意降费的。
zyl3367898
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楼主真是高手啊,光看着这么多器件就复杂的很。
光哥
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原文由 snooker(snooker) 发表:
其实最后两次的故障应该是可以避免的,仪器全年无休,每天4~5小时使用,环境整体还可以,千级无尘室很勉强的样子。
分子泵第一次坏掉的的时候,结合工程师的判断没有深究,只想到锥孔变大一个单一的原因,领导不同意买新的锥,Pt太贵,也不买合约,每天用的心惊胆战。
分子泵更换后也加强了检查,也注意到多种不正常的迹象,如果多和工程师沟通,再多坚持向领导反馈,应该可以减少损失,唉~~
学费交的有点多~
S型的一般都是半导体高纯试剂用户。楼主这么的情况,还是建议加强实验室的管理了,如果建设1000级使用10000级,那显然是管理的锅了
拉菲
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原文由zyl3367898(zyl3367898)发表:楼主真是高手啊,光看着这么多器件就复杂的很。
高手
snooker
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原文由 Insm_fce9a18d(Insm_fce9a18d) 发表:
6年50万的维修费用对一台仪器来说,确实是有点超预算了。仪器使用频繁吗?还是仪器本身故障率高?
部分维修是可以避免的,自己日常使用中点检维护不够仔细,发现一点点小问题没有及时反馈问题,久病成疾。领导对合约也没有认识。各种因素综合在一起~~~
snooker
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原文由 光哥(xsh1234567) 发表:
S型的一般都是半导体高纯试剂用户。楼主这么的情况,还是建议加强实验室的管理了,如果建设1000级使用10000级,那显然是管理的锅了


指正的很正确,实验室环境管理不是很好,1000级不能很好的维持,加强日常管理可以满足要求。
仪器这一块发现问题没有及时处理,小问题不重视,不解决拖成故障了~