劳铒水处理系统故障维修分析二例

陈丽婷，宋明阳，赵建成，刘学军

1. 北京协和医院 肾内科，北京 100005；2. 中日友好医院 肾内科血液净化中心，北京 100029

引言

透析用水质量对透析患者的治疗有很大影响[1-2]，透析液成分98%以上都是透析用水，水质问题将直接导致透析患者的群体不良事件发生。大量研究表明使用超纯透析液透析具有使患者炎症因子水平下降等益处[3-5]。但是目前，一些一线城市的透析用水质量虽然合格率高，但距离透析发达国家仍有改进提高的余地，而在二三线城市，二级医院的透析用水质量也会低于三级医院[6-7]。对水处理系统定期进行预防性消毒是维持与提升透析用水质量的重要方法之一[8-12]。根据血液净化标准操作规程要求[13]，血液净化中心必须进行水处理设备的保养、维修、消毒、更新、检测并进行记录。保证水处理系统消毒程序正确执行，进而提高透析用水的质量是血透临床工程师的重要职责。目前水处理维修的相关文献较多关注的是水处理系统使用过程中出现故障的解决，并未发现有文献讨论有关热消毒系统相关故障的维修[14-18]。本文所述故障一是由于循环管路系统无法保压导致自动热消毒系统报错，无法进行自动热消毒工作；故障二是由于JUMO电导率表损坏导致水处理主机无法正常启动。本文对劳铒水处理系统的特点进行了概述，并根据故障现象进行了逐步分析，提出了排查的方法与具体解决方案。

1 水处理系统的工作原理及热消毒流程

水处理系统的主要组成包括预处理和反渗透主机，见图1，其核心部件是反渗透主机内部的反渗透膜。其工作方式是利用反渗透原理，在反渗透膜的一侧施加高压，使水由较高浓度的一侧反向渗透至较低浓度的一侧。在反渗透过程中，较高浓度侧的细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物、无机物均不能透过高精密的反渗透膜[19]。

图1 水处理系统流程图

本文所述设备是劳铒Eco RO Dia II 3600HT水处理系统。预处理系统包括前级增压泵、砂滤罐、树脂罐、活性炭罐。反渗透主机是一体双级反渗系统。输送系统及消毒系统包括双循环管路（配备管路热消、膜热消的相关元件）与热消毒控制柜。水处理系统无故障时，进入待机模式后，每隔120 min反渗透主机会启动进行管路自动冲洗，到达预设自动热消毒时间时，热消毒控制柜控制相关阀门（连接反渗透主机与循环管路）关闭，加热丝在线加热管路中的水，开始管路热消毒。

2 故障一：循环系统无法保压导致热消毒系统报错

2.1 故障现象

热消毒控制柜报警，错误代码A16，反渗透主机正常自动开机、运行。查看历史错误信息后，确定热消毒控制柜最早报警时间是在前一天反渗透主机进入待机模式后，并且没有按照设定时间进行管路自动消毒，反渗透主机并无报警记录。重复切换反渗透主机开机/待机模式，发现在主机进入待机模式后，系统无法保压，管路末端压力从3 bar瞬间下降，下降后压力范围是0～0.9 bar。热消毒控制柜重复显示错误代码A16。

2.2 故障分析

查阅维修手册，A16表示在热消毒系统关闭状态下或管路热消毒状态下，压力传感器5.1.3压力低于最小值（1 bar）。压力传感器5.1.3是管路末端的压力传感器，若管路末端压力值过低，首先可以检查管路中的水是否有泄漏，如透析机在完成消毒后未关机一直处于冲洗状态、管路中有泄漏点等。但此种情况下，一般控制柜会与主机联合报警。主机常见报警代码：A10，水箱水位低于浮球开关；E17，泄漏报警，系统待机冲洗时检测到回水流量小于产水流量[14]。本次故障主机并无报错，可以排除管路泄露的可能，故将此次故障原因锁定为系统内部保压元件损坏。分析管路中会对末端压力产生影响的几个元件，重点关注调压阀UV2、背压阀UV1.1、UV1.2和DG压力包三个元件，元件位于管路中的位置如图2所示。UV2调压阀的作用是保证产水压力不高于设定值，见图3a；背压阀UV1.1和UV1.2的作用是控制双循环管路压力的阀门，见图3b；DG压力包的作用是稳定循环系统压力，见图3c。以上3个元件损坏时，均会使末端压力在关机时迅速下降。由于没有其他办法做出进一步的判断，故使用排除法进行故障分析。

图2 循环系统部分流程图（复制劳铒说明书，已获劳铒授权）

图3 影响末端压力的三个元件实物图

2.3 故障排除

通过故障分析，将问题锁定在上述三个元件上。① 更换调压阀UV2，切换水处理设备至待机模式，掉压的现象并无改善，故排除UV2阀门损坏的可能；② 拆卸背压阀UV1.1、UV1.2并对其进行冲洗，观察并无异物影响背压阀的运转后，重新安装背压阀，但末端压力下降的问题没有改善，进一步排除背压阀损坏的可能；③ 对DG压力包进行检查，使用压力检测工具测量内部压力发现，压力包内部气囊压力不足1 bar，尝试打压后发现压力包有轻微漏气现象。更换新DG压力包后，重复进入待机模式，发现在冲洗状态结束后压力下降的情况有所改善，3.0 bar瞬间降至1.0 bar左右，但仍不能起到保压作用。

经科室临床工程技师与厂家工程师反复对三个元件进行深入分析研究，确认调压阀和背压阀无机械故障，进而将故障元件锁定在DG压力包。此时用压力检测仪测定新更换的压力包，其出厂压力为4 bar。根据劳铒内部配件维修手册TM160压力包说明书部分（此全英文维修手册仅在厂家工程师内部使用），见图4，压力范围应在（2.3±0.3）bar。按照手册将压力从4 bar调整至2.3 bar左右，再次运行系统，待机模式冲洗结束后，水路末端压力稳定保持在3.0 bar，热消毒系统可以正常自动运行，故障解除。

图4 劳铒配件维护手册TM160

2.4 故障小结

本例故障报警位置是热消毒系统，但实际故障却是循环系统上的保压原件DG压力包。更换新压力包并未解决其故障，而是需要查阅厂家内部部件维修手册才能到找到细节问题。这也提示作为专业血液透析临床工程师，熟悉设备原理和用户手册是基础，同时还要同厂家工程师共同学习以便更为深入地了解内部维修资料细节。

3 故障二：电导率表损坏导致机器无法启动

3.1 故障现象

故障发生前一天，水机有停电现象，报警Error 2。复位报警信息后，设备不再报警，各仪表参数显示正常。将水机切换至透析模式，设备停机出现Error 16报警信息，不启动排空水箱程序。更换至待机模式、一级紧急模式与二级紧急模式，出现同样故障。

3.2 故障分析

查看客户维修手册，E16代表开关PSAH3处的压力超过极限值。定位至PSAH3压力开关，见图5。检查PASH3前后通路正常，判断是压力开关故障，但更换PSAH3压力开关后故障仍存在。无法通过故障代码找到故障点，此时选择通过故障现象入手，进一步分析主机停机、无法运行水箱排空程序的原因。常见原因包括：① 供水不足（原水不足或预处理部分有堵塞）；② 水箱液位传感器工作异常；③ JUMO电导率表损坏；④ 纯水探头损坏；⑤ 主控电路板与CPU损坏或与其他元件的连接线路发生虚接。针对此故障现象逐项进行排查。

图5 PSAH3压力开关

3.3 故障排除

初步排查上述可能存在故障点的位置。① 检查原水压力与保安滤器前压力，原水压力0.5 MPa，保安滤器压力压降正常；② 检查电路控制柜及线路，未发现有虚接或松动的情况；③ 排查液位传感器运行状态：手动控制水箱的进水与排放，水箱液位传感器及显示屏可正常工作；④ 排查反渗水电导率探头与电导率表运行状态：用酒精进行擦拭、清洗探针，并使其在空气中，JUMO电导率表显示为0 μs/cm，并且停机状态下显示反渗水电导率为2.8 μs/cm，未见异常。

由于在设备停机状态下各元器件显示正常，无法准确查找到故障点，尝试进入主机消毒模式排查，结果为主机可以正常消毒，且各项压力、水温、水位等均处于正常状态。消毒模式与运行模式的区别是屏蔽了反渗水电导干预部分，故而确定故障点是反渗水电导率相关部分：① JUMO电导率表（图6a）；② 探针（图6b）；③ 电导率表进行数据交互的CPU与主板。由于此类元件无法进行进一步测试，故向厂家订购上述元件，使用排除法。

图6 反渗水电导率相关部分

现场先更换CPU板与主板，设备故障重现。更换JUMO电导率表，设备恢复正常。因此判断是停电导致了JUMO电导率表内部损坏，进而导致电导率表与主机控制系统通信数据交互产生问题，电导率未能正确地被传输至主控电路板中，无法满足纯水低于90 μs/cm的启动条件。

3.4 故障小结

本例故障的现象是设备停机，此类故障大多是由供水问题引起，包括：① 用水量过大导致的供水不足；② 预处理中的滤料阻塞保安过滤器。发生故障后工程师排查方向多为水源或液位开关[15-18]。而案例二的故障点却是JUMO电导率表，并且故障代码与实际故障并不一致。这提示在故障维修时，不应只遵循故障代码，遇到瓶颈时可以从故障现象与设备工作原理入手，通过手动模拟元器件运行状态进行排查。遇到同类故障时的排除思路：① 依据故障代码排除压力传感器问题；② 若不能解决故障，继续排查上述供水问题；③ 如保证供水充足后，水机故障仍然未解决，此时应进行相关电路的检修，包括电路板、CPU板及JUMO电导率表。同时，本次故障的起因很可能是前一天的停电造成内部元件的损坏，因此案例二提示广大工程师同仁要和医院后勤部门做好沟通，停电前要通知血液净化中心，提前关闭设备，避免此类故障的发生。

4 讨论与总结

劳铒水处理系统故障大多以代码报警方式显示，遇到常见问题临床工程师常根据报警代码初步判断故障位置及原因[18]。但劳铒水处理系统内部组成复杂，工作程序及元件较多，故障排除难度较大。本文所述案例一用简单的排除法很难准确定位到故障元件，要查询内部维修手册才能判断其故障原因。建议在购置设备时将内部维修文件作为配置清单中的一项，随设备一同到货，避免后期设备厂家因为其他原因无法给到用户。本文案例二存在查询报警代码无法分析故障原因的现象，解决此故障的特别之处是处理办法，需要通过故障现象，手动模拟元器件的运行状态，再联合排除法查找故障原因。此故障可借鉴之处为，当遇到一个故障存在几处可能损坏的元件时，可先考虑手动模拟每个元件的运行状态，当然这要求对系统的工作流程掌握非常熟练。这样的维修方法可避免同时更换几个元件，节省成本。

水处理系统是一个复杂的整体性系统，一些小故障可能导致与故障点不相关的元器件出现故障现象[15]或引起更大的故障[19]。水处理设备每天运行时间15 h以上，元器件长期处于运动状态很容易发生故障[16]，但设备日间处于透析工作状态，只能夜间或周日维修，这给临床工程师的维修增加了难度。因此，需要更加深入地掌握水处理系统的工作原理、结构组成，在日常工作中多阅读相关文献和更专业的维修手册。“专”是每一位临床工程师的目标，拥有高超的技术能力也是同行们共同的努力方向。结合同行的经验，将维修与预防工作结合起来，方可消除隐患、杜绝事故。