AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪故障处理与维护

赵海峰

(江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏 江阴 214429)

AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪故障处理与维护

赵海峰

(江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏 江阴 214429)

摘要：针对AxiosmAX型 X-射线荧光光谱仪的日常点检、维护与故障处理等工作进行了归纳总结，为仪器的使用人员和维修人员提供了相关参考，降低仪器故障率，提高工作效率，确保检测结果准确可靠。

关键词：X-射线荧光光谱仪；AxiosmAX；故障处理；维护

引 言

随着工业智能化要求越来越高，X-射线荧光光谱分析方法在检、化验工作中的作用也越来越重要。AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪生产于Panalytical公司，适合测量化学元素周期表中Be～U之间含量在0.001～100%的元素，具有多元素同时测定、分析速度快、准确性高、重复性好等优点；同时应用范围广泛，分析样品可以是固体、液体、粉末、玻璃熔片等，适用于冶金、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行业。2010年以来，江阴兴澄特种钢铁有限公司理化检测中心先后采购了3台AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪，主要用于测定生铁、铁水、烧结矿、混匀矿、炉渣、铁矿石等样品的化学成分含量。随着使用时间的不断增加，仪器的技术性能开始下降，故障事故逐步增加，使用人员和维修人员经过多年来经验积累，对该仪器的日常点检、维护与故障等常见问题进行了归纳总结，同时提出了自己对故障处理的一些方法。

1 仪器简介

1.1 仪器组成

AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪主要由激发源、样品室、面罩、准直器、分光晶体、测角仪、探测器、脉冲高度分析器、系统软件及计算机组成。

(1)激发源: 固态高压发生器，X-射线管；

(2)机械系统: 试样装载系统，样品交换机械手；

(3)光学系统：前级准直器，后级准直器，分光晶体，滤光片，面罩；

(4)检测系统：测角仪，探测器，脉冲高度分析器；

(5)循环水系统:循环水冷却机、循环水过滤器；

(6)辅助系统：空气压缩机、氩甲烷混合气体、稳压电源；

(7)操控系统：计算机、数据传输软件、SuperQ软件。

1.2 工作原理

AxiosmAX是顺序式扫描型波长色散X-射线荧光光谱仪，样品受到X-射线照射后，其中元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，每一种元素都有其特定波长的特征X-射线。通过测定不同元素波长的特征X-射线，便可确定样品中存在元素的种类，即为X-射线荧光光谱定性分析；每一种元素特征X-射线强度与该元素在样品中的原子数量(即含量)成比例，通过测量样品中某元素特征X-射线的强度，采用适当的方法进行校准与校正，计算出该元素在样品中的百分含量，即为X-射线荧光光谱定量分析。

2 故障分析与处理

2.1 塔盘旋转超时(Turret time out)

故障原因可能是气缸下降高度不够、试样高出杯子、试样掉出杯子、皮带较松或者马达运行不正常，应当仪器卸真空后，执行plunger down 动作，检查升降装置是否降到位；检查试样托板与转盘间的距离，应该为2.5±0.2 mm，可调整气缸轴和转动轴之间的螺丝来调整此距离，旋紧螺丝；检查转盘电机接线焊接位置是否有断线现象，如有断线，仪器断电后重新焊接；检查转盘驱动皮带是否松弛；检查转盘电机是否损坏。

2.2 柱塞升降超时(Plunger time out)

故障原因可能是润滑不够，真空泵压力不够，电磁阀不良，应当定期使用真空脂对活塞进行润滑，适当调整真空泵压力，检查电磁阀是否损坏。

2.3 真空度异常

固态样品分析时需要在高真空情况下进行，真空度对轻元素分析的准确性尤其重要，一般要求测量时真空度不高于20 Pa。

(1)测量样品时，真空度正常，不测样品时真空度升高：故障原因可能是样品装载系统的密封圈上有异物或密封圈损坏，应当清理密封圈或更换密封圈，无密封圈备件时可考虑将密封圈卸下后换一个面使用；也有可能是Plunger升降杆高度不够导致顶紧样杯托架，检查或调整空压机输出压力或调整Plunger升降杆高度。

(2)不测样品时，真空度正常，测样品时真空度升高：故障原因可能是样品室盖子区域有杂物或样品室盖子上的O型环上有杂物；排除上述两种情况后，在不测样品情况下转换检测器角度，真空度上升，则为检测器室内真空保护管破损导致漏真空，可将破损部分剪去再装上应急使用并购买备件；排除上述三种情况后，可检查空气锁空气入口电磁阀Y106阀芯密封性，必要时整体更换该电磁阀。

(3)真空度不好，P10气体流量也很高。P10气体流量高于1.5 L/h时，说明流气探测器窗口漏气，需要更换窗口膜。

(4)转换气氛时，可听到很大的抽气声，故障原因可能是Cap后面的氦气管漏气，剪取一段重新扎紧；也有可能是样品室抽真空的管道未接或漏气，或者是分析室下方抽真空的管道脱落或漏气，重新接好或更换管道。

(5)清理真空室后能保持在10 Pa内，但真空度上升很快，且真空度忽高忽低，清理真空室时密封圈无明显异物，再次清理后仍旧出现此情况，故障原因可能是样品装载系统密封圈磨损或更换的密封圈质量不好，或是更换密封圈时没安装好，应当更换样品装载系统密封圈或将密封圈卸下后换一个面使用。

(6)不测样品与测样品时真空度都高：故障原因可能是真空泵漏真空、真空泵与管道之间的密封圈损坏造成接头处漏真空，应当检查真空泵或更换密封圈。

2.4 样品盖子关闭、打开超时

可能原因是检测样品盖子状态的2个光耦中有接触不良或损坏，应当拔/插相应的光耦后执行关闭/打开试样盖子动作进行测试，如还有报警，检查对应的光耦是否损坏，例如可将2个光耦互换后执行关闭/打开试样盖子动作测试，看报警信息是否发生了相应变化，同时检查或调节试样盖子气缸。

2.5 样品自旋报警(Spinner voltage too high)

清理转盘上样杯托架区域杂物，检查自转电机接线焊接位置是否有断线现象，如有断线，仪器断电后重新焊接，检查自转驱动皮带是否松弛，检查自转电机是否损坏。

2.6 样品装载位置错误

分析试样时，X-光管跳电保护，试样盖子处于盖着状态，出现报警信息中包含“Mas.abort;sample loading mach in bad position ”内容，仪器卸真空后打开试样盖子查看样杯所处位置，如样杯倾翻将其拨正；检查转盘电机接线是否有断根，如是重新焊接接线后，执行load/unload动作观察情况，还有此情况发生，检查转盘驱动皮带，检查转盘电机。

2.7 柱塞移动禁止，盖开启超时

分析试样结束时，试样盖子打开后马上关闭，X-光管跳电保护，出现报警信息中包含 “plunger move forbidden, cap open timeout”内容，检查检测试样盖子打开状态的光耦是否接触不良或是否损坏。

2.8 真空分析室温度异常

(1)真空分析室温度低于29.85 ℃：故障原因可能是仪器长时间停机后再开机，或真空分析室温度超过30.10 ℃后回复正常时也会因下降惯性而出现， 此两种情况在仪器稳定后会自然消除；也有可能是室内温度过低、仪器外盖未安装好或外循环水水温过低，应当检查并调整室内环境温度在25 ℃左右、检查并确认仪器外盖安装良好、检查并确认循环水冷却机内机状态设置正确和外机状态正常。

(2)真空分析室温度高于30.10 ℃：故障原因可能是循环冷却水温度过高、室内温度过高、内循环水水位过低、风扇损坏，应当检查外循环水压力，若小于0.2 MPa，调节外循环冷却机输出压力，如调节无效，更换水泵泵头，调节压力至0.35 MPa；检查外循环水温度，如果不能在设置温度范围内运行，清洗循环水冷机组外机，同时检查外机制冷剂是否泄漏；检查室内环境温度，如果室温超过40 ℃，调整室内温度至25 ℃左右；检查内循环水水位，水位过低应加入专用水至水位线；检查仪器内部风扇，若有损坏，立即更换。

2.9 众合循环水冷机组制冷效果差

水冷机显示水温长时间高于设置水温，查看冷媒高压，如果超过30 MPa，冷媒高压指示灯亮起，因为压缩机过载而保护，应当检查循环水冷机室外机风扇是否运转；同时检查室外机散热片是否有严重积灰，导致热交换不能正常进行，可使用压缩空气吹扫散热片上面的积灰，也可以使用流水进行冲洗。水冷机显示水温长时间高于设置水温，查看冷媒高压，如果低于15 MPa，冷媒低压低于2.5 MPa，原因可能是制冷剂不足，应当请专业维修人员添加适量制冷剂至工作时冷媒低压高于4 MPa。

2.10 高压发生器无法开启

一般发生在开机时，偶尔也发生在运行状态：故障原因可能是X-射线防护系统异常、内部水循环冷却系统异常或高压发生器和X-射线光管老化。检查X-射线防护面板确保完全闭合；检查X-射线红色警告信号确保正常，不失灵；检查内部循环水水位和电导率，确保水位正常和电导率小于50 μs/m，若电导率持续过高，需要更换树脂。专业人员检查高压发生器和X-射线管确认是否严重老化。高压发生器开启几分钟后突然跳掉，故障原因可能是内部循环水流量较小；检查内部循环水流量计叶轮和过滤网，确保叶轮完好无损、过滤网清洁无杂物。

2.11 分析室和样品室超真空

故障原因可能是真空泵工作异常、自转装置上的密封圈(O环)磨损或流气计数器的窗口膜破坏。检查真空泵油位确保正常；检查真空泵油是否有粉末压片掉落的杂质，确保纯净无杂质；检查密封圈(O环)，若磨损立即更换，无损坏可以适量涂抹一些真空油脂；检查窗口膜，若被破坏立即由专业人员更换新窗口膜。

2.12 Super问题

要求经常整理数据库，定期删除数据，做好程序的备份工作。Monitor与Calibration update 不能同时使用。在使用update 时，Monitor 一定要复位。

3 日常维护项目

3.1 日常点检

(1)仪器内部温度：29.85～30.10 ℃；

(2)分析室真空度：<100 Pa；

(3) 氩甲烷气体压力：750～800 hPa；

(4) 氩甲烷气体流量：0.8～1.5 L/h；

(5)内部循环冷却水流量: >3.0 L/min；

(6)外部循环冷却水流量: >1.0 L/min；

(7)内部循环冷却水电导率: <50 μs/m；

(8)空气压缩机输出压力:4.5～5.0 Bar；

(9)循环水冷却水温度:15～18 ℃；

(10)循环水冷却水压力:0.35～0.5 MPa；

(11)冷媒高压:≤25 Bar(2.5MP)；

(12)冷媒低压:≥3 Bar(3.0 MP)；

(13)仪器表面及样品盒清洁。

3.2 定期维护

(1)每天使用洗耳球吹扫样盘及样杯，清洁样品进样区域。

(2)每月检查所有外部连接结构是否损坏或渗漏。

(3)每3个月更换外冷水，不得使用去离子水，可使用蒸馏水，6个月更换或清理外冷水过滤器。

(4)每月检查空气压缩系统、清理水分离器。

(5)每6个月更换密封圈(“O”环)：loading cap/ loading opening plunger head。

(6)每月检查内冷水电导率，如果大于50μs，更换离子树脂。

(7)每6个月检查检测器窗口及检测器Q值。

(8)每个月更换进样空气过滤器。

(9)每6个月检查空气传动装置并加油。

(10)每6个月清理真空室。

(11)每6个月检查晶体转换装置。

(12)每6个月检查准直器传动装置，加真空油。

(13)每6个月检查主机内风扇。

(14)每6个月更换P10气。

4 结束语

AxiosmAX型X-射线荧光光谱仪是实验室重要的精密检测设备，对使用环境要求较高，系统组成结构复杂，维修保养专业精细，操作人员和维保人员只有充分了解仪器的组成和构造，以及熟练掌握各系统之间的联系和相互影响，才能够在发生故障时，准确判断故障原因，正确进行维修，降低仪器故障率，提高工作效率，确保检测结果准确可靠。

收稿日期：2017-11-22

作者简介：赵海峰(1985—)，男，工程师。 E-mail：zhaohaifeng@citicsteel.com

中图分类号：TH744.16