醫用直線加速器運行15年故障維修
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/27 源自:中華職工學習網 【字體：
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[摘要] 通過我院ML-20MDX型醫用直線加速器運行15年來發生故障的數據統計，對加速器故障發生的特點和種類進行了總結；分析了故障產生的原因；簡述了故障的解決辦法和對該機缺陷的技術改進。
我院于1988年底安裝了日本三菱公司ML-20MDX型醫用直線加速器，該機配有16MV和10MV兩檔X線及4Mev、9Mev、12Mev、20Mev五檔電子線，安裝廠多葉光闌系統(11對葉片)，開展廠常規照射、全身照射、混合照射、旋轉照射、適形照射、術小照射及X刀治療。使用15年以來，在沒有維修站提供售后服務的情況下，依靠自己的維修力量和廣泛的技術合作，及時地進行維修和維護，保證了平均每年正常開機在250天以上(2003年閃SARS件機4個月除外)。現低壓運行1536小時，高壓運行了4987小時(其中X線4423小時，電子線564小時)，總共投入維修經費約60萬元。
1 故障維修分析
該機運行15年來，共計發生故障195次，幾乎每個系統都發生過故障，每次故障發生，我們都對故障現象和排除過程做了詳細的記錄，以備再次發生類似故障時參考。
1.1 故障發生率的特點
通過對每年故障發生率的統計，按照使用年限來劃分機器故障發生率呈現出來的特點可分為三個階段：
第一階段是機器安裝啟用的頭兩年，這個時期機器處于運行磨合期，而且使用人員操作不十分熟練，故障率最高。
第二階段是第三年到第十年左右(工作量大的可提前到第八年)，這個時期處于運行穩定期，故障率較低。
第三階段是整個機器進入衰老階段，機器各個系統均有不同程度的老化現象，核心部件達到或超過使用壽命，機器應該進行大修。大修后機器工作狀況能恢復到較佳的水平。
此外，機器故障一般多發生在每年天氣炎熱、潮濕的5-9月份。
1.2 故障的種類
根據加速器的結構特點和各個系統的工作特點，我們將加速器的故障分為以下幾類：
1.2.1 低壓部分故障
(1)電源故障：電源斷路和短路，表現為保險、變壓器、整流和濾波及控制電路和保護電路元件燒壞。
(2)電源電纜和控制電纜及其轉接插頭斷線或接觸不良：主要是由于電纜彎曲角度過大或與金屬物體長期磨擦及射線的長期照射。
(3)操作控制開關失靈：控制臺、手控盒、治療床等的開關都有一定的使用壽命，隨著使用次數的增加，會發生工作失靈。
(4)控制電路故障：加速器各個系統的控制電路都有可能發生故障，尤其是聯鎖電路馬達驅動電路。
1.2.2 高壓部分故障
(1)閘流管老化。
(2)閘流管柵極控制電路故障
(3)脈沖調制器其他故障。
(4)高壓脈沖變壓器故障。
1.2.3
機械部分故障：易發生在機頭、機架、治療床和靶等運動部位，表現為精度下降、限位失靈、鎖止和固定部分松動或脫落。
1.2.4 水循環系統故障
(1)水流量不足：水質不好，造成管路水流受阻；金屬管內結垢太多，造成管徑變細，水流減少。
(2)水溫太高：溫控和制冷工作異常。
(3)循環水泵漏水或電機燒壞。
(4)水流閥門或水管損壞。
1.2.5 真空系統故障
(1)真空系統出現泄漏：主要有波導及其相連的法蘭盤等漏氣。
(2)鈦離子泵系統故障：主要有鈦泵高壓電纜漏電；鈦泵絕緣性能下降造成漏電；鈦泵打火和鈦泵老化。
1.2.6 微波系統故障
(1)微波功率源故障：如磁控管、固態微波源等。
(2)微波頻率控制部分故障。
1.2.7 輸出劑量不穩定
(1)微波功率太低。
(2)微波頻率偏離。
(3)調制器觸發重復頻率偏離。
(4)真空度嚴重下降。
(5)電子槍發射不足。
(6)聚焦電流和偏轉電流偏差太大。
(7)電離室系統故障。
(8)循環水溫度異常。
1.2.8 計算機系統故障
1.3 故障原因
1.3.1 人為因素造成的故障
操作者對機器使用不熟練或責任心不強，造成的誤操作。
1.3.2 機器的工藝缺陷造成的故障
加速器是一種大型復雜的設備，其在生產過程中總會存在一些不足，尤其是最新型的，在使用中更容易出現一些意想不到的故障。
1.3.3 主要元器件達到使用壽命
加速器的主要元件都有一定的低壓和高壓使用壽命，如三管一槍(磁控管、速調管、閘流管和電子槍)；鈦泵、電離室和靶；水泵和驅動馬達；電纜、開關和繼電器等。
1.3.4 工作環境達不到要求造成的故障
加速器對工作環境要求很高，溫度在23℃-25℃，溫度太高和太低對加速器的穩定性影響很大；相對濕度在60％以下，濕度太大可能在各高壓元件之間，因水分的積累而短路，出現打火或拉弧，也可能引起導線的銹蝕，使電路接觸不良或斷線；空氣要清潔，以減少靜電吸塵，降低爬電、漏電的可能性；供電電源要穩定，線路電壓忽高忽低會縮短加速器主要元件的使用壽命，甚至會造成電源和電路板燒壞。
1.3.5 維護保養不及時，造成故障隱患不能及時發現，以至釀成大的故障。
1.3.6 維修不徹底，機器出現故障時，只是頭痛醫頭，腳疼醫腳，不深入查找原因，徹底清除病根。
2 機器缺陷的改進
2.1 該機的計算機系統操作界面采用的是日文格式，使用起來很不方便，我們經重新編程后將其改成中文界面。
2.2
該機使用的頭半年內，劑量重復性和穩定性一直不太好，經過長期的監測和分析，發現循環水溫超出要求范圍，波動太大。我們對循環水系統進行了技術改造，同時安裝了一套氣壓、溫度自動補償裝置，使這一問題得到了徹底的解決。
2.3
該機的速調管聚焦線圈、激光指示燈和照射野指示燈電源、移動操控臺直流電源設計的電流和電壓域值范圍太小，在使用的頭2年內多次出現故障，在我們的建議下，廠家對聚焦線圈和激光高壓電源進行了技術改進，同時，我們對照射野指示燈電源變壓器和移動操控臺的直流電源在國內進行了改進加工，類似故障不再發生。
2.4
該機的主控制電纜在安裝時安錯了方向，在機架旋轉時，與方形波導發生摩擦，多次出現電纜被磨斷，造成斷路和短路及連鎖動作等故障。我們在對機器進行大修時，將主電纜全部拆下，更換了部分電纜，并重新安裝固定，徹底解決了這一問題。
2.5
該機的計算機控制箱內工作溫度較高，在夏季時經常出現死機現象，我們在箱體表面打了一個孔，安裝上散熱風機，并將空調的冷風出口朝向了控制箱，機器不再死機。
2.6 該機的照射野十字線是用鎢絲制成的，脫落后難以固定，我們采用了釣魚線代替，效果很好。
2.7
該機的移動操作臺控制電纜接頭處，受移動影響，彎曲角度過大，多次造成電纜頭斷線，機器無法操作，我們用高壓塑料水管套在其接頭處外部，加以固定，使其彎曲角度減小，保護了電纜接頭。
3 結束語
加速器是大型復雜的醫療設備，要維修好這類機器，必須做好以下幾方面工作：
(1)要詳細閱讀機器說明書和圖紙，認真做好維護和維修記錄，并保存好以備日后查閱。
(2)要做好維護保養工作，做到日巡視，周檢查，月檢測，季小修，年中修。
(3)要儲備一些常用的零配件以備急用。
(4)要建立密切的技術合作關系，當機器出現較大故障自己無法解決時，能及時地得到技術支持和幫助。
我院于1988年底安裝了日本三菱公司ML-20MDX型醫用直線加速器，該機配有16MV和10MV兩檔X線及4Mev、9Mev、12Mev、20Mev五檔電子線，安裝廠多葉光闌系統(11對葉片)，開展廠常規照射、全身照射、混合照射、旋轉照射、適形照射、術小照射及X刀治療。使用15年以來，在沒有維修站提供售后服務的情況下，依靠自己的維修力量和廣泛的技術合作，及時地進行維修和維護，保證了平均每年正常開機在250天以上(2003年閃SARS件機4個月除外)。現低壓運行1536小時，高壓運行了4987小時(其中X線4423小時，電子線564小時)，總共投入維修經費約60萬元。
1 故障維修分析
該機運行15年來，共計發生故障195次，幾乎每個系統都發生過故障，每次故障發生，我們都對故障現象和排除過程做了詳細的記錄，以備再次發生類似故障時參考。
1.1 故障發生率的特點
通過對每年故障發生率的統計，按照使用年限來劃分機器故障發生率呈現出來的特點可分為三個階段：
第一階段是機器安裝啟用的頭兩年，這個時期機器處于運行磨合期，而且使用人員操作不十分熟練，故障率最高。
第二階段是第三年到第十年左右(工作量大的可提前到第八年)，這個時期處于運行穩定期，故障率較低。
第三階段是整個機器進入衰老階段，機器各個系統均有不同程度的老化現象，核心部件達到或超過使用壽命，機器應該進行大修。大修后機器工作狀況能恢復到較佳的水平。
此外，機器故障一般多發生在每年天氣炎熱、潮濕的5-9月份。
1.2 故障的種類
根據加速器的結構特點和各個系統的工作特點，我們將加速器的故障分為以下幾類：
1.2.1 低壓部分故障
(1)電源故障：電源斷路和短路，表現為保險、變壓器、整流和濾波及控制電路和保護電路元件燒壞。
(2)電源電纜和控制電纜及其轉接插頭斷線或接觸不良：主要是由于電纜彎曲角度過大或與金屬物體長期磨擦及射線的長期照射。
(3)操作控制開關失靈：控制臺、手控盒、治療床等的開關都有一定的使用壽命，隨著使用次數的增加，會發生工作失靈。
(4)控制電路故障：加速器各個系統的控制電路都有可能發生故障，尤其是聯鎖電路馬達驅動電路。
1.2.2 高壓部分故障
(1)閘流管老化。
(2)閘流管柵極控制電路故障
(3)脈沖調制器其他故障。
(4)高壓脈沖變壓器故障。
1.2.3
機械部分故障：易發生在機頭、機架、治療床和靶等運動部位，表現為精度下降、限位失靈、鎖止和固定部分松動或脫落。
1.2.4 水循環系統故障
(1)水流量不足：水質不好，造成管路水流受阻；金屬管內結垢太多，造成管徑變細，水流減少。
(2)水溫太高：溫控和制冷工作異常。
(3)循環水泵漏水或電機燒壞。
(4)水流閥門或水管損壞。
1.2.5 真空系統故障
(1)真空系統出現泄漏：主要有波導及其相連的法蘭盤等漏氣。
(2)鈦離子泵系統故障：主要有鈦泵高壓電纜漏電；鈦泵絕緣性能下降造成漏電；鈦泵打火和鈦泵老化。
1.2.6 微波系統故障
(1)微波功率源故障：如磁控管、固態微波源等。
(2)微波頻率控制部分故障。
1.2.7 輸出劑量不穩定
(1)微波功率太低。
(2)微波頻率偏離。
(3)調制器觸發重復頻率偏離。
(4)真空度嚴重下降。
(5)電子槍發射不足。
(6)聚焦電流和偏轉電流偏差太大。
(7)電離室系統故障。
(8)循環水溫度異常。
1.2.8 計算機系統故障
1.3 故障原因
1.3.1 人為因素造成的故障
操作者對機器使用不熟練或責任心不強，造成的誤操作。
1.3.2 機器的工藝缺陷造成的故障
加速器是一種大型復雜的設備，其在生產過程中總會存在一些不足，尤其是最新型的，在使用中更容易出現一些意想不到的故障。
1.3.3 主要元器件達到使用壽命
加速器的主要元件都有一定的低壓和高壓使用壽命，如三管一槍(磁控管、速調管、閘流管和電子槍)；鈦泵、電離室和靶；水泵和驅動馬達；電纜、開關和繼電器等。
1.3.4 工作環境達不到要求造成的故障
加速器對工作環境要求很高，溫度在23℃-25℃，溫度太高和太低對加速器的穩定性影響很大；相對濕度在60％以下，濕度太大可能在各高壓元件之間，因水分的積累而短路，出現打火或拉弧，也可能引起導線的銹蝕，使電路接觸不良或斷線；空氣要清潔，以減少靜電吸塵，降低爬電、漏電的可能性；供電電源要穩定，線路電壓忽高忽低會縮短加速器主要元件的使用壽命，甚至會造成電源和電路板燒壞。
1.3.5 維護保養不及時，造成故障隱患不能及時發現，以至釀成大的故障。
1.3.6 維修不徹底，機器出現故障時，只是頭痛醫頭，腳疼醫腳，不深入查找原因，徹底清除病根。
2 機器缺陷的改進
2.1 該機的計算機系統操作界面采用的是日文格式，使用起來很不方便，我們經重新編程后將其改成中文界面。
2.2
該機使用的頭半年內，劑量重復性和穩定性一直不太好，經過長期的監測和分析，發現循環水溫超出要求范圍，波動太大。我們對循環水系統進行了技術改造，同時安裝了一套氣壓、溫度自動補償裝置，使這一問題得到了徹底的解決。
2.3
該機的速調管聚焦線圈、激光指示燈和照射野指示燈電源、移動操控臺直流電源設計的電流和電壓域值范圍太小，在使用的頭2年內多次出現故障，在我們的建議下，廠家對聚焦線圈和激光高壓電源進行了技術改進，同時，我們對照射野指示燈電源變壓器和移動操控臺的直流電源在國內進行了改進加工，類似故障不再發生。
2.4
該機的主控制電纜在安裝時安錯了方向，在機架旋轉時，與方形波導發生摩擦，多次出現電纜被磨斷，造成斷路和短路及連鎖動作等故障。我們在對機器進行大修時，將主電纜全部拆下，更換了部分電纜，并重新安裝固定，徹底解決了這一問題。
2.5
該機的計算機控制箱內工作溫度較高，在夏季時經常出現死機現象，我們在箱體表面打了一個孔，安裝上散熱風機，并將空調的冷風出口朝向了控制箱，機器不再死機。
2.6 該機的照射野十字線是用鎢絲制成的，脫落后難以固定，我們采用了釣魚線代替，效果很好。
2.7
該機的移動操作臺控制電纜接頭處，受移動影響，彎曲角度過大，多次造成電纜頭斷線，機器無法操作，我們用高壓塑料水管套在其接頭處外部，加以固定，使其彎曲角度減小，保護了電纜接頭。
3 結束語
加速器是大型復雜的醫療設備，要維修好這類機器，必須做好以下幾方面工作：
(1)要詳細閱讀機器說明書和圖紙，認真做好維護和維修記錄，并保存好以備日后查閱。
(2)要做好維護保養工作，做到日巡視，周檢查，月檢測，季小修，年中修。
(3)要儲備一些常用的零配件以備急用。
(4)要建立密切的技術合作關系，當機器出現較大故障自己無法解決時，能及時地得到技術支持和幫助。
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