医用直线加速器运行15年故障维修
http://www.51xue.org.cn 2007/6/27 源自:中华职工学习网 【字体：
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[摘要] 通过我院ML-20MDX型医用直线加速器运行15年来发生故障的数据统计，对加速器故障发生的特点和种类进行了总结；分析了故障产生的原因；简述了故障的解决办法和对该机缺陷的技术改进。
我院于1988年底安装了日本三菱公司ML-20MDX型医用直线加速器，该机配有16MV和10MV两档X线及4Mev、9Mev、12Mev、20Mev五档电子线，安装厂多叶光阑系统(11对叶片)，开展厂常规照射、全身照射、混合照射、旋转照射、适形照射、术小照射及X刀治疗。使用15年以来，在没有维修站提供售后服务的情况下，依靠自己的维修力量和广泛的技术合作，及时地进行维修和维护，保证了平均每年正常开机在250天以上(2003年闪SARS件机4个月除外)。现低压运行1536小时，高压运行了4987小时(其中X线4423小时，电子线564小时)，总共投入维修经费约60万元。
1 故障维修分析
该机运行15年来，共计发生故障195次，几乎每个系统都发生过故障，每次故障发生，我们都对故障现象和排除过程做了详细的记录，以备再次发生类似故障时参考。
1.1 故障发生率的特点
通过对每年故障发生率的统计，按照使用年限来划分机器故障发生率呈现出来的特点可分为三个阶段：
第一阶段是机器安装启用的头两年，这个时期机器处于运行磨合期，而且使用人员操作不十分熟练，故障率最高。
第二阶段是第三年到第十年左右(工作量大的可提前到第八年)，这个时期处于运行稳定期，故障率较低。
第三阶段是整个机器进入衰老阶段，机器各个系统均有不同程度的老化现象，核心部件达到或超过使用寿命，机器应该进行大修。大修后机器工作状况能恢复到较佳的水平。
此外，机器故障一般多发生在每年天气炎热、潮湿的5-9月份。
1.2 故障的种类
根据加速器的结构特点和各个系统的工作特点，我们将加速器的故障分为以下几类：
1.2.1 低压部分故障
(1)电源故障：电源断路和短路，表现为保险、变压器、整流和滤波及控制电路和保护电路元件烧坏。
(2)电源电缆和控制电缆及其转接插头断线或接触不良：主要是由于电缆弯曲角度过大或与金属物体长期磨擦及射线的长期照射。
(3)操作控制开关失灵：控制台、手控盒、治疗床等的开关都有一定的使用寿命，随着使用次数的增加，会发生工作失灵。
(4)控制电路故障：加速器各个系统的控制电路都有可能发生故障，尤其是联锁电路马达驱动电路。
1.2.2 高压部分故障
(1)闸流管老化。
(2)闸流管栅极控制电路故障
(3)脉冲调制器其他故障。
(4)高压脉冲变压器故障。
1.2.3
机械部分故障：易发生在机头、机架、治疗床和靶等运动部位，表现为精度下降、限位失灵、锁止和固定部分松动或脱落。
1.2.4 水循环系统故障
(1)水流量不足：水质不好，造成管路水流受阻；金属管内结垢太多，造成管径变细，水流减少。
(2)水温太高：温控和制冷工作异常。
(3)循环水泵漏水或电机烧坏。
(4)水流阀门或水管损坏。
1.2.5 真空系统故障
(1)真空系统出现泄漏：主要有波导及其相连的法兰盘等漏气。
(2)钛离子泵系统故障：主要有钛泵高压电缆漏电；钛泵绝缘性能下降造成漏电；钛泵打火和钛泵老化。
1.2.6 微波系统故障
(1)微波功率源故障：如磁控管、固态微波源等。
(2)微波频率控制部分故障。
1.2.7 输出剂量不稳定
(1)微波功率太低。
(2)微波频率偏离。
(3)调制器触发重复频率偏离。
(4)真空度严重下降。
(5)电子枪发射不足。
(6)聚焦电流和偏转电流偏差太大。
(7)电离室系统故障。
(8)循环水温度异常。
1.2.8 计算机系统故障
1.3 故障原因
1.3.1 人为因素造成的故障
操作者对机器使用不熟练或责任心不强，造成的误操作。
1.3.2 机器的工艺缺陷造成的故障
加速器是一种大型复杂的设备，其在生产过程中总会存在一些不足，尤其是最新型的，在使用中更容易出现一些意想不到的故障。
1.3.3 主要元器件达到使用寿命
加速器的主要元件都有一定的低压和高压使用寿命，如三管一枪(磁控管、速调管、闸流管和电子枪)；钛泵、电离室和靶；水泵和驱动马达；电缆、开关和继电器等。
1.3.4 工作环境达不到要求造成的故障
加速器对工作环境要求很高，温度在23℃-25℃，温度太高和太低对加速器的稳定性影响很大；相对湿度在60％以下，湿度太大可能在各高压元件之间，因水分的积累而短路，出现打火或拉弧，也可能引起导线的锈蚀，使电路接触不良或断线；空气要清洁，以减少静电吸尘，降低爬电、漏电的可能性；供电电源要稳定，线路电压忽高忽低会缩短加速器主要元件的使用寿命，甚至会造成电源和电路板烧坏。
1.3.5 维护保养不及时，造成故障隐患不能及时发现，以至酿成大的故障。
1.3.6 维修不彻底，机器出现故障时，只是头痛医头，脚疼医脚，不深入查找原因，彻底清除病根。
2 机器缺陷的改进
2.1 该机的计算机系统操作界面采用的是日文格式，使用起来很不方便，我们经重新编程后将其改成中文界面。
2.2
该机使用的头半年内，剂量重复性和稳定性一直不太好，经过长期的监测和分析，发现循环水温超出要求范围，波动太大。我们对循环水系统进行了技术改造，同时安装了一套气压、温度自动补偿装置，使这一问题得到了彻底的解决。
2.3
该机的速调管聚焦线圈、激光指示灯和照射野指示灯电源、移动操控台直流电源设计的电流和电压域值范围太小，在使用的头2年内多次出现故障，在我们的建议下，厂家对聚焦线圈和激光高压电源进行了技术改进，同时，我们对照射野指示灯电源变压器和移动操控台的直流电源在国内进行了改进加工，类似故障不再发生。
2.4
该机的主控制电缆在安装时安错了方向，在机架旋转时，与方形波导发生摩擦，多次出现电缆被磨断，造成断路和短路及连锁动作等故障。我们在对机器进行大修时，将主电缆全部拆下，更换了部分电缆，并重新安装固定，彻底解决了这一问题。
2.5
该机的计算机控制箱内工作温度较高，在夏季时经常出现死机现象，我们在箱体表面打了一个孔，安装上散热风机，并将空调的冷风出口朝向了控制箱，机器不再死机。
2.6 该机的照射野十字线是用钨丝制成的，脱落后难以固定，我们采用了钓鱼线代替，效果很好。
2.7
该机的移动操作台控制电缆接头处，受移动影响，弯曲角度过大，多次造成电缆头断线，机器无法操作，我们用高压塑料水管套在其接头处外部，加以固定，使其弯曲角度减小，保护了电缆接头。
3 结束语
加速器是大型复杂的医疗设备，要维修好这类机器，必须做好以下几方面工作：
(1)要详细阅读机器说明书和图纸，认真做好维护和维修记录，并保存好以备日后查阅。
(2)要做好维护保养工作，做到日巡视，周检查，月检测，季小修，年中修。
(3)要储备一些常用的零配件以备急用。
(4)要建立密切的技术合作关系，当机器出现较大故障自己无法解决时，能及时地得到技术支持和帮助。
我院于1988年底安装了日本三菱公司ML-20MDX型医用直线加速器，该机配有16MV和10MV两档X线及4Mev、9Mev、12Mev、20Mev五档电子线，安装厂多叶光阑系统(11对叶片)，开展厂常规照射、全身照射、混合照射、旋转照射、适形照射、术小照射及X刀治疗。使用15年以来，在没有维修站提供售后服务的情况下，依靠自己的维修力量和广泛的技术合作，及时地进行维修和维护，保证了平均每年正常开机在250天以上(2003年闪SARS件机4个月除外)。现低压运行1536小时，高压运行了4987小时(其中X线4423小时，电子线564小时)，总共投入维修经费约60万元。
1 故障维修分析
该机运行15年来，共计发生故障195次，几乎每个系统都发生过故障，每次故障发生，我们都对故障现象和排除过程做了详细的记录，以备再次发生类似故障时参考。
1.1 故障发生率的特点
通过对每年故障发生率的统计，按照使用年限来划分机器故障发生率呈现出来的特点可分为三个阶段：
第一阶段是机器安装启用的头两年，这个时期机器处于运行磨合期，而且使用人员操作不十分熟练，故障率最高。
第二阶段是第三年到第十年左右(工作量大的可提前到第八年)，这个时期处于运行稳定期，故障率较低。
第三阶段是整个机器进入衰老阶段，机器各个系统均有不同程度的老化现象，核心部件达到或超过使用寿命，机器应该进行大修。大修后机器工作状况能恢复到较佳的水平。
此外，机器故障一般多发生在每年天气炎热、潮湿的5-9月份。
1.2 故障的种类
根据加速器的结构特点和各个系统的工作特点，我们将加速器的故障分为以下几类：
1.2.1 低压部分故障
(1)电源故障：电源断路和短路，表现为保险、变压器、整流和滤波及控制电路和保护电路元件烧坏。
(2)电源电缆和控制电缆及其转接插头断线或接触不良：主要是由于电缆弯曲角度过大或与金属物体长期磨擦及射线的长期照射。
(3)操作控制开关失灵：控制台、手控盒、治疗床等的开关都有一定的使用寿命，随着使用次数的增加，会发生工作失灵。
(4)控制电路故障：加速器各个系统的控制电路都有可能发生故障，尤其是联锁电路马达驱动电路。
1.2.2 高压部分故障
(1)闸流管老化。
(2)闸流管栅极控制电路故障
(3)脉冲调制器其他故障。
(4)高压脉冲变压器故障。
1.2.3
机械部分故障：易发生在机头、机架、治疗床和靶等运动部位，表现为精度下降、限位失灵、锁止和固定部分松动或脱落。
1.2.4 水循环系统故障
(1)水流量不足：水质不好，造成管路水流受阻；金属管内结垢太多，造成管径变细，水流减少。
(2)水温太高：温控和制冷工作异常。
(3)循环水泵漏水或电机烧坏。
(4)水流阀门或水管损坏。
1.2.5 真空系统故障
(1)真空系统出现泄漏：主要有波导及其相连的法兰盘等漏气。
(2)钛离子泵系统故障：主要有钛泵高压电缆漏电；钛泵绝缘性能下降造成漏电；钛泵打火和钛泵老化。
1.2.6 微波系统故障
(1)微波功率源故障：如磁控管、固态微波源等。
(2)微波频率控制部分故障。
1.2.7 输出剂量不稳定
(1)微波功率太低。
(2)微波频率偏离。
(3)调制器触发重复频率偏离。
(4)真空度严重下降。
(5)电子枪发射不足。
(6)聚焦电流和偏转电流偏差太大。
(7)电离室系统故障。
(8)循环水温度异常。
1.2.8 计算机系统故障
1.3 故障原因
1.3.1 人为因素造成的故障
操作者对机器使用不熟练或责任心不强，造成的误操作。
1.3.2 机器的工艺缺陷造成的故障
加速器是一种大型复杂的设备，其在生产过程中总会存在一些不足，尤其是最新型的，在使用中更容易出现一些意想不到的故障。
1.3.3 主要元器件达到使用寿命
加速器的主要元件都有一定的低压和高压使用寿命，如三管一枪(磁控管、速调管、闸流管和电子枪)；钛泵、电离室和靶；水泵和驱动马达；电缆、开关和继电器等。
1.3.4 工作环境达不到要求造成的故障
加速器对工作环境要求很高，温度在23℃-25℃，温度太高和太低对加速器的稳定性影响很大；相对湿度在60％以下，湿度太大可能在各高压元件之间，因水分的积累而短路，出现打火或拉弧，也可能引起导线的锈蚀，使电路接触不良或断线；空气要清洁，以减少静电吸尘，降低爬电、漏电的可能性；供电电源要稳定，线路电压忽高忽低会缩短加速器主要元件的使用寿命，甚至会造成电源和电路板烧坏。
1.3.5 维护保养不及时，造成故障隐患不能及时发现，以至酿成大的故障。
1.3.6 维修不彻底，机器出现故障时，只是头痛医头，脚疼医脚，不深入查找原因，彻底清除病根。
2 机器缺陷的改进
2.1 该机的计算机系统操作界面采用的是日文格式，使用起来很不方便，我们经重新编程后将其改成中文界面。
2.2
该机使用的头半年内，剂量重复性和稳定性一直不太好，经过长期的监测和分析，发现循环水温超出要求范围，波动太大。我们对循环水系统进行了技术改造，同时安装了一套气压、温度自动补偿装置，使这一问题得到了彻底的解决。
2.3
该机的速调管聚焦线圈、激光指示灯和照射野指示灯电源、移动操控台直流电源设计的电流和电压域值范围太小，在使用的头2年内多次出现故障，在我们的建议下，厂家对聚焦线圈和激光高压电源进行了技术改进，同时，我们对照射野指示灯电源变压器和移动操控台的直流电源在国内进行了改进加工，类似故障不再发生。
2.4
该机的主控制电缆在安装时安错了方向，在机架旋转时，与方形波导发生摩擦，多次出现电缆被磨断，造成断路和短路及连锁动作等故障。我们在对机器进行大修时，将主电缆全部拆下，更换了部分电缆，并重新安装固定，彻底解决了这一问题。
2.5
该机的计算机控制箱内工作温度较高，在夏季时经常出现死机现象，我们在箱体表面打了一个孔，安装上散热风机，并将空调的冷风出口朝向了控制箱，机器不再死机。
2.6 该机的照射野十字线是用钨丝制成的，脱落后难以固定，我们采用了钓鱼线代替，效果很好。
2.7
该机的移动操作台控制电缆接头处，受移动影响，弯曲角度过大，多次造成电缆头断线，机器无法操作，我们用高压塑料水管套在其接头处外部，加以固定，使其弯曲角度减小，保护了电缆接头。
3 结束语
加速器是大型复杂的医疗设备，要维修好这类机器，必须做好以下几方面工作：
(1)要详细阅读机器说明书和图纸，认真做好维护和维修记录，并保存好以备日后查阅。
(2)要做好维护保养工作，做到日巡视，周检查，月检测，季小修，年中修。
(3)要储备一些常用的零配件以备急用。
(4)要建立密切的技术合作关系，当机器出现较大故障自己无法解决时，能及时地得到技术支持和帮助。
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