袁世柳，李世霞

［1.江蘇華創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，江蘇南通 226000； 2.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東青島 266580］

Trace 1300氣相色譜儀故障排查與期間核查

袁世柳1，李世霞2

［1.江蘇華創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，江蘇南通 226000； 2.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東青島 266580］

使用賽默飛Trace 1300氣相色譜儀進(jìn)行環(huán)境樣品分析過(guò)程中，出現(xiàn)了FID信號(hào)變?nèi)酢Ⅻc(diǎn)火困難的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，干擾正常分析工作。從樣品性質(zhì)、儀器方法的設(shè)置、氣路系統(tǒng)以及檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行故障排查，確定故障原因?yàn)镕ID噴嘴堵塞，點(diǎn)火線圈銹蝕嚴(yán)重。對(duì)維修好后的氣相色譜儀進(jìn)行期間核查，核查結(jié)果：基線噪聲為0.066 pA，基線漂移(30 min)為0.321 pA，F(xiàn)ID檢測(cè)限為0.094 1 ng/s，定性重復(fù)性為0.062%，定量重復(fù)性為1.41%，均滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

氫火焰離子化檢測(cè)器；故障排查；期間核查

AbstractIn the running process of Thermo Fisher Trace 1300 gas chromatography FID signal became weak and ignition was difficulties，which seriously affected the accuracy of the detection results and interfered with the normal analysis. Troubleshooting work was carried out mainly from sample properties，instrument method setting，gas system and detection system. Causes of trouble were FID nozzle clogging，and serious corrosion in ignition coil. Period veri fication was carried out after maintaining the gas chromatography. Baseline noise was 0.066 pA，baseline drift (30 min) was 0.321 pA，F(xiàn)ID detection limit was 0.094 1 ng/s，the qualitative repeatability was 0.062% and quantitative repeatability was 1.41%，which could meet requirements of technical indexes.

Keywordshydrogen flame ionization detector; troubleshooting investigation; period veri fication

氣相色譜的分離是基于色譜分離機(jī)理進(jìn)行的［1］。氣相色譜儀一般由6大部分組成：氣路系統(tǒng)(包括氣源和流量的調(diào)節(jié)與測(cè)量元件)、進(jìn)樣系統(tǒng)(包括進(jìn)樣裝置和汽化室)、分離系統(tǒng)(色譜柱)、檢測(cè)系統(tǒng)(各種檢測(cè)器)、數(shù)據(jù)采集、處理和控制系統(tǒng)(記錄器等)以及輔助系統(tǒng)(包括溫控系統(tǒng)、閥系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等)［2］。氣相色譜儀在化工生產(chǎn)［3-4］、食品安全［5-6］、質(zhì)量控制［7］、司法鑒定［8-9］、醫(yī)藥分析［10-11］、環(huán)境監(jiān)測(cè)［12-13］等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。Trace 1300氣相色譜儀自動(dòng)化程度高，電路精密［14］，一般發(fā)生故障只能更換，而大部分故障是由于操作不當(dāng)，日常維護(hù)保養(yǎng)不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件惡劣，樣品性質(zhì)復(fù)雜，樣品未經(jīng)前處理等原因造成。儀器狀態(tài)不佳，若不及時(shí)處理，帶“病”運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)造成更大的損失。

筆者結(jié)合近期實(shí)驗(yàn)室Trace 1300氣相色譜儀配備的FID出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，進(jìn)行故障原因排查。為保證該氣相色譜儀在規(guī)定的檢定周期內(nèi)依然保持良好的可信度，同時(shí)需滿足CNAS.CL01《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中5.5.10條款內(nèi)容［15］，因此在排除FID故障后，安排期間核查。期間核查不僅可以及時(shí)判斷FID運(yùn)行性能是否得到改善，起到防患于未然、減少損失的作用，更能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)不允許的偏離。實(shí)驗(yàn)室可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ɑ虼胧?，盡可能減少和降低由于校準(zhǔn)狀態(tài)失效而產(chǎn)生的成本和風(fēng)險(xiǎn)，有效地維護(hù)實(shí)驗(yàn)室和顧客的利益［15］。

1 故障現(xiàn)象與排查

1.1 故障現(xiàn)象

江蘇華創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司實(shí)驗(yàn)室使用的賽默飛Trace 1300氣相色譜儀配備氫火焰離子化檢測(cè)器、TriPlus 300型頂空進(jìn)樣器以及TG-WAXMS 色譜柱 (30 m×0.25 mm，0.25 μm)，用于分析空氣中微量乙醇。在運(yùn)行序列的過(guò)程中，F(xiàn)ID信號(hào)突然掉落至0.3 pA后序列自動(dòng)暫停，此時(shí)儀器開(kāi)始重新對(duì)FID進(jìn)行點(diǎn)火動(dòng)作，嘗試多次后出現(xiàn)點(diǎn)火困難的現(xiàn)象。筆者針對(duì)這一系列問(wèn)題進(jìn)行了故障排查。

1.2 原因分析

根據(jù)日常的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)儀器的故障原因進(jìn)行分析，原因可能如下：

(1)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不滿足Trace 1300氣相色譜儀運(yùn)行條件。

(2)分析乙醇用的儀器方法中氫氣、空氣、尾吹氣流量設(shè)置不合適。

(3)樣品經(jīng)頂空進(jìn)樣，攜帶大量水汽進(jìn)入檢測(cè)器，分析乙醇的儀器方法檢測(cè)器溫度設(shè)定值不夠高，可能會(huì)導(dǎo)致水汽富集。

(4)氫氣由氫氣發(fā)生器提供且故障發(fā)生之前更換過(guò)電解液與硅膠，可能氫氣純度不夠。

(5)由于FID檢測(cè)器購(gòu)買已滿一年，一直高負(fù)荷運(yùn)行，從未拆卸清洗，且樣品復(fù)雜，少部分樣品水分含量高，大部分樣品需以二硫化碳為解吸液進(jìn)行前處理，可能導(dǎo)致點(diǎn)火線圈生銹腐蝕、噴嘴部分堵塞、收集極內(nèi)壁嚴(yán)重污染。

1.3 故障排查

對(duì)故障可能發(fā)生的原因進(jìn)行逐步排查，排查過(guò)程如下：

(1)查閱發(fā)生故障當(dāng)天實(shí)驗(yàn)室的溫濕度記錄，溫度為20.5℃，相對(duì)濕度為62%，滿足Trace 1300型氣相色譜儀的工作環(huán)境要求；

(2)調(diào)閱分析乙醇的儀器方法和參數(shù)設(shè)定，氫空尾吹比為 1∶10∶1，柱流量為 1.00 mL/min，檢測(cè)器溫度為280℃，尾吹氣流量為35.0 mL/min，各項(xiàng)參數(shù)均合理；

(3)斷開(kāi)氫氣發(fā)生器與氣相色譜儀的管路連接，對(duì)氫氣發(fā)生器進(jìn)行檢漏并放空30 min，然后重新連接管路并檢漏；

(4)拆下FID各部件，用清潔刷擦洗收集極，使用高純氮?dú)獯党鏊缮⒌牟牧?，然后用甲醇洗滌，?0℃烘箱內(nèi)干燥0.5 h；使用細(xì)鐵絲小心疏通FID噴嘴，配制甲醇-丙酮溶液(體積比1∶1)清洗FID噴嘴內(nèi)部，用高純氮?dú)獯祾吒稍颋ID噴嘴；用細(xì)砂紙小心打磨點(diǎn)火線圈至光亮，避免折斷點(diǎn)火線圈；用甲醇擦拭極化電極并干燥。重新裝配上各部件，確認(rèn)各個(gè)線纜接觸良好，并確保FID信號(hào)桿彈簧與收集極緊密接觸；

(5)重新連接色譜柱，更換新的石墨墊，進(jìn)行系統(tǒng)檢漏操作，確保系統(tǒng)無(wú)漏氣。

經(jīng)過(guò)上述一系列故障原因排查，確認(rèn)是FID噴嘴堵塞，點(diǎn)火線圈銹蝕嚴(yán)重。

2 期間核查

為確認(rèn)儀器的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及再現(xiàn)性，需進(jìn)行期間核查。安排期間核查可以判斷儀器是否正常運(yùn)行，起到防患于未然的作用［16］。期間核查方法一般依據(jù)CNAS文件、儀器檢定規(guī)程、儀器使用說(shuō)明書(shū)等， 期間核查主要方法：使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法、方法比對(duì)法、使用儀器附帶設(shè)備核查法、儀器比對(duì)法、對(duì)保留樣品量值重新測(cè)量法、檢定與校準(zhǔn)法［17-19］。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，從經(jīng)濟(jì)性、可行性、可靠性及安全性等4方面綜合考慮，確定本次氣相色譜儀期間核查參照J(rèn)JG 700-2016 《氣相色譜儀檢定規(guī)程》［20］進(jìn)行操作。

2.1 核查參數(shù)

按照J(rèn)JG 700-2016檢定規(guī)程的要求，核查的主要參數(shù)是基線噪聲、漂移、FID檢測(cè)限和重復(fù)性。

2.2 核查條件及試劑

(1)AI 1310型自動(dòng)進(jìn)樣器（賽默飛世爾科技公司）；(2)苯：優(yōu)級(jí)純，批號(hào)20141222，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；(3)甲苯：分析純，批號(hào)150601，西隴化工股份有限公司；(4)環(huán)境條件：溫度19.5℃，相對(duì)濕度61%；(5)儀器核查條件見(jiàn)表1。

表1 Trace 1300型氣相色譜儀期間核查條件

2.3 核查方法

2.3.1 基線噪聲和漂移

按表1的核查條件，記錄基線30 min，選取基線中噪聲最大峰的峰高對(duì)應(yīng)的信號(hào)值為該氣相色譜儀的基線噪聲；基線偏離起始點(diǎn)最大的響應(yīng)信號(hào)值為儀器的基線漂移。

2.3.2 FID檢測(cè)限與重復(fù)性

待基線穩(wěn)定后，經(jīng)自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)注入苯質(zhì)量濃度為81.0 mg/L的苯甲苯溶液，連續(xù)測(cè)量7次，記錄苯的色譜峰面積與保留時(shí)間，然后計(jì)算FID的檢測(cè)限及重復(fù)性。根據(jù)JJG 700-2016，檢測(cè)限按式(1)計(jì)算。

式中：DFID——FID檢測(cè)限，g/s；

N——基線噪聲，A；

W——苯的進(jìn)樣量，g；

A——苯色譜峰面積的平均值，A·s。

2.4 核查數(shù)據(jù)和結(jié)果判斷

用Trace 1300氣相色譜儀對(duì)苯進(jìn)行定性、定量重復(fù)性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，核查結(jié)果及技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表3。

表2 苯的定性、定量重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 Trace 1300氣相色譜儀期間核查結(jié)果

由表2、表3可知，Trace 1300氣相色譜儀期間核查為滿意，是正常運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

在日常分析檢測(cè)工作中，氣相色譜儀難免出現(xiàn)故障，應(yīng)當(dāng)立即安排故障排除工作，避免造成不可挽回的損失。實(shí)驗(yàn)操作人員需定期參加相關(guān)培訓(xùn)講座，提高業(yè)務(wù)水平，提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)告知實(shí)驗(yàn)室主管，積極地參與到故障排查工作中。在故障排除后應(yīng)對(duì)氣相色譜儀性能進(jìn)行把控，可參照檢定規(guī)程進(jìn)行期間核查。該方法操作簡(jiǎn)便、投入經(jīng)濟(jì)少、用時(shí)短，不僅能夠保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可信度，還能維護(hù)客戶與實(shí)驗(yàn)室的利益。

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Troubleshooting and Period Veri fication of Trace 1300 Gas Chromatography

Yuan Shiliu1， Li Shixia2
［1. Jiangsu Huachuang Detection Technology Service Co.， Ltd.， Nantong 226000， China ；2. China University of Petroleum (East China)， Qingdao 266580， China］

O652

A

1008-6145(2017)04-0109-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.04.028

聯(lián)系人：袁世柳；E-mail: 10081229@s.upc.edu.cn

2017-05-12