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主题:【第十届原创】Waters e2695 四元比例阀故障排查与解析

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夏天的雪
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Waters e2695 四元比例阀故障排查与解析



    某天,在对4种物质的混合标准工作溶液进行测定时发现色谱图有异常,4种物质的混合标准工作溶液只出了2个峰,而且保留时间与原先的色谱图发生了偏差。由于此次进样的标准溶液不是现用现配的,首先想到的可能是标准工作溶液有问题,待测物质降解或者变质了,于是重新配制4种物质的混合标准工作溶液,结果色谱图依然很“诡异”,色谱图中仍然只有两个色谱峰。




    仪器没有充分预热,色谱柱没有平衡好的时候,前几针的色谱图有时也会出现异常,于是对同一瓶混合标准工作溶液重复进样,结果色谱图一针一模样,保留时间和峰形也是各有千秋,随着进样次数的增加,色谱峰个数出现了增加,当进样到第5针的时候,4种物质的色谱峰全部显现出来,4min的峰应该是上一针未出完的色谱峰。



    看了上面连续进样的色谱图,或许会有这样的疑问:难道真是仪器没有充分预热,色谱柱没有平衡好的原因,又或是测试时间太短,色谱峰没有走完,影响到下一针进样。为了进一步验证,修改色谱条件,适当提高了有机相的比例,保证足够的色谱柱平衡时间,然后测试进样的重复性。



    测试结果表明,修改色谱条件,提高有机相比例后,色谱图较之前有了很大改善,4种待测物质都出峰了,但是保留时间却不断的向前漂移。测试时所用的流动相为甲醇:乙酸铵(0.02mol/L)=5:95,该色谱条件为等度条件,进样完成后不需要梯度条件那么长的平衡时间,流动相中没有加入酸、碱和离子对等试剂,而且进样之前已经平衡了很长时间,平衡应该是没有问题的。为了预防万一,重新配制了流动相,结果保留时间漂移的问题依然存在。
    剔除了标准工作溶液、流动相和色谱条件等外在因素后,剩下的就得在仪器身上找原因了。高效液相色谱中能够引起保留时间漂移以及出现峰形异常的原因很多,例如流动相中滤头、在线过滤器污染、单向阀故障以及仪器漏液等都可能出现类似的情况。其中单向阀和漏液等故障通常还会伴有压力异常的症状,因此可以借助压力图进行判断。调取色谱图出异常时的压力图,在压力图中并未发现异常,压力及其波动均在正常范围内。


    虽然压力图中没有发现异常,仍然对滤头、在线过滤器和单向阀进行了清洗,清洗后故障没有消失。Waters e2695 含有四元比例阀,可以同时走A/B/C/D 4个通道的流动相,色谱峰出现异常时流动相采用的是A/B通道在线混合的方式进行的,A/B通道分别为甲醇和乙酸铵缓冲溶液,将A/B通道换成C/D通道进行测试,色谱峰异常及保留时间漂移的现象消失,又恢复到了原先的状态。上述测试结果表明,故障或许就存在于A/B通道之间。继续更换通道,分别采用A/C和B/C通道进行测试,发现采用B/C通道测试时色谱峰正常,而采用A/C通道测试时保留时间发生了漂移。通过上述一系列的测试,基本确认A通道有问题。
    按照JJG 705-2014 检定规程中的测定方法考察梯度误差。测定方法:A溶剂为纯水,B溶剂为含0.1%丙酮的水溶液。卸掉色谱柱,用两通连接,开机后以A溶剂冲洗系统,待基线平稳后开始执行梯度程序,画出B溶剂经由5段梯度从0%变到100%的梯度变化曲线。


    上图为A/B通道的梯度曲线,单从这张图中也很难发现异常,但是对A/B通道重复测定4次之后,露出了一丝端倪。

                 



    测定结果表明,随着进样次数的增加,梯度曲线逐渐上移,两针之间A/B通道的梯度误差较大,这很可能是保留时间漂移的罪魁祸首。


    切换通道测试梯度曲线,从A/C通道和B/C通道的梯度曲线测试图中进一步证明了A通道有问题。
    下图为采用不同通道测定β-苯乙醇的色谱图,流动相为甲醇和水,可以进一步排除缓冲盐为流动相导致保留时间漂移的问题。

                   


    测试结果表明,只要用到A通道进行测试,不仅保留时间发生了延迟保留,保留时间也会发生漂移,保留时间的RSD值到达了2.0%,而用其他通道进行测试时保留时间的重复性很好,保留时间的RSD值均小于0.1%。
    比例阀有故障时不能控制每个通道里液体流量的比例,从而导致不能按照方法设定的流动相比例进行混合,也就是说比例阀有故障时在线混合的方式是行不通的,上述测试均是采用在线混合的方式进行的,那么流动相预先混合后用A通道测试是否就没有问题了呢。将流动相预混后分别采用A通道进行测试,测试结果表明,预混并不能解决保留时间漂移的现象。


    漏液是四元比例阀较为常见的故障,在测试样品时,如果发现压力曲线较为稳定,而样品保留时间漂移时,很有可能就是四元比例阀漏液了。判断比例阀漏液的方法是:将四个通道里充满流动相,单独开一个通道排空,其他三个通道的吸滤头提出液面,看这三个通道的吸滤头里是否有细小的气泡产生,或者将管路里吸入一小段气泡,观察未排空的通道管路里的气泡是否在移动。做完一个通道再切换到其他通道,如果发现未排空通道的吸滤头里有气泡或者管路里的气泡在移动,则说明四元比例阀的这个通道有漏液。(以上方法来源于/topic/1993135)依据上述方法进行漏液测试,未发现有气泡产生或者气泡移动的现象,因此排除了比例阀漏液的可能。
    为了找到A通道的故障原因,继续采用称重法考察泵流量的准确性。测定方法:超纯水作为流动相,设定流速为1mL/min,收集5min泵出水的重量,每个通道各测定5次。测定结果如下表:



    从泵流量的测定结果中发现,A通道的流量误差与其他3个通道相比略大一些,虽然4个通道的泵流量误差都能满足JJG 705-2014 检定规程±3%的要求,但是可能就是A通道的不稳定导致了保留时间的漂移,而导致A通道流量不稳定的原因,可能需要通过拆卸才能进一步确认。
    由于比例阀的价格较高,厂家通常也是通过更换整个比例阀的方式进行维修,而且上述实验表明,通过更换通道的方式进行测试时可以消除保留时间漂移和出峰异常等故障,因此暂未对比例阀进行拆卸。
    关于比例阀拆卸和维修的帖子可以参考论坛中其他版友的帖子 /topic/5346703;  /topic/5380325
    最后,为了更好的使用好液相色谱,延长比例阀的寿命,提出几点建议:
    (1)建议使用流动相时经常更换通道,不要一个通道长时间使用一类试剂,尤其是一个通道一直使用缓冲盐;
    (2)仪器使用结束后及时将通道里的酸、碱或盐清洗干净,单向阀、比例阀的弹簧长期浸泡在酸、碱或盐的流动相中,锈蚀和磨损的情况会更严重;
    (3)不要忽略装有机相的试剂瓶,灰尘、颗粒等杂质会在更换流动相的时候,或者通过瓶塞的小孔进入到有机相中,长时间用不掉的有机相需要重新过滤。
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2017/8/14 16:29:41 Last edit by bingwang228 举报
小不董
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从实验数据分析总结出仪器故障,并验证仪器问题,实属不易,用户苦于配件等硬件支持。如果真像楼主说的,清洗是否会达到良好效果呢?但用户也一般不好做这个得力不讨好的事。
vm88
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原文由 小不董(doxw0323) 发表:
从实验数据分析总结出仪器故障,并验证仪器问题,实属不易,用户苦于配件等硬件支持。如果真像楼主说的,清洗是否会达到良好效果呢?但用户也一般不好做这个得力不讨好的事。
是否清洗能够达到效果,还是要看故障原因,如果是有析晶、杂质导致密封不严,采用清洗的方式是可以的,如果是漏液、弹簧腐蚀,清洗肯定是不行的
夏天的雪
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原文由 vm88(v2826867) 发表:
自己拆卸清洗吗?
这次的故障没有拆,主要是更换通道不影响使用,但是自己拆也是可以的,有版友拆过,也分享了经验,可以借鉴
s672399389
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我也遇到过某一路有问题的情况,起初排查了好久,不过我是用这一路压力不稳,最后给它系统冲洗就好了
Loktar
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有没有可能是走梯度的时候A阀有偶然丢步的情况,该打开的时候没有打开;
单走A的时候占空比比较大,不会丢步,所以预混流动相单走A的时候流量也没什么大问题。
夏天的雪
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原文由 s672399389(s672399389) 发表:
我也遇到过某一路有问题的情况,起初排查了好久,不过我是用这一路压力不稳,最后给它系统冲洗就好了
这种情况可能是有污染物不能闭合引起的
夏天的雪
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原文由 Loktar(suntadie) 发表:
有没有可能是走梯度的时候A阀有偶然丢步的情况,该打开的时候没有打开;
单走A的时候占空比比较大,不会丢步,所以预混流动相单走A的时候流量也没什么大问题。
这种情况是电磁阀的原因还是软件控制或者主板控制的问题呢
ghb189
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p3113799
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最直接办法,单通道实验数据准确,多同道数据不准确肯定是比例阀问题