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化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例
氣路是現(xiàn)代實驗室的組成部分，氣體管路為色譜儀、原子吸收、微庫侖定硫、量熱儀、微量硫分析等儀器提供安全可靠的氣體，保證分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和延長儀器的使用壽命。傳統(tǒng)的實驗室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設(shè)備的旁邊，危險氣體的氣瓶放置在氣瓶柜內(nèi)。排氣采用直接排放到實驗室或是通過簡易的管道排放到窗外。在實驗室的發(fā)展過程中,隨著實驗室儀器設(shè)備的增加，實驗室內(nèi)經(jīng)常是密布著各種各樣的管道和氣瓶。這樣處理既造成了非常大的安全隱患也不美觀。正確的實驗室供排氣的解決方案是把實驗室的供排氣看做一個系統(tǒng)。這個系統(tǒng)要考慮到安全性便利性、日常實驗室的管理、氣瓶的更換等問題，同時要重點考慮實驗室今后的發(fā)展，對于特殊氣體還要考慮特殊的技術(shù)解決方案。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國加大了各項領(lǐng)域的科學(xué)研究投入，相應(yīng)的實驗室發(fā)展也隨之迅速，不過近年來實驗室的安全事故也頻頻發(fā)生，導(dǎo)致實驗室安全事故的原因有很多種，實驗室氣體存放與使用不當(dāng)是其中之一。實驗室儀器分析過程中需要使用到種類繁多的氣體,這些氣體是實驗室運行中組成部分，我們需要對一些常見的，或者對自己將要用到的氣體進(jìn)行充分的了解后，再根據(jù)特性進(jìn)行使用，以減少安全事故的發(fā)生。
化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實驗室氣路系統(tǒng)簡介
實驗室氣路系統(tǒng)也稱實驗室集中供氣系統(tǒng)工程，即從氣瓶至儀器終端之間連接管線，集中供氣，主要由氣源(一般為氣體鋼瓶)、切換裝置、管道系統(tǒng)、調(diào)壓裝置、用氣點、氣體泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)組成。氫氣鋼瓶減壓閥，也叫氫氣瓶減壓器，Hydrogen gas cylinder valve，就是將氫氣鋼瓶中的高壓氣體減為實驗及工況所需的低壓氣體壓力的減壓閥。采用活塞式減壓結(jié)構(gòu)，輸出壓力穩(wěn)定，主要用于石油化工、化纖、照明電器、熱處理、冶金、玻璃、食品、醫(yī)藥、電子、國防航天、航空等主導(dǎo)領(lǐng)域的氫氣鋼瓶的出口減壓。
氫氣一般都是貯存在專用的高壓氣體鋼瓶中，使用時通過減壓閥使氣體壓力降至實驗所需范圍，再經(jīng)過其它控制閥門細(xì)調(diào)，使氣體輸入使用系統(tǒng)。由于氫氣氣瓶內(nèi)壓力較高，而氣焊和氣割和使用點所需的壓力卻較小，所以需要用減壓器來把氫氣儲存在氣瓶內(nèi)的較高壓力的氣體降為低壓氣體，并應(yīng)保證氫氣所需的工作壓力自始至終保持穩(wěn)定狀態(tài)。進(jìn)口氫氣減壓器是將高壓氫氣降為低壓氣體、并保持輸出氫氣的壓力和流量穩(wěn)定不變的調(diào)節(jié)裝置。適用適合于各種高等院校、科研院所、檢驗檢測類實驗室用的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，使用的氣體一般為高純電子氣體與普通電子氣體。
化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實驗室氣路系統(tǒng)特點
1，穩(wěn)定：實驗室要求載氣流量恒定，氣體純度高，為實驗室選擇的分析設(shè)備提供穩(wěn)定的氣體，具有穩(wěn)定的數(shù)值和壓力。
2，經(jīng)濟(jì)性：建立一個集中的氣瓶室可以節(jié)省有限的實驗室空間，在更換氣瓶時不必切斷氣體，以保證氣體的連續(xù)供應(yīng)。用戶只需要管理更少的鋼瓶，支付更少的鋼瓶租金，因為使用相同氣體的所有使用點都來自相同的氣體源。這種供應(yīng)模式最終將降低運輸成本，減少空瓶子中剩余的氣體量，并確保良好的鋼瓶管理。
3，使用率：集中管道供應(yīng)系統(tǒng)可在使用點設(shè)置出氣口，使工作場所設(shè)計更加合理。
4，安全性：確保儲存和使用的安全。確保分析和測試人員在實驗中免受有毒有害氣體的影響。
(1)《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》(GB50316 -2000);
(2)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50235-97);
(3)《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》(GB50236-98);
(4)《乙炔站設(shè)計規(guī)范》(B50031 -91);
(5)《氫氯站設(shè)計規(guī)范》(GB50177-93);
(6)《氧氣站設(shè)計規(guī)范》(GB50030-91);
(7)《壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范》CBJ29 -90;
(8)《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》(GB16912-1997)。
02化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實驗室供氣系統(tǒng)分類
包括實驗室集中供氣系統(tǒng)和室內(nèi)氣瓶供氣系統(tǒng)，可以滿足不同等級要求的氣體安全使用。
集中供氣管路系統(tǒng)工程，主要是為試(實)驗室選用的分析設(shè)備提供量值和壓力穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)氣體，保證其儲存和使用的安全性。保障分析測試人員在實驗中免受有毒有害氣體的侵害。
按照國標(biāo)要求，將所用全部氣體存放于儲氣間，并實現(xiàn)集中輸送，組成中央供氣系統(tǒng)。系統(tǒng)采用一拖一、一拖多、多拖一和多拖多的管道式輸氣方式，在一拖多時能夠?qū)崿F(xiàn)分段控制，在多拖一和多施多時能夠?qū)崿F(xiàn)切換控制；并能夠保證標(biāo)準(zhǔn)氣體流量、壓力穩(wěn)定和量值傳遞不發(fā)生變化，滿足分析檢測設(shè)備對使用氣體的技術(shù)要求；室內(nèi)氣瓶供氣系統(tǒng)是在供應(yīng)氣體流量不大的實驗室用氣，氣體壓力直接控制，并且節(jié)約成本。
1、基本概念
實驗室供氣有二級減壓和多級減壓。二級減壓即氣瓶端采用一級減壓閥和末端采用一級減壓閥來達(dá)到二級減壓的目的。多級減壓即氣瓶端采用二級減壓閥或多級減壓閥和末端采用二級減壓閥或多級減壓閥來達(dá)到多級減壓的目的，減壓效果同二級效果差不多，但成本會更高。
2、技術(shù)要求
(1)氣瓶間:
①氣瓶間應(yīng)采用300mm厚實體墻，安裝防爆門，設(shè)置泄爆窗；
②室內(nèi)電器設(shè)備均應(yīng)具備防爆功能;
③應(yīng)安裝排氣扇,時刻保持良好的通風(fēng)狀態(tài);
④存放氫氣鋼瓶的區(qū)域應(yīng)有每小時不小于三次換氣的措施。
(2)供氣系統(tǒng)要求采用兩級減壓的方式進(jìn)行供氣，供氣匯流排第一次減壓，氣體由15MPa減壓到1.5MPa以下，再輸送到各用氣實驗室，二級減壓器安裝在各用氣實驗室或用氣點，方便統(tǒng)一控制通風(fēng)柜或儀器用氣的輸入壓力，用氣終端配有中壓球閥和壓力指示表，二級減壓器對壓力進(jìn)行精確調(diào)整(0.01MPa) ，得到穩(wěn)定的壓力，可以滿足儀器對不同使用壓力的要求，一、二級減壓器均配有壓力表,可實時顯示當(dāng)前壓力；
(3)采用雙側(cè)匯流排半自動方式不間斷供氣，充分滿足實驗室的使用要求，更換氣瓶時，可通過安裝在高壓軟管下面的卡套進(jìn)行氣瓶更換；
是指用于實驗室分析儀器與氣源的連接、氣體管路和氣體管路連接及接頭與閥件的連接；從氣瓶間到實驗室氣體管路的氣體管線、實驗室內(nèi)氣路箱的設(shè)計安裝、氣體報警裝置的設(shè)計安裝。
化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 減壓閥及配套 | 氫氣鋼瓶減壓閥及配套 高壓流體金屬軟管 L=800MM 數(shù)量2根 耐壓25MPA 材質(zhì)316L 與鋼瓶對接口尺寸W21.8-14LH（F） 軟管出口尺寸 1/4’NPT 內(nèi)螺紋
卡套只銅球閥 數(shù)量 2只 耐壓25MPA 材質(zhì)316L 與軟管對接口 1/4’NRT 球閥出口是卡套接頭
卡套三通 數(shù)量 1只 耐壓25MPA 材質(zhì)316L 兩臺球閥分別接兩個口，出口往減壓閥方向接 與軟管對接口通過卡套卡套接頭
氫氣鋼瓶減壓閥 數(shù)量 1只 耐壓25MPA 材質(zhì)316L 入口壓力表25MPA 出口壓力表6.4MPA 減壓閥入口與三通卡套接頭對接 減壓閥出口處外徑9.52 通氣的是8 | 套 | 1 |
二、化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例產(chǎn)品參數(shù)特征：
1、材質(zhì)：
部位名稱 | 材質(zhì) |
母體 | 316L，Brass |
上蓋 | 316L，Brass |
膜片 | 316L |
過濾網(wǎng) | 316L（10μm） |
閥座 | PCTFE，PTFE，Vespel |
彈簧 | 316L |
閥芯頂桿 | 316L |
化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例2、適用范圍：
半導(dǎo)體制程，實驗室，氣相分析，測試儀表，石油化學(xué)工業(yè)，電廠設(shè)備
3、壓力特性參數(shù)：
最大輸入壓力 | 15Mpa，20Mpa，25Mpa | 6000PSI,3000PSI,500PSI |
輸出壓力 | 0-0.1Mpa，0-1Mpa，0-5Mpa，0-10Mpa，0-15Mpa | 0～25,0～100,0～300,0-3000PSI |
進(jìn)口規(guī)格 | G1/4,G1/2,G5/8,G1 | |
出口規(guī)格 | G1/4,G1/2,G5/8,G1，卡套 | |
測試壓力： | 1.5倍的最大輸入壓力 | |
適用溫度 | -40°F 至＋165°F（-40℃至＋74℃） | |
化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例、管路設(shè)計、規(guī)劃要點
(1)為了方便更換氣瓶，鋼瓶接頭到調(diào)節(jié)閥之間應(yīng)設(shè)有不銹鋼金屬軟管。
(2)在整個系統(tǒng)中，為了防止回火現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)加裝防爆逆止閥。
(3)氣體進(jìn)入使用點前，為了便于控制氣體開關(guān)，應(yīng)設(shè)有使用點球閥。
(4)為了保持氣體的純度及管道系統(tǒng)的氣密性，所有管道采用316L不銹鋼管道,內(nèi)表面經(jīng)AP處理。
(5)為了便于維修及更換閥件，管道與閥件的連接應(yīng)采用高壓雙卡套接頭連接。
(6)管道固定件(管夾)應(yīng)采用耐高溫的金屬材料，要求堅固、輕巧、耐用。
(7)考慮到堅固、防腐方便使用、美觀等方面的原因，壓力調(diào)節(jié)閥控制面板采用不銹鋼材料。
(8)為確保氣體輸出的壓力穩(wěn)定和氣體的純度選用兩次減壓系統(tǒng)。
(9)氫氣、氧氣管道的末端和最高點宜設(shè)放空管。放空管應(yīng)高出層頂 2m 以上，并應(yīng)設(shè)置在防雷保護(hù)區(qū)內(nèi)。
(10)氫氣管道上還應(yīng)設(shè)取樣口和吹掃口。放空管、取樣口和吹掃口的位置應(yīng)能滿足管道內(nèi)氣體吹掃置換的要求。
(11)氫氣、氧氣管道應(yīng)有導(dǎo)除靜電的接地裝置。有接地要求的其它管道，其接地和跨接方法應(yīng)按現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
(12)平行安裝氫氣管道與可燃?xì)怏w管道時，其管道間距不應(yīng)≤0.50m，管道交匯時，其間距不應(yīng)≤0. 25m; 分層敷設(shè)時，氫氣管道應(yīng)在最上方。
(13)室內(nèi)敷設(shè)氫氣管道時不能直接埋地里或布置在地溝內(nèi)，避免直接穿過不使用氫氣的房間。
(14)所有減壓閥需設(shè)有排氣管路到氣體存放區(qū)外。、氧化氣體排氣管路不能并在一起。
2、化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例施工要點說明
(1) 所有不銹鋼管道兩端用塑料蓋密封，外部有塑料套密封，在進(jìn)入施工現(xiàn)場后，安裝前，方可將塑料套拆封，并除去塑料蓋。
(2) 在同一槽架內(nèi)不應(yīng)同時敷設(shè)氣體管道和導(dǎo)電線路及電纜。
(3) 管道鋪設(shè)時應(yīng)注意平直，彎管處采用專用彎管器，不得徒手彎曲。切斷管道時用專用切管器操作，嚴(yán)禁用鋸子鋸斷管道。管道切斷后應(yīng)用專用工具處理斷口,嚴(yán)禁用普通銼刀處理。在管道的行進(jìn)路線中，每隔1.5m 左右，應(yīng)設(shè)置一組管夾，如遇特殊建筑物結(jié)構(gòu)，應(yīng)酌情考慮；另外，可根據(jù)氣體管路彎曲的直徑，設(shè)置合適的支架位置。
(4)需穿過實驗室墻體或樓板的部位應(yīng)設(shè)有預(yù)埋套管，管路經(jīng)套管穿過，套管內(nèi)的管段不應(yīng)有焊接。管道與套管之間應(yīng)采用非燃燒材料封堵嚴(yán)密。
(5)所有螺紋連接處應(yīng)采用密封帶密封。瓶閥、接管螺絲和減壓閥等附件無泄漏、滑絲、松動等危險情況，各種氣壓表一般不得混用。
(6)所有調(diào)節(jié)閥固定面板、所有出口點及所有管道上都應(yīng)貼設(shè)有對應(yīng)氣體的成分及濃度的氣體標(biāo)頭。各種氣體管道應(yīng)有明顯的指示標(biāo)志。
(7)所有系統(tǒng)部件安裝完畢后，應(yīng)用高純氮氣進(jìn)行三遍以上的吹掃，以保證系統(tǒng)內(nèi)部清潔。
(8)吹掃完畢后，用高純氮氣進(jìn)行檢漏保壓測試，測試壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍。
(9)在整個施工過程中應(yīng)注意施工安全，特別是空中作業(yè)時(在梯子或腳手架上施工)，應(yīng)有專人固定梯子或腳手架。在土建尚未完工的工地施工時必須佩帶安全帽、穿安全鞋。
三、化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例安裝說明
1、用下扳將減壓器進(jìn)出氣接頭螺紋與氣瓶閥螺紋或高低壓側(cè)管路可靠的連接，一防止氣體泄漏。請勿轉(zhuǎn)動減壓器本體，應(yīng)夾持本體，轉(zhuǎn)動螺母擰緊。
2、在安裝過程中，應(yīng)確保減壓器進(jìn)、出氣接頭與減壓器連接處不會發(fā)生松動，否則將會導(dǎo)致氣體泄漏，造成安全重大隱患。
3、清除氣瓶和管路系統(tǒng)與減壓器連接位置處的油污、水及灰塵，一旦雜質(zhì)進(jìn)入氣體減壓器內(nèi)，將會導(dǎo)致污染氣體，阻塞氣體通道或產(chǎn)生其他麻煩。
4、如果管路上的螺紋變形，無法與氣體減壓器順利地裝上時，就不要強行連接，否則會導(dǎo)致管路系統(tǒng)及氣體減壓器上的螺紋損壞，從而引起嚴(yán)重事故。
四、化學(xué)實驗室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例操作說明
1、在氣體進(jìn)入減壓器之前，須確認(rèn)已對管路系統(tǒng)（含減壓器）按要求進(jìn)行吹掃或進(jìn)行抽真空處理。
2、在氣體進(jìn)入減壓器之前，須確認(rèn)減壓器調(diào)壓把手處于旋松狀態(tài)（逆時針旋松調(diào)壓把手），否則供氣初期的瞬時壓力有可能損壞膜片，從而導(dǎo)致減壓器失效，嚴(yán)重時會危及人身安全。
3、緩慢打開減壓器入口側(cè)的供氣閥門，用肥皂水火專用檢測儀對減壓器各連接處進(jìn)行檢漏。
▲ 注意：打開供氣閥門時，人體不得正對或背對減壓器。
4、順時針旋轉(zhuǎn)減壓器調(diào)壓把手，將壓力（或流量）調(diào)到所需要的刻度指示位置，并用肥皂水或?qū)Ｓ脵z測儀對減壓器各連接處進(jìn)行檢漏。
▲ 注意：在減壓器供氣過程中，如果發(fā)現(xiàn)有任何異常的機械振動、噪音、卡住或壓力異常升高的現(xiàn)象，表明減壓器已存在故障，應(yīng)立即停止使用。
