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化學(xué)實(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例
氣路是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)儀器的使用壽命。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設(shè)備的旁邊，危險(xiǎn)氣體的氣瓶放置在氣瓶柜內(nèi)。排氣采用直接排放到實(shí)驗(yàn)室或是通過簡(jiǎn)易的管道排放到窗外。在實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展過程中,隨著實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的增加，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室供排氣的解決方案是把實(shí)驗(yàn)室的供排氣看做一個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)要考慮到安全性便利性、日常實(shí)驗(yàn)室的管理、氣瓶的更換等問題，同時(shí)要重點(diǎn)考慮實(shí)驗(yàn)室今后的發(fā)展，對(duì)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(guó)加大了各項(xiàng)領(lǐng)域的科學(xué)研究投入，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室發(fā)展也隨之迅速，不過近年來實(shí)驗(yàn)室的安全事故也頻頻發(fā)生，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室安全事故的原因有很多種，實(shí)驗(yàn)室氣體存放與使用不當(dāng)是其中之一。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室運(yùn)行中組成部分，我們需要對(duì)一些常見的，或者對(duì)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(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實(shí)驗(yàn)室氣路系統(tǒng)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)室氣路系統(tǒng)也稱實(shí)驗(yàn)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(diǎn)、氣體泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)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(shí)驗(yàn)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(guó)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(shí)通過減壓閥使氣體壓力降至實(shí)驗(yàn)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?jī)?nèi)壓力較高，而氣焊和氣割和使用點(diǎn)所需的壓力卻較小，所以需要用減壓器來把氫氣儲(chǔ)存在氣瓶?jī)?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(yàn)檢測(cè)類實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實(shí)驗(yàn)室氣路系統(tǒng)特點(diǎn)
1，穩(wěn)定：實(shí)驗(yàn)室要求載氣流量恒定，氣體純度高，為實(shí)驗(yàn)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(gè)集中的氣瓶室可以節(jié)省有限的實(shí)驗(yàn)室空間，在更換氣瓶時(shí)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?yàn)槭褂孟嗤瑲怏w的所有使用點(diǎn)都來自相同的氣體源。這種供應(yīng)模式最終將降低運(yùn)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(diǎn)設(shè)置出氣口，使工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)更加合理。
4，安全性：確保儲(chǔ)存和使用的安全。確保分析和測(cè)試人員在實(shí)驗(yàn)中免受有毒有害氣體的影響。
(1)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50316 -2000);
(2)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50235-97);
(3)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50236-98);
(4)《乙炔站設(shè)計(jì)規(guī)范》(B50031 -91);
(5)《氫氯站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50177-93);
(6)《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50030-91);
(7)《壓縮空氣站設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例實(shí)驗(yàn)室供氣系統(tǒng)分類
包括實(shí)驗(yàn)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(jí)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(shí))驗(yàn)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(chǔ)存和使用的安全性。保障分析測(cè)試人員在實(shí)驗(yàn)中免受有毒有害氣體的侵害。
按照國(guó)標(biāo)要求，將所用全部氣體存放于儲(chǔ)氣間，并實(shí)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(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)分段控制，在多拖一和多施多時(shí)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(cè)設(shè)備對(duì)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(shí)驗(yàn)室用氣，氣體壓力直接控制，并且節(jié)約成本。
1、基本概念
實(shí)驗(yàn)室供氣有二級(jí)減壓和多級(jí)減壓。二級(jí)減壓即氣瓶端采用一級(jí)減壓閥和末端采用一級(jí)減壓閥來達(dá)到二級(jí)減壓的目的。多級(jí)減壓即氣瓶端采用二級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓閥和末端采用二級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓閥來達(dá)到多級(jí)減壓的目的，減壓效果同二級(jí)效果差不多，但成本會(huì)更高。
2、技術(shù)要求
(1)氣瓶間:
①氣瓶間應(yīng)采用300mm厚實(shí)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(shí)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(shí)不小于三次換氣的措施。
(2)供氣系統(tǒng)要求采用兩級(jí)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(shí)驗(yàn)室，二級(jí)減壓器安裝在各用氣實(shí)驗(yàn)室或用氣點(diǎn)，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(jí)減壓器對(duì)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(duì)不同使用壓力的要求，一、二級(jí)減壓器均配有壓力表,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力；
(3)采用雙側(cè)匯流排半自動(dòng)方式不間斷供氣，充分滿足實(shí)驗(yàn)室的使用要求，更換氣瓶時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室氣體管路的氣體管線、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣路箱的設(shè)計(jì)安裝、氣體報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)安裝。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例
序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 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(duì)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(duì)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(tái)球閥分別接兩個(gè)口，出口往減壓閥方向接 與軟管對(duì)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(duì)接 減壓閥出口處外徑9.52 通氣的是8 | 套 | 1 |
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室，氣相分析，測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例、管路設(shè)計(jì)、規(guī)劃要點(diǎn)
(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(gè)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(diǎn)前，為了便于控制氣體開關(guān)，應(yīng)設(shè)有使用點(diǎn)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(jiān)固、輕巧、耐用。
(7)考慮到堅(jiān)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(diǎn)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(guó)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(shí)，其管道間距不應(yīng)≤0.50m，管道交匯時(shí)，其間距不應(yīng)≤0. 25m; 分層敷設(shè)時(shí)，氫氣管道應(yīng)在最上方。
(13)室內(nèi)敷設(shè)氫氣管道時(shí)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(shí)驗(yàn)室高壓氫氣減壓閥組應(yīng)用案例施工要點(diǎn)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(chǎng)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(shí)敷設(shè)氣體管道和導(dǎo)電線路及電纜。
(3) 管道鋪設(shè)時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(dòng)等危險(xiǎn)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(diǎn)及所有管道上都應(yīng)貼設(shè)有對(duì)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?dú)膺M(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?dú)膺M(jìn)行檢漏保壓測(cè)試，測(cè)試壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍。
(9)在整個(gè)施工過程中應(yīng)注意施工安全，特別是空中作業(yè)時(shí)(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(shí)必須佩帶安全帽、穿安全鞋。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)勿轉(zhuǎn)動(dòng)減壓器本體，應(yīng)夾持本體，轉(zhuǎn)動(dòng)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(huì)發(fā)生松動(dòng)，否則將會(huì)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(huì)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(shí)，就不要強(qiáng)行連接，否則會(huì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)針旋松調(diào)壓把手），否則供氣初期的瞬時(shí)壓力有可能損壞膜片，從而導(dǎo)致減壓器失效，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(cè)儀對(duì)減壓器各連接處進(jìn)行檢漏。
▲ 注意：打開供氣閥門時(shí)，人體不得正對(duì)或背對(duì)減壓器。
4、順時(shí)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(cè)儀對(duì)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(jī)械振動(dòng)、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。
