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          【實驗室氣路】實驗室氣路系統設計安裝

          發布時間:2019-06-20 09:56來源:TMOON點擊:

            

            【摘要】為避免因減壓閥失靈或者誤操作造成高壓氣使儀器的損壞,可加安全閥。當壓力達到設定值的時候時候釋放,在減壓閥后設置一個截止閥。為防止熱脹冷縮,可加膨脹彎。為管線防震,應加裝管夾在控制面板和管道上標明氣體成分和走向。一級調壓器固定在控制面板上,以防止安裝和使用過程中發生意外泄漏。一級調壓裝置可以將氣體壓力從鋼瓶10-15MPa 調至0-2.5MPa 左右的管線壓力,二級終端微調減壓器壓力0-1.6MPa 或0-1.0MPa。

           

            一、傳統的氣屏柜與氣路

            隨著氣相色譜儀等特定的儀器進入實驗室后,氣瓶在實驗室的使用也變得頻繁,相應的就會產生一些氣瓶柜和氣路的使用方法。那么我們來看看現在市面上常見的氣瓶柜和氣路都有哪些特點。

            1.1 氣瓶柜用于提高局部的排氣通風,保護鋼瓶(氣瓶)不受柜子外面火災以及保護周圍物免受內部火災的金屬容器,氣瓶柜內部有吹洗系統,報警器和排氣孔。

            1.2 用1.0mm 優質冷扎鋼板,表面均需經過嚴格的酸洗、磷化處理后,再進行環氧樹脂靜電噴涂耐腐蝕處理,耐潮耐熱,采用微電腦定時開關,高敏探頭檢測漏氣自動排風報警。

            1.3 氣路采用單管供氣,即氣瓶通過減壓閥直接對儀器進行供氣。

           

            二、傳統氣瓶柜在實驗室中的不足之處

            普通的氣瓶柜可滿足一般的使用要求,例如:排風、報警、耐用等,但對于實驗室的氣體試驗就會存在很多的問題,一般會有以下幾點:

            2.1 供氣采用單管供氣,一旦其中一個部件出了問題,就會導致供氣氣壓不穩定,隨即也會損傷儀器。

            2.2 打開氣瓶時會產生高速的沖擊氣流,與管道之間會發生一定的摩擦從而產生靜電,靜電會使可燃性氣體燃燒甚至爆炸。

            2.3 當實驗室配置多臺使用氣瓶的儀器時,就必須增加相應的氣瓶柜,所需的成本較高,管理也變得復雜。

            2.4 供氣管道無固定,在使用過程中會發生斷裂、壓扁等意外,導致供氣不穩定。

            根據以上幾點,可以看得出,傳統的氣瓶柜和氣路存在著安全隱患、不經濟和已損壞。因此,實驗室使用的氣瓶柜和氣路系統都應該經過更加嚴格的規劃和設計才能保證在試驗過程中不發生意外,并且保證準備無誤的完成每一次的試驗。

           

            三、實驗室專用氣路系統的設計

            以氣相色譜為例,一臺氣相色譜儀正常工作時所需要的氣瓶為三瓶,其中有一瓶為氫氣,那么在使用過程中就要對氫氣氣瓶格外的小心。所以對氫氣氣瓶柜的設計也會多很多的防護措施。下面我們就來談論對普通氣瓶柜以及氣路的改進。

            3.1 壓力要求

            氣源為高壓高純瓶裝氣體,按國家標準充裝;氣源為0-15Mpa的99.999%的氣體傳輸至終端可以調節至0-1.6Mpa 或0-1.0Mpa。使用鋼瓶供氣系統,將氣瓶柜內的高純氣體輸送至氣相色譜實驗室各儀器終端使用。氣體管路采用不銹鋼實驗室專用管道。連接方式為卡套結合連接。管道應連接至各儀器終端。除有特殊說明外,調節裝置、壓力表都由高質量的不銹鋼制成,并且都是標準配件,易維修更換。氣瓶使用進口減壓閥,閥芯材料為316 不銹鋼(有內襯TEFLON 聚四氟乙烯高純度適用),壓力表接口1/4”NPT 螺紋,本體不銹鋼316SUS,氣瓶連接端規格適用于所有符合國際標準的氣瓶,出口端尺寸為1/4”,閥門進出口形式為卡套。適用等級為5.0 的氣體。

            3.2 供氣流程

            氣源設置與壓力調節:氣源采用集中供氣方式,可燃氣體有阻火系統,減壓閥前后均配置相應的壓力表,顯示壓力。每個鋼瓶都配備鋼瓶護鏈,以防鋼瓶倒地傷到操作人員。鋼瓶與切換裝置之間、采用不銹鋼軟管連接,并且都采用卡套連接,以防止泄漏。

            3.3 氣體管路安裝與檢漏

            從氣瓶間到實驗室的氣體管路采用1/ 4"BA 級316L 不銹鋼潔凈管鋪設;并配置氣體放空管路。管道應沿墻角明鋪,就近連接至各儀器終端。每種氣體管路進入每個實驗室房間后都安裝維修閥(不銹鋼球閥),如果下游設備出現故障,可以通過關閉維修閥,切斷上游管路中的氣體,然后就可以維修或更換下游設備。閥后設置二級減壓閥,二級減壓閥前、后需設置壓力檢測表。每路配置一個壓力表、一個針閥,接至儀器。除氣相色譜外,其它儀器所需氣體管路在二級減壓后經一個不銹鋼球閥、壓力表、針閥或球閥,然后鋪設至所有儀器的位置。

            采用品牌優質產品,所有氣體管路都是高質量的、光輝退火、無縫不銹鋼SS-316L。管徑為英制1/4″;管用接頭和閥門采用SUS316SS 材質,雙卡套設計。

            鋼瓶與減壓閥采用不銹鋼高壓金屬軟管連接,外管帶彈簧圈保護,內管不銹鋼絲纏繞,耐壓達到20MPa,保證換瓶時氣體不泄漏并安全可靠。

            管道均采用BA 級SUS316L 不銹鋼管材,內外表面拋光,保證不影響氣體純度。高速氣流通過管線產生靜電,為保證管線不產生火花,以及不對儀器精度產生影響,每個管線加接地線,接地電阻保證(化工類≤2 歐姆,一般類接地電阻≤4 歐姆)和回火防止閥。

            為避免因減壓閥失靈或者誤操作造成高壓氣使儀器的損壞,可加安全閥。當壓力達到設定值的時候時候釋放,在減壓閥后設置一個截止閥。為防止熱脹冷縮,可加膨脹彎。為管線防震,應加裝管夾在控制面板和管道上標明氣體成分和走向。一級調壓器固定在控制面板上,以防止安裝和使用過程中發生意外泄漏。一級調壓裝置可以將氣體壓力從鋼瓶10-15MPa 調至0-2.5MPa 左右的管線壓力,二級終端微調減壓器壓力0-1.6MPa 或0-1.0MPa。

            管道固定件采用絕緣材料,堅固,耐用。穿過實驗室墻體或樓板的氣體管道應鋪在預埋套管內,套管內的管段不應有焊縫。管道與套管之間應采用燃燒材料嚴密封堵。在氣路系統中裝阻火器。管道鋪設過程中做到橫平豎直,盡量減少彎曲。管道安裝前后需用高純氣體吹掃才能接入系統,以確保系統的潔凈度。

            鋼瓶減壓器固定在不銹鋼面板安裝于墻上,便于調節壓力;鋼瓶與減壓設備之間用高壓軟管連接,高壓軟管與減壓器之間采用1/4NPT 螺紋連接,減壓器與管道之間采用1/4NPT 螺紋轉卡套連接。

            氣路系統驗收:a. 強度實驗:管內充入高純氮氣使壓力達到1MPa,保持此壓力2 小時不降為合格。b.嚴密性實驗:管內充入高純氮氣使壓力達到0.6MPa,保持此壓力12 小時內不降為合格。c.潔凈實驗:管路中充入高純氮氣,關閉所有閥門,打開末端用干凈白布遮住管口一分鐘,如白布上無雜質和水份即為合格。

            主管道采用1/ 4"BA 級316L 不銹鋼潔凈管,管道應采用專用綠色工程塑料管夾固定,固定距離為每米一個。最后,氣瓶間安裝防爆燈、防爆排風機,可燃氣體泄漏報警裝置。氣瓶間墻上有豎直固定氣瓶的不銹鋼固定架,并安裝有防傾倒的固定鏈條。

           

            四、新的氣瓶柜和氣路系統的優點

            4.1 保持氣體純度:集中供氣切換系統是為實驗室高純度氣體的供應而設計的氣瓶供氣系統(其漏氣率1*10-8mbar l/s),標準配置下,每個氣瓶均配有高壓吹掃閥,以排除每次更換氣瓶時引入的雜質,確保了管路終端氣體的純度。

            4.2 不間斷氣體供應:集中供氣切換系統可以手動或自動方式在氣瓶之間進行切換,以保證氣體的連續供給。

            4.3 氣體壓力穩定:系統采用兩級減壓(一級由供氣控制系統調節,二級由使用點的控制閥調節)方式供氣,可得到非常穩定的壓力。

            4.4 高效率:通過供氣控制系統,可充分使用鋼瓶中的氣體,減少殘氣余量,降低用氣成本。

            4.5 操作簡便:所有氣瓶均集中在同一位置,減少了搬運安裝等操作,更節約時間及成本費用。

            4.6 減少氣瓶的租金:采用集中供氣系統,可減少對氣瓶數量的要求,從而節省氣瓶的租用成本。

            4.7 減少分子篩損耗:通過集中供氣能更好的控制氣體純度(通過清洗,吹掃),可有效地減少數派對分子篩的使用量(節約成本)。

            4.8 無氣瓶在實驗室中:采用集中供氣系統意味著實驗室中沒有氣瓶裝備,提高安全性。氣瓶可能倒地而導致損壞或傷害。提高安全感。氣瓶可能導致氣體泄漏、火災等危險情況。節省空間。從實驗室移走氣瓶可空出更多的實驗空間。

            4.9 降低控制閥的損壞和丟失率。縮短氣閥與儀器間的連接管路的長度,更為方便。

           

            五、結束語

            總之,為了適應實驗室的工作要求,做好對氣路管理的每一個細節,確保試驗人員和儀器的安全,在今后的工作中也會盡可能對出現的問題加以思考,并做好相對應的改進,使氣路系統的發揮更加完善。


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