一、實驗室氣路設(shè)計依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)
| 序號 | 標(biāo)準(zhǔn) |
| 1 | GB/T7230-2008《氣體檢測管裝置》 |
| 2 | 《石油化工壓力管道設(shè)計手冊》 |
| 3 | GB 50235-2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》 |
| 4 | SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范》 |
| 5 | GB 50093-2002《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》 |
| 6 | SH3103-2009《石油化工中心化驗室設(shè)計規(guī)范》 |
| 7 | GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 |
| 8 | JGJ91-93《科學(xué)實驗建筑設(shè)計規(guī)范》 |
二、實驗室氣體性質(zhì)分析
2.1氫氣(H2)
物理性質(zhì)：
氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)遇到火源，可引起爆炸。氫氣是無色無味的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度是0.089g/L(最輕的氣體)，難溶于水。在-252℃，變成無色液體，-259 ℃時變?yōu)檠┗罟腆w。
| 沸點 | -252.77 ℃（20.38 K） | 熔點 | -259.2 ℃ |
| 密度 | 0.089g/L | 氣液容積比 | 974 L/L（15℃，100kPa） |
| 相對分子質(zhì)量 | 2.0157 | 臨界密度 | 66.8 kg/m3 |
| 生產(chǎn)方法 | 電解水、裂解、煤制氣等 | 臨界壓力 | 1.313MPa |
| 三相點 | -254.4 ℃ | 空氣中的燃燒界限 | 5%～75%（體積） |
| 熔化熱 | 48.84 kJ/kg（-254.5℃，平衡態(tài)） | 表面張力 | 3.72 mN/m（平衡態(tài)，-252。8℃） |
| 熱值 | 1.4×108 J/kg（2.82×105 J/mol） | 折射系數(shù) | 1.0001265（1 atm，25℃） |
| 比熱比 | Cp/Cv=1.40（1 atm，25℃，氣體） | 易燃性級別 | 4 |
| 易爆性級別 | 1 | 毒性級別 | 0 |
三、危險性及預(yù)防措施
3.1氫氣(H2)
氫氣無毒，有窒息性，易燃易爆，容易發(fā)生爆炸，純氫極易發(fā)生爆炸，所以對此須引起足夠的重視。
如果發(fā)生氫氣泄露，處理辦法是：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴散。如有可能，將漏出氣用排風(fēng)機送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗后再用。滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。
3.2 氬氣(Ar)
物理性質(zhì)：
氬氣是一種無色、無味的單原子氣體，是一種惰性氣體，在常溫下與其他物質(zhì)均不起化學(xué)反應(yīng)。
熔點：-189.2℃
沸點：-185.9℃
密度：1.784kg/m3;1394kg/m³
外觀：無色無臭氣體
溶解性：微溶于水
氬氣在常壓下無毒，高濃度時，使氧分壓降低而發(fā)生窒息。氬濃度達(dá)50%以上，引起嚴(yán)重癥狀;75%以上時，可在數(shù)分鐘內(nèi)死亡。當(dāng)空氣中氬濃度增高時，先出現(xiàn)呼吸加速，注意力不集中，共濟失調(diào);繼之，疲倦無力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐、甚至死亡。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。
若吸入氬氣，迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。呼吸。心跳停止，立即進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù)，就醫(yī)。
皮膚接觸氬氣，如果發(fā)生凍傷，將患部浸泡于保持在38~42℃的溫水中復(fù)溫，不要涂擦，不要使用熱水或輻射熱。使用清潔、干燥的敷料包扎，就醫(yī)。
氬氣大量泄漏，根據(jù)氣體擴散的影響區(qū)域劃定警戒區(qū)，無關(guān)人員從側(cè)風(fēng)、上風(fēng)向撤離至安全區(qū)。應(yīng)急處理人員戴正壓自給式呼吸器，穿一般作業(yè)工作服，液化氣體泄漏時穿防寒服，盡可能切斷泄露源，泄漏場所保持通風(fēng)。
四、實驗室氣路設(shè)計與施工方案
4.1氣瓶儲存方案
氣瓶間儲存于實驗樓一樓樓外，框架結(jié)構(gòu)采用鍍鋅矩形鋼管，圍墻及房頂采用灰色壓型鋼板。氣瓶間采用鋼格柵通風(fēng)安全門，配備安全鎖。因夜間基本沒有換氣瓶需要，所以板房內(nèi)不設(shè)置照明設(shè)備，不接入電源，確保氫氣瓶儲存安全。儲存間按照最大存瓶量12瓶設(shè)計，主要儲存氣體為氫氣、氬氣和氮氣。
4.2泰安實驗室氫氣與氬氣氣路設(shè)計方案
氣體管道共2套：
氫氣管路：由氫氣瓶供氣，氫氣經(jīng)氣瓶出口一級減壓閥減壓至1~1.5MPa以內(nèi)，減壓閥采用單進(jìn)單出式，減壓后的氣體經(jīng)1/4寸BA級316L不銹鋼管道輸送至試驗室內(nèi)，在設(shè)備用氣點前設(shè)置二級減壓閥，將氣壓穩(wěn)定控制在0~1.0MPa以內(nèi)，滿足實驗設(shè)備的用氣要求，設(shè)備接口前配置低壓關(guān)斷球閥。
氬氣管路：由氬氣瓶供氣，氫氣經(jīng)氣瓶出口一級減壓閥減壓至1~1.5MPa以內(nèi)，減壓閥采用單進(jìn)單出式，減壓后的氣體經(jīng)1/4寸BA級316L不銹鋼管道輸送至試驗室內(nèi)，在設(shè)備用氣點前設(shè)置二級減壓閥，將氣壓穩(wěn)定控制在0~1.0MPa以內(nèi)，滿足實驗設(shè)備的用氣要求設(shè)備接口前配置低壓關(guān)斷球閥。
實驗室內(nèi)部管道設(shè)置放空管道，利用管道放空及吹掃，放空管道引接至室外，做防水彎。
在實驗室內(nèi)部設(shè)置氫氣泄露報警裝置，在用氣點上方設(shè)置一個氫氣泄露檢測探頭，當(dāng)檢測到氫氣微泄露后，檢測探頭檢測到泄露信號后傳送給氣體泄露報警箱，報警箱立即發(fā)出聲、光報警。提示試驗人員快速關(guān)斷球閥及氣瓶出口閥，對管道進(jìn)行吹掃后充氮氣進(jìn)行檢漏維修。
配氣系統(tǒng)：提供 2個配氣通道,不限氣體種類和數(shù)量;MFC前后設(shè)置隔離閥并配備旁路閥門，閥門采用低壓型關(guān)斷球閥。各路 MFC 控制重復(fù)性精度高達(dá)≤0.5%F.S;稀釋比范圍寬，從 ppb 級別到 ppm 級別到 100% ;配置全金屬密封，適用惰性氣體以及腐蝕性氣體 ;RS485 接口，modbus 等數(shù)據(jù)管理功能 ;具有壓力控制、溫濕度、濃度的測量，無線傳輸?shù)裙δ?
氣路控制配氣以流量控制器設(shè)置流量，通過流量顯示儀顯示流量，手動控制閥門走向等實現(xiàn)氣體輸出。配有質(zhì)量流量計(質(zhì)量流量控制器與流量顯示儀)，壓力表，閥門等，配氣主要作用是通過質(zhì)量流量計及壓力表實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣體的單氣輸出與混合輸出。
4.3泰安實驗室氫氣與氬氣氣路施工方案
本方案采用氣路管路自動焊焊接管道的方式，將氣路閥門、管件按照標(biāo)準(zhǔn)施工規(guī)范進(jìn)行焊接操作，施工完成后進(jìn)行保壓測試無泄漏，交付客戶使用。
氫氣與氬氣氣路的具體施工流程：
1、現(xiàn)場清理：安裝現(xiàn)場必須清理干凈，保證安裝現(xiàn)場具備良好的安裝條件；
2、安裝前檢查氣路主材料與輔材料的數(shù)量清點和檢驗
3、熟悉所有的施工圖紙,施工作業(yè)人員明確自己的工作內(nèi)容、范圍、安裝質(zhì)量等級，氣路施工圖紙與安裝現(xiàn)場的條件是否相吻合；
4、現(xiàn)場氣路管道焊接準(zhǔn)備：切管、去除管道毛刺，管道端面切平；
5、焊接工藝準(zhǔn)備：焊機參數(shù)設(shè)定與編程、焊機測試、自動校正、預(yù)焊、正式焊接；
6、正式焊接氣路管道：焊接管道后要進(jìn)行充氬保護(hù)，薄壁不銹鋼管切割用專用管道切割機進(jìn)行下料 ,確保端口質(zhì)量符合全自動焊接所要求的標(biāo)準(zhǔn)，管路采用全自動軌道焊接保證氣路的純度，降低泄露率。
7、管路鋪設(shè)，根據(jù)圖紙確實安裝位置與管道高低，對管夾與固定架確保管路固定牢靠。
8、系統(tǒng)檢測：系統(tǒng)所有系統(tǒng)安裝完畢后,必須用高壓氣體進(jìn)行系統(tǒng)吹掃，吹掃時,所有閥門打開,將系統(tǒng)出口的閥門全部拆卸,盡量減少系統(tǒng)中的閥門數(shù)量,以增大氣體的流速。保壓測試所需用的接頭、堵頭等相關(guān)附件,必須保證潔凈，并認(rèn)真做好氣密檢查記錄，經(jīng)24小時后供氣系統(tǒng)無泄漏狀態(tài)，方可交付使用。
深藍(lán)多年專注于316L不銹鋼氣體管道，供氣系統(tǒng)管路的設(shè)計與施工安裝，對于高壓供氣系統(tǒng)與實驗室配氣系統(tǒng)，氣體混配系統(tǒng)有多年研究，在高校，大學(xué)，檢測機構(gòu)等多家單位有合作，歡迎您電話咨詢，為您提供專業(yè)的實驗室氣路系統(tǒng)設(shè)計方案，工廠供氣系統(tǒng)解決方案！
