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      实验室气路系统
     
      在现代化的实验室中,为了完成实验,需要用到多种分析仪器,如气相色谱仪,原子吸收,气—质联用仪,ICP等等,其中这些仪器需要用到高纯气体,传统的做法是采用独立钢瓶分散供气的模式,这种供气模式每台仪器设备单独配置气体钢瓶,分别满足每台仪器设备的使用,但随着近年来实验室投资的不断加大,仪器设备的迅速增加,用气量也逐年增加,传统的供气模式已经难以满足仪器设备增加的需求,同时分散供气模式带来的实验室布局混乱,钢瓶的频繁更换也对实验室的管理和维护造成了困难,为了解决以上两个方面的问题,就需要一套安全性高且能实现集中分配供气的系统完成从气源向仪器的供气,这就是实验室高纯气体管道系统的功能所在。

      气路系统主要由气源切换系统、管道系统、调压系统、用气点、监控及报警系统组成。对于一些易燃易爆气体,如氢气、乙炔等,可能在设计和施工过程中稍有差异,必须加入气体回火防止器等安全控制装置。
      实验室集中供气系统涉及气体管路的设计、材质选择、工程安装和验收等方面的工作,是一项专业性较强的工作,由于实验室通常配备许多精密大型仪器设备,如果工程材质不合格、施工工艺不精密,使用过程中可能会产生泄漏,引入杂质降低高纯气体纯度,直接导致仪器设备无法正常使用,因此必须由气体管道安装的专业公司来进行设计和施工。
一、气瓶间布局
1.由于存放的气体由于有可燃性气体和助燃气体,按国家规定必须分库存放。分别放入不同的气瓶间内。
2.气瓶间内设立一次调压面板,其中二托一面板带吹扫铜镀铬面板4套。
3.压力调节器入口前需加装烧结金属过滤器以防止颗粒等杂质污染系统。
4.所有面板均配备吹扫阀,可实现对面板的清洗置换。
5.压力调节器及相关管件均需牢固的固定在压力调节面板上,面板应设计的紧凑而合理,以尽量减少系统中的死体积。
6.压力调节面板应采用全不锈钢材料制成,并且牢固的固定在可靠的位置上,确保其安全性。
7.气瓶间内存放的气瓶采用带防倒链的气瓶支架固定,气瓶支架坚固耐用、美观大方。气瓶支架采用铝合金制作而成。
8.气瓶间内的气体钢瓶与压力调节器之间采用SS316L高压金属软管连接无渗透。高压软管为柔性软管,以保证连接的方便性。并自导防护钢缆,预防极端情况下,钢瓶阀损坏等现象带来的高压“抽鞭”事故。压力调节器与管道的连接方式为双环卡套。
9.高压软管上的钢瓶接头必需与钢瓶角阀的规格相匹配,以确保连接的可靠性。
10.排空气路应分类收集、固定牢固并排放至室外安全地点。



二、终端布局
1.系统设置为二次减压系统。终端采用壁挂式设计。上设有压力调节器、输出压力指示计、紧急切断阀,同一气路的呈上下对应排布,方便操作。面板为不锈钢产品,具体位置参见图纸,具体配置情况如下:壁挂式终端标准型26套注:该终端可以实现在室内对设备的压力调节、输出压力的监控及气路开关控制,省去了每日往返于气瓶间和实验间的奔波,提高了办事效率。
2.控制终端上的气体出口尺寸要与分析仪的气体入口尺寸相对应。气体出口接头还应方便安装。


三、气路的布线
1.气瓶间内压力调节面板与实验室内的气路终端之间选用SS316LBA管进行连接,管道内表面光洁度为Ra<0.4umBA级管道。
2.4N氮气主管线采用OD3/8”(6.35mm)的管道,0.5Mpa压力下流量可达8M3/小时,完全满足常规用气需求,支线采用OD1/4”(6.35mm)的管道。用焊接三通分出支路来对设备进行供气。
3.5N氮气、氦气、预留气主管线采用OD1/4”(6.35mm)的管道,支线采用OD1/4”(6.35mm)的管道。用焊接三通分出支路来对设备进行供气。
4.管道穿过障碍物时须使用管套并采用不可燃材料填充间隙。
5.管道之间采用最先进的全自动定位轨道式氩弧焊机进行内外保护氩弧焊(TIG)方式连接,其优点是泄漏率可到1X10-9s.c.c./sec.He,且不会再内表面产生氧化层或褶皱等焊接缺陷。
6.管路上的三通全部采用焊接三通来实现连接,可更有效保证气体的传输质量。
7.管道需用固定卡具固定在管道支架上。管道支架为槽钢结构美观大方。与墙体和管道固定牢固。且为耐火材料(铝合金)制成。
8.气体管路在铺设过程中要做到横平竖直,为保证管道走线的直线度和管道间的间距,每间隔一定距离应设置一组管卡。卡具应由不燃材料制作而成,美观大方。
9.应尽量减少弯曲以防止被传输的气体压力、流量损失过大。压力管道拐弯应力集中区应有安全加固,设计合适的拐弯半径,弯曲部位不能有皱折及扭曲。弯曲半径和弯曲质量由专用工具保证。系统布线应尽量减少接缝以降低泄漏的可能性。
10.配管时的每根管道每个管件均要用高压的5N高纯氮气进行吹扫才能接入系统,整个系统安装完毕后还要用5N的高纯氮进行大流量气体吹扫,以确保系统的洁净度即流出的气体无油脂及明显的固体颗粒物流出。
11.系统安装完毕后要用高纯氮气进行高压部分、低压部分气密性实验,对整个系统进行检测。
12.压力调节面板和气路控制终端上粘贴气路编号、气体种类、浓度等标识。


四、实验室供气系统设计标准: 

1、《工业金属管道设计规范》[GB50316-2000(2008版)]; 
2、《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-1997); 
3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-1998); 
4、《乙炔站设计规范》(GB50031-1991); 
5、《氢氧站设计规范》(GB50177-2005); 
6、《氧气站设计规范》(GB50030-1991); 
7、《压缩空气站设计规范》(GB50029-2003); 
8、《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-2008)