實驗室氣體管道系統

實驗室氣路工程
實驗室氣路工程

實驗室氣路工程是實驗室工程的重要組成部分,氣路系統主要由氣源、切換裝置、管道系統、調壓裝置、用氣點、監控及報警系統組成。目前,實驗室購置的許多大型儀器設備必須依賴某種工作氣體才能正常工作,有些氣體用于儀器設備驅動控制,如壓縮空氣,由于氣體供應不符合要求,經常會引起儀器工作狀態異常,甚至造成儀器設備的損壞。完善的氣體管道配送系統也是一個優秀實驗室的重要指標。

 一、實驗室供氣系統的特點

實驗室供氣示意圖

氣路系統主要由氣源切換系統、管道系統、調壓系統、用氣點、監控及報警系統組成 

1、氣瓶室需安裝防爆排氣扇,時刻保持良好的通風狀態;

2、氣瓶室內安裝氫氣、乙炔濃度報警器;

3、氣體管路和各連接件均采用316L不銹鋼材料,管道為內外拋光無縫潔凈管;

4、管道安裝盡量沿建筑物實體墻鋪設,管道固定件采用絕緣材料,堅固,輕巧美觀,耐用。 

二、實驗室氣體管道工程設計的需求

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目前大多數實驗室中的各種分析儀器如氣相色譜儀、氣相色譜質譜儀、液相色譜質譜儀、原子吸收分光光度計、原子熒光光度計、等離子發射光譜儀、電感耦合等離子質譜儀等都需要連續使用高純載氣和燃氣,因此實驗室的安全、連續、穩定運行需要我們考慮如何將這些氣體供到各實驗室中放置的分析儀器。

三、實驗室供氣工程現狀

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目前我們可以用采用高壓鋼瓶、液體杜瓦瓶、集中供氣系統完成上述工作。同時,當地消防規范建議甚至要求將主要的氣體源如鋼瓶、杜瓦瓶和液體儲槽放置在工作區外的指定區域,然后將氣體通過管道系統輸送至實驗室內。

但是考慮安全和效率因素,不考慮經濟性因素,集中供氣系統是比較優秀的方式。并成為當今實驗室設備使用高純氣體的可靠連續的供應源,氣體通過管道系統輸送至實驗室內,并可通過安裝在工作臺上的使用點二級減壓器方便地調節壓力和流量。

國內比較老的實驗室在使用氣體的時候大多是將氣瓶放在用氣點的旁邊,然后在氣瓶出口處安裝一個減壓器,然后直接通過紫銅管或四氟軟管連接到儀器上,如果一個實驗室里有多個使用設備時,就會有很多氣瓶,同時有很多雜亂的管路,同時這些氣體不乏有易燃易爆氣體、有毒氣體、強腐蝕氣體,以及氣瓶出口高壓等因素,使得這種方式在現實使用過程中是充滿危險性的。 

四、實驗室用氣體的危險性:

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1、有部分氣體具有易燃、易爆、有毒、強腐蝕等特性,其一旦泄漏,就可能會對工作人員及儀器設備造成傷害;

2、多種氣體在同一個環境下使用,如果有兩種會發生燃燒或爆炸等強烈化學反應的氣體同時泄漏,就可能對工作人員以及儀器設備造成傷害;

3、多數氣瓶出口壓力最高可達15MPa,即150公斤/cm2,如果發生氣瓶口減壓裝置失靈,就有可能將一些部件激射出去,其能量對人體或設備都具有致命性的傷害。

五、實驗室集中供氣系統的優點

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針對過去使用中存在的問題,現代實驗室對載氣的使用環境進行了改革,即 “集中供氣系統”,即將使用氣體(以下簡稱載氣)集中貯存,然后通過壓差的原理將氣體經過金屬或其他材質管路送至用氣點。其優點主要有以下幾點:

1、首先解決氣瓶的放置問題。氣瓶間的位置如果可能盡量位于與實驗室相對獨立的房間,如果與實驗室在同一大樓內,則氣瓶間的位置要盡量位于人流較少并且獨立的房間,這種方式可使氣瓶與工作人員及儀器完全隔離,即使有害氣體有泄漏,也不會發生直接傷害。

2、其次氣體混合的問題。將所有載氣氣瓶根據氣體性質分別集中在一個氣瓶間中(其實最主要是將易燃易爆氣體(如H2、天燃氣、乙炔等)與助燃氣體(如氧氣、氯氣)分開存貯)。

3、再次是解決氣瓶壓力的問題。每種氣體可以將多瓶氣體并聯然后通過一個出口統一減壓后運送氣體至使用點。因為氣瓶間是相對獨立的,整個氣路系統壓力最大的地方也是氣瓶出口處,因此這種方式將氣瓶壓力可能發生的危險縮小至氣瓶間內,可對人體及儀器的傷害可降到最低。

六、實驗室集中供氣系統主要組成部分

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1、實驗室氣體管道:氣體管路多采用不銹鋼管、軟管通過卡套式連接 自動焊接等安裝和特殊氣體管道安裝完成整個系統的連接。

2、氣體管道常用零部件主要有減壓器、球閥、針閥、直通、三通、等等。

七、實驗室集中供氣系統的優點

針對過去使用中存在的問題,現代實驗室對載氣的使用環境進行了改革,即“集中供氣系統”,即將使用氣體(簡稱載氣)集中貯存,然后通過壓差的原理將氣體經過金屬或其他材質管路送至用氣點。其優點主要有以下幾點:

1、保持氣體純度

2、不間新供應氣體

3、氣體壓力穩定

4、高效率

5、操作簡便

6、減少氣瓶

7、減少分子損耗

8、無氣瓶在實驗室中可提高安全性、提高安全感、節省空間

9、降低控制閥的損環和丟失率、縮短氣閥與儀器間的連接管路的長度,更為方便


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