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實驗室氣體管路建設淺析
發布時間:2019.06.04   新聞來源:網絡轉載  瀏覽次數:

實驗室很多設備的運行都需要各種各樣的氣體供應,同時也會產生廢氣。如何既安全又方便地解決供排氣問題,一直以來也是困擾實驗室工作人員的主要問題之一。

傳統的實驗室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設備的旁邊,危險氣體的氣瓶放置在氣瓶櫃內。排氣采用直接排放到實驗室或是通過簡易的管道排放到窗外。在實驗室的發展過程中,隨著實驗室儀器設備的增加,實驗室內經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。

正確的實驗室供排氣的解決方案是把實驗室的供排氣看做一個係統。這個係統要考慮到安全性便利性.日常實驗室的管理、氣瓶的更換等問題,同時要重點考慮實驗室今後的發展,對於特殊氣體還要考慮特殊的技術解決方案。

一、設計標準

(1)《工業金屬管道設計規範》(GB50316 -2000);

(2)《工業金屬管道工程施工及驗收規範》(GB50235-97);

(3)《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規範》(GB50236-98);

(4)《乙炔站設計規範》(B50031 -91);

(5)《氫氯站設計規範》(GB50177-93);

(6)《氧氣站設計規範》(GB50030-91);

(7)《壓縮空氣站設計規範》CBJ29 -90;

(8)《氧氣及相關氣體安全技術規程》(GB16912-1997)。

二、實驗室氣體管路供氣係統

包括實驗室集中供氣係統和室內氣瓶供氣係統,可以滿足不同等級要求的氣體安全使用。中央集中供氣管路係統工程,主要是為試(實)驗室選用的分析設備提供量值和壓力穩定的標準氣體,保證其儲存和使用的安全性。保障分析測試人員在實驗中免受有毒有害氣體的侵害。

按照國標要求,將所用全部氣體存放於儲氣間,並實現集中輸送,組成中央供氣係統。係統采用一拖一、一拖多、多拖一和多拖多的管道式輸氣方式,在一拖多時能夠實現分段控製和在多拖一和多施多時能夠實現切換控製;並能夠保證標準氣體流量、壓力穩定和量值傳遞不發生變化,滿足分析檢測設備對使用氣體的技術要求;室內氣瓶供氣係統是在供應氣體流量不大的實驗室用氣,氣體壓力直接控製,並且節約成本。

三、實驗室集中供氣係統

1、基本概念

實驗室集中供氣就是將所有氣瓶集中存放在(瓶房,通過氣瓶減壓閥將氣體輸送到各個實驗室(即儀器端).其流程如下:

2、操作原理

實驗室供氣有二級減壓和多級減壓。

二級減壓即氣瓶端采用-級減壓閥和末端采用一級減壓閥來達到二級減壓的目的。實驗室一般推薦采用一 級減壓,這樣可以保證氣體的純度和節約成本,也能達到多級減壓的效果(推薦)多級減壓即氣瓶端采用二級減壓閥或多級減壓閥和末端采用二級減壓閥或多級減壓園來達到多級減壓的目的。減壓效果同級減壓效果差不多,但成本會更高。如下圖所示:

采用中壓供,二級減壓的供氣方式,氣瓶氣體壓力為12.5MPa,經一級減壓後為1MPa(管路壓力1MPa),送至用氣點,經二級減壓後為0.3~0.5MPa(根據儀器需求)送至儀器,供氣壓力比較穩定。

3、技術要求

(1)氣瓶間: ①氣瓶間應采用300mm厚實體牆,安裝防爆門,設置泄爆窗;②室內電器設備均應具備防爆功能;③應安裝排氣扇,時刻保持良好的通風狀態;

(2)供氣係統要求采用兩級減壓的方式進行供氣,供氣匯流排第一次減壓,氣體由15MPa減壓到1.5MPa以下,再輸送到各用氣實驗室,二級減壓器安裝在各用氣實驗室或用氣點,方便統一控製通風櫃或儀器用氣的輸人壓力,用氣終端配有中壓球閥和壓力指示表,二級減壓器對壓力進行精確調整(0.01MPa) ,得到穩定的壓力,可以滿足儀器對不同使用壓力的要求,一、二級減壓器均配有壓力表,可實時顯示當前壓力;

(3)采用雙側匯流排 半自動方式不間斷供氣,充分滿足實驗室的使用要求,更換氣瓶時,可通過安裝在高壓軟管下麵的卡套進行氣瓶更換;

(4)氫氣和乙炔屬於易燃氣體,應設計氣體泄露探測報警裝置,並安裝阻火器,防止明火回流,易燃與助燃氣體敷設應保證足夠的安全距離。

4、工程用材

(1)管道、球閥、卡套和三通等為316L不鏽鋼減壓器為高純氣體減壓器(不鏽鋼閥芯),高壓軟管(連接鋼瓶和匯流排)為不鏽鋼波紋管,在高壓軟管的進氣端,配置單向閥,可以防止更換鋼瓶時,軟管內的氣體外泄,同時避免外界的空氣混入氣路之中。

(2)管道係統:所有的氣體管道選用BA級別的316L不鏽鋼管,在管路上有個過濾雜質和水分的淨化裝置,使氣體在流通過程中不至於被管道係統汙染,保證氣體的純度,同時要有明確標示,指示氣體的流向。

(3)管道的連接:匯流排、終端部分采用卡套連接,便於減壓器和閥門的維護管理。

(4)終端:在每台儀器之前,配置截止閥和二級減壓器(每種氣體配置一個)。截止閥用於控製每一個氣路的開啟與關閉;在儀器需要調整和維修時,能停止任何指定的儀器的氣體供應,減壓器用於顯示和調整終端的壓力。

四、實驗室氣體管路安裝工程

是指用於實驗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:從氣瓶間到實驗室氣體管路的氣體管線,實驗室內氣路箱的設計安裝,氣體報警裝置的設計安裝。氣路是現代實驗室必不可少的組成部分,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,保證分析數據的準確性和延長儀器的使用壽命。可以說氣路在現代實驗室中的地位是舉足輕重的。

1、管路設計、規劃要點

(1)為了方便更換氣瓶,從上述氣瓶接頭到調節閥之間應設有耐高壓的金屬軟管。

(2)在整個係統中,為了防止回火現象的發生,應加裝防爆逆止閥。

(3)氣體進人使用點前,為了便於控製氣體開關,應設有使用點球閥。

(4)為了保持氣體的純度及管道係統的氣密性,所有管道采用316L不鏽鋼管道,內表麵經AP處理。

(5)為了便於維修及更換閥件,管道與閥件的連接應采用高壓雙卡套接頭連接。

(6)管道固定件(管夾)應采用耐高溫的金屬材料,要求堅固,輕巧,耐用。

(7)考慮到堅固、防腐方便使用、美觀等方麵的原因,壓力調節閥控製麵板采用不鏽鋼材料。

(8)為確保氣體輸出的壓力穩定和氣體的純度選用兩次減壓係統(即采用一次減壓係統和二次減壓係統,二次減壓設備自帶)。

2、施工要點說明

(1) 所有不鏽鋼管道兩端用塑料蓋密封,外部有塑料套密封,在進入施工現場後,安裝前,方可將塑料套拆封,並除去塑料蓋。

(2)管道鋪設時 ,應注意平直,彎管處采用專用彎管器,不得徒手彎曲,切斷管道時,用專用切管器操作,嚴禁用鋸子鋸斷管道。管道切斷後,應用專用工具處理斷口,嚴禁用普通銼刀處理。

(3)在管道的行進路線中,每隔1米應設置一組管夾,如遇特殊建築物結構,應酌情考慮。

(4)管道穿牆及穿地板時,應設置管套,管套與管道之間的空隙,應采用不可燃燒的材料填充。

(5)所有螺紋連接處應采用密封帶密封。

(6)所有調節閥固定麵板、所有出口點及所有管道上,都應貼設有對應氣體的成分及濃度的氣體標頭。

(7)所有係統部件安裝完畢後,應用高純氮氣進行三遍以上的吹掃。以保證係統內部清潔。

(8)吹掃完畢後,用高純氮氣進行檢漏保壓測試,測試壓力應為工作壓力的1.5倍。

(9)在整個施工過程中,應注意施工安全,特別是空中作業時(在梯子或腳手架上施工),應有專人固定梯子或腳手架。在土建尚未完工的工地施工時,必須佩帶安全帽,穿安全鞋。

3、係統調試、測試要求

(1)強度實驗:管內衝人高純氮氣使壓力到達0.8MPa,保持此壓力如10min內壓力不降為合格;

(2)嚴密性實驗:管內衝人高純氮氣使壓力到達0. 5MPa,保持此壓力如30min內壓力不降為合格;

(3)潔淨測試:管路中衝人純氮,關閉所有閥門,打開末端閥用一張白布放在管口一分鍾如白布上無雜質和水分即為合格。

4、氣路驗收要點

①部件數量是否符合合同中數量的約定。②所有連接點是否安全固定。③管道布局是否合理、美觀。④氣體標頭是否粘貼得正確、美觀。⑤管道連接是否正確。⑥整個管路安裝完畢後,對整個係統做壓力測試。參照《工業金屬管道工程施工及驗收規範》,管路係統在保壓24小時後,壓力無下降為合格。

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