工業(yè)氦氣(Industrial Helium)是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、科研、電子制造、焊接、航空航天等領(lǐng)域的高純氣體。在這些應(yīng)用中,對氦氣的純度要求極高,因此雜質(zhì)檢測是確保其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。 以下是關(guān)于 工業(yè)氦氣雜質(zhì)檢測 的詳細(xì)內(nèi)容: 一、常見雜質(zhì)種類 工業(yè)氦氣中常見的雜質(zhì)包括: | 雜質(zhì)類型 | 常見成分 | 來源 | | | | | | 惰性氣體雜質(zhì) | 氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe) | 天然氣提取過程中未完全分離 | | 輕質(zhì)氣體雜質(zhì) | 氫(H?)、氮(N?)、氧氣(O?) | 空氣混入或生產(chǎn)過程中的污染 | | 有機物雜質(zhì) | 甲 (CH?)、乙 (C?H?)等 | 石油天然氣中伴生氣體 | | 水分(H?O) | 水蒸氣 | 空氣中水分進入或干燥不徹底 | | 金屬雜質(zhì) | 鐵、銅、鋁等 | 管道或設(shè)備腐蝕產(chǎn)生 | 二、檢測方法
1. 氣相色譜法(GC) 原理 :利用不同氣體在固定相和流動相之間的分配系數(shù)不同進行分離和定量。 適用 :檢測氫、氧、氮、氬、甲 等輕質(zhì)氣體雜質(zhì)。 常用儀器 :氣相色譜儀(GC),配備TCD(熱導(dǎo)檢測器)或FID(火焰離子化檢測器)。
2. 質(zhì)譜分析(MS) 原理 :將氣體分子電離后根據(jù)質(zhì)荷比進行分析。 適用 :檢測痕量雜質(zhì),如微量水、有機物、稀有氣體等。 常用儀器 :質(zhì)譜儀(MS),常與GC聯(lián)用(GC MS)。
3. 紅外光譜法(IR) 原理 :利用氣體對特定波長紅外光的吸收特性進行檢測。 適用 :檢測CO?、CH?等含碳化合物。 優(yōu)點 :非破壞性、快速。
4. 電化學(xué)傳感器 原理 :通過氣體與電極反應(yīng)產(chǎn)生的電流變化來檢測。 適用 :檢測氧氣、氫氣等。 優(yōu)點 :響應(yīng)快、便攜。
5. 露點儀 原理 :測量氣體中水蒸氣的冷凝溫度。 適用 :檢測水分含量。 單位 :通常以℃表示(如 60℃露點)。 三、檢測標(biāo)準(zhǔn)與要求
1. 國家標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 《工業(yè)氦》 GB/T 《工業(yè)氣體中水分的測定》 ISO 10497:2014 《Gas analysis — Determination of trace impurities in helium by gas chromatography》
2. 常見雜質(zhì)限值(以高純氦為例) | 雜質(zhì) | 允許 大濃度(ppm 或 ppmv) | | | | | 氧(O?) | < 10 ppm | | 氮(N?) | < 10 ppm | | 氫(H?) | < 5 ppm | | 甲 (CH?) | < 5 ppm | | 水分(H?O) | < 10 ppm(露點 60℃ 以下) | | 氬(Ar) | < 5 ppm | | 其他稀有氣體 | < 1 ppm | 四、檢測流程建議
1. 采樣 :使用不銹鋼采樣鋼瓶或?qū)S脷怏w采樣袋,避免污染。
2. 預(yù)處理 :去除干擾檢測的物質(zhì)(如水分、顆粒物)。
3. 檢測 : 使用GC或GC MS檢測主要雜質(zhì); 使用露點儀檢測水分; 必要時使用紅外或電化學(xué)方法輔助檢測。
4. 數(shù)據(jù)分析 :對比標(biāo)準(zhǔn)限值,判斷是否合格。
5. :出具檢測 ,注明檢測方法、儀器型號、結(jié)果等。 五、應(yīng)用場景舉例 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 對氦氣純度的要求 | 關(guān)鍵檢測項目 | | | | | | 醫(yī)療MRI | > 99.999% | O?、H?、水分 | | 半導(dǎo)體制造 | > 99.9999% | H?、N?、水分 | | 航空航天 | > 99.999% | O?、Ar、水分 | | 焊接保護氣 | > 99.99% | O?、N?、H? | 六、注意事項 檢測前應(yīng)確保采樣系統(tǒng)無泄漏,防止空氣混入。 檢測環(huán)境應(yīng)穩(wěn)定,避免溫度、壓力波動影響結(jié)果。 定期校準(zhǔn)儀器,保證檢測精度。