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抚顺高纯氦气的标准

2020-05-09 11:12:34
抚顺高纯氦气的标准
详细介绍:

高纯氦气国家标准GB/T 4844.3—1995

 

 中华人民共和国国家标准
                         高     纯     氦
                                                 GB/T 4844.3—1995
                                              代替GB 4844~4845—84
国家技术监督局1995-12-20批准 1996-08-01实施
 
 
1 主题内容与适用范围
    本标准规定了高纯氦气产品的技术要求、检验方法、检验规则以及产品的包装、标志、贮存与运输等。
    本标准适用于以深冷法自天然气、空气或工厂弛放气中提取的瓶装高纯度气态氦。主要用于标准混合气的制备、低温超导、科学研究、色谱分析载气等。
    分子式:He。
    相对分子质量:4.00260(按1991年国际相对原子质量)。
2 引用标准
    GB/T 4844.1 工业氦气
    GB 4844.2     纯氦
    GB/T 5832.1 气体中微量水分的测定 电解法
    GB/T 8984    气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的测定 气相色谱法
    GB/T 5274    气体分析校准用混合气体的制备称量法
    GB/T 10627   气体分析 标准混合气的制备 静态容积法
    GB/T 10628   气体分析 标准混合气组成的测定 比较法
3 技术要求
高纯氦气产品的质量应符合下表要求。表中的“纯度”、“含量”均为体积分数(V/V)。
 项    目                 优等品         一等品     合格品
 氦气纯度,10-2        ≥99.9996        99.9993     99.999
 氖含最,lO-6          ≤ 1                 2          4
 氢含量,10-6          ≤ O.1              0.5         1
 氧(氩)含量,10-6      ≤ 0.5                1         1
 氮含量,10-6          ≤ 1                 1          2
 一氧化碳含量,1O-6    ≤ O.1               0.2       0.5
 二氧化碳含量,10-6    ≤ 0.2               O.2       0.5
 甲烷含量,10-6        ≤ 0.1               0.2       O.5
 水分含量,10-6        ≤ 1                2          3
 4 检验方法
4.1 氦气纯度
     氦气纯度以体积分数表示,按式(1)计算:
       Φ=100-(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4+Φ5+Φ6+Φ7+Φ8)×10-4……………(1)
式巾:Φ—氦气纯度,10-2(V/V);
            Φ1—氖含量(体积分数),10-6V/V);
            Φ2—氢含量(体积分数).1O-6(v/v);
            Φ3--氧(氩)含量(体积分数),1O-6(v/v);
            Φ4—氮含量(体积分数),10-6(V/V).
            Φ5—一氧化碳含量(体积分数)。10-6(V/V);
            Φ6—二氧化碳含量(体积分数),10-6(V/V);
            Φ7—甲烷含量(体积分数),10-6(V/V);
            Φ8—水分含量(体积分数),10-6(V/V)。
4.2 氖、氢、氧(氩)、氮含量的测定
4.2.1 方法提要
    采用变温浓缩技术,热导色谱法测定。该法将被测组分在液氮温度下的吸附柱上定量吸附,然后于室温(水浴)下定量脱附,使样品中微量被测组分预先提浓,经色谱柱分离后,用热导池检测器进行检测。

高级氦气

4.2.2 仪器
本标准采用带有预浓缩系统的实验室色谱仪,色谱流程图1。仪器的其他条件如稳压电源、测量桥路等与一般色谱仪相同,记录仪量程为O~1mV,检测器为四臂钨丝热导池,S值大于1000。
4.2.3 测定条件
        a.载气:高纯氦,符合本标准要求,流量40~60mL/min。
     b. 浓缩柱:长约40~50cm,内径约4mm,内装粒度为0.25~0.40mm的601或TDX-01型碳分子筛3~4g。
       c.色谱柱:长约3m,内径约4mm,内装约1m长的5A分子筛(粒度:0.25~0.40mm)和约2m长的椰壳
活性碳(粒度:0.25~0.40mm)。该柱经活化处理后,对各待测组分间的分离度(R)应大于1。
        d. 吸附温度:-196oC(液氮温度)。脱附温度:室温(水浴)。
4.2.4 准备工作
4.2.4.1 将浓缩柱、色谱柱通干燥气体(浓缩柱禁止用氧气)加温活化处理。
4.2.4.2 将所有活塞仔细涂好活塞油,检查色谱系统无泄漏。
4.2.4.3 开启载气,调节流量至40~60mL,吹洗色谱系统约2h,接通仪器电源,待仪器工作稳定。
4.2.4.4 转动活塞,关闭浓缩柱,套上液氮浴,5min后,取下液氮浴,套上室温水浴,记录仪上无色谱峰出现为正常。
4.2.4.5 转动活塞,令载气通过浓缩柱,在小心防止空气倒吸的情况下,浓缩载气5min,测定色谱系统空白值,应附合4.2.3条a的要求。
4.2.5 操作步骤
4.2.5.1 取样
    将待测样气瓶经针型减压阀及金属管道与仪器紧密连接,开启螺旋夹、瓶阀、针型阀,以至少3次升降压的方法用样气充分置换阀体及管道,使所取样品具有代表性。
4.2.5.2 浓缩
    转动活塞6、ll、12,切断通往浓缩柱的载气,同时将样气以不高于1000mL/min的流量通过浓缩柱,吹洗3~5min后,关闭活塞12,将浓缩柱套上液氮浴,开通活塞12,样气流经鼓泡器15,由湿式流量计计量后放空。
    浓缩操作应始终保持在鼓泡器10鼓泡的情况下进行。样气的浓缩体积由仪器的检测限和待洲组分的含量选定。
4.2.5.3 解吸
    浓缩完毕后,关闭活塞ll,取下液氮浴,待20~50S后,放去吸附的氦,关闭活塞12,再将浓缩柱套上水浴,旋转活塞11、12、6,令载气通过浓缩柱,而后进入色谱柱。
    读取浓缩体积(V1)。记录备待测组分的色谱流出曲线。测量色谱峰面积(A1)。
4.2.5.4 标定
    将标准混合气瓶经针型阀、金属管道与仪器连接,开启瓶阀、针型阀,在用标准气体以至少3次升降压的方法充分置换,取得代表样后,切换六通阀(F)进样。记录并测量各组分色谱峰面积(A2)
    标准混合气以氦气为底气,按GB/T 5274或GB/T 10627或GB/T 10628规定配制。其中,各组分的含量约为待测组分含量的K倍(K为浓缩体积V1与六通阀量管体积V2的比值)。
    当标准混合气中各组分的含量与待测组分含量相近时,用与样品气同样的方法,经浓缩后进样标定。
4.2.6 结果处理
4.2.6.1 各待测组分含量按式(2)计算:
 式中:Φi —样品气中待测组分i的含量(体积分数),10-6(v/v);
          Φs—标准气中组分i的含量(体积分数),10-6(V/V);
         V1—样品气浓缩体积,mL;
          V2—标准气的进样体积或浓缩体积,mL;
          A1--样品气中组分i的峰面积,mm2;
       A2--标准气中组分i的峰面积,mm2;
          i—代表组分氖、氢、氧(氩)、氮。
4.2.6.2 以两次平行测定的算术平均值为测定结果,平行测定的相对偏差不大于10%。
4.3 一氧化碳、二氧化碳、甲烷含量的测定
4.3.1 方法提要
    氦气中痕量一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量采用变温浓缩技术、转化色谱法测定。该法将待测组分经浓缩柱预先提浓,经色谱柱分离后,再将一氧化碳、二氧化碳转化为甲烷,由氢火焰离子化检测器进行检测。
4.3.2 仪器
本标准采用带有预浓缩系统、镍触媒转化系统及氢火焰离子化检测器的气相色谱仪。该仪器对甲烷的检测限(体积分数)不低于0.5×10-6(V/V)。仪器的其他条件按GB/T 8984规定,色谱流程见图2。
 
4.3.3 测定条件
    a. 浓缩柱:长约30cm,内径约4mm的U形柱,内装粒度为0.25~0.40mm的变色硅胶约3~4g。
b. 色谱柱、转化柱、载气、燃气、助燃气等按GB/T 8984规定。
    c. 仪器的操作条件可视待测组分浓度和浓缩体积选定。
    d. 浓缩吸附温度:液氮温度。脱附温度:沸水温度。
4.3.4 准备工作
4.3.4.1 将浓缩柱及色谱柱在约180℃下通干燥气活化处理3~4h。
4.3.4.2 将所有活塞仔细涂好活塞油,检查系统无泄漏。
4.3.4.3 开启载气、燃气及助燃气至所需流速。
4.3.4.4 打开仪器电源,选择仪器灵敏度至仪器工作稳定。
4.3.5 作步骤
4.3.5.1 将浓缩柱套上沸水浴,使浓缩柱中的吸附组分脱附完全,取下水浴。
4.3.5.2 样品气的测定操作步骤,按4.2.5条规定。其中浓缩装置各部分的对应关系见图1、图2。
4.3.6 结果处理
    结果处理按4.2.6条规定.其中i分别代表待测组分一氧化碳、二氧化碳、甲烷。
4.4 水分含量的测定
    按GB 5832.1规定进行测定。
5 检验规则
5.1 高纯氦产品由生产厂质量监督检验部门按本标准规定进行检验,保证出厂产品符合本标准要求。
5.2 高纯氦气产品应逐瓶进行检验,当检验结果有任何一项指标不符合本标准要求时,则该瓶产品不合格。
5.3 用户有权按本标准规定进行检查验收。可以逐瓶检验,也可以按GB 4844.2第5.2条规定,按批量随机抽样进行检验。当批量抽样检验结果有任何一项指标不合格时,则应重新自该批产品中加倍抽样再行检验,若仍有一项不合格时,则该批产品不合格。
5.4 当供需双方对产品质量发生异议时,由双方协商,或共同检查验收,或提交仲裁。
6 包装、标志、贮存和运输
6.1 高纯氦气产品的包装、标志、贮存和运输应符合GB 4844.1第6章的规定。
6.2 气瓶上应有《高纯氦》字样。

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