工業氦氣(Industrial Helium)是一種廣泛應用于醫療、科研、電子制造、焊接、航空航天等領域的高純氣體。在這些應用中,對氦氣的純度要求極高,因此雜質檢測是確保其質量的重要環節。 以下是關于 工業氦氣雜質檢測 的詳細內容: 一、常見雜質種類 工業氦氣中常見的雜質包括: | 雜質類型 | 常見成分 | 來源 | | | | | | 惰性氣體雜質 | 氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe) | 天然氣提取過程中未完全分離 | | 輕質氣體雜質 | 氫(H?)、氮(N?)、氧氣(O?) | 空氣混入或生產過程中的污染 | | 有機物雜質 | 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 | 鐵、銅、鋁等 | 管道或設備腐蝕產生 | 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不同進行分離和定量。 適用 :檢測氫、氧、氮、氬、甲 等輕質氣體雜質。 常用儀器 :氣相色譜儀(GC),配備TCD(熱導檢測器)或FID(火焰離子化檢測器)。
2. 質譜分析(MS) 原理 :將氣體分子電離后根據質荷比進行分析。 適用 :檢測痕量雜質,如微量水、有機物、稀有氣體等。 常用儀器 :質譜儀(MS),常與GC聯用(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。 優點 :非破壞性、快速。
4. 電化學傳感器 原理 :通過氣體與電極反應產生的電流變化來檢測。 適用 :檢測氧氣、氫氣等。 優點 :響應快、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、檢測標準與要求
1. 國家標準/行業標準 GB/T 《工業氦》 GB/T 《工業氣體中水分的測定》 ISO 10497:2014 《Gas analysis — Determination of trace impurities in helium by gas chromatography》
2. 常見雜質限值(以高純氦為例) | 雜質 | 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專用氣體采樣袋,避免污染。
2. 預處理 :去除干擾檢測的物質(如水分、顆粒物)。
3. 檢測 : 使用GC或GC MS檢測主要雜質; 使用露點儀檢測水分; 必要時使用紅外或電化學方法輔助檢測。
4. 數據分析 :對比標準限值,判斷是否合格。
5. :出具檢測 ,注明檢測方法、儀器型號、結果等。 五、應用場景舉例 | 應用領域 | 對氦氣純度的要求 | 關鍵檢測項目 | | | | | | 醫療MRI | > 99.999% | O?、H?、水分 | | 半導體制造 | > 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 檢測前應確保采樣系統無泄漏,防止空氣混入。 檢測環境應穩定,避免溫度、壓力波動影響結果。 定期校準儀器,保證檢測精度。