一种氦气充装方法的改进与研究

丁卫东，周 卉，钟云林，俞建龙

(宝钢气体 上海基量标准气体有限公司，上海 201700)

一种氦气充装方法的改进与研究

丁卫东，周 卉，钟云林，俞建龙

(宝钢气体 上海基量标准气体有限公司，上海 201700)

工业气体中，氦气相比较其他气体的附加值较大，在充装过程中如何做好质量和成本控制是关键。依据试验操作，介绍了一种新的瓶装氦气充装方法。

氦气；钢瓶充装；质量控制

1 前言

氦气为无色、无味、无臭、常温下为气态的惰性气体，临界温度最低，是自然界目前发现的最难液化的气体。空气中的氦气含量约为5.2×10-6，理论上可以从空气中分离抽取，但因其含量过于稀薄，分离成本很高，所以相对于其他工业气体的成本高很多。

目前国内大多数气体公司瓶装氦气的充装方法，无气瓶抽真空置换，有气瓶直接充装。无气瓶都是抽完真空分析好后才继续充装，但有气瓶可能由于瓶内的余气不合格，会造成充装成品的成批不合格，从而带来质量和成本的损失。现介绍一种新的有气瓶氦气充装方法，可以避免直接充装带来的风险。

2 设备与工艺概述

以长管拖车氦气为充装原料，通过控制阀门和汇流排充入钢瓶内。

主要设备：氦气长管拖车、充装汇流排、2X型旋片真空泵、钢瓶。

3 分析方法

采用氦离子化气相色谱法测定氦气中氖、氢、氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷。

仪器：AGC-100气相色谱仪(DID)、英格玛水分仪(YGM-2210)。

载气：超纯氦(99.9999%)。

分析技术指标要求见表1。

分析谱图见图2。

表1 氦气分析技术指标

图1 氦气充装工艺流程图

图2 氦气分析谱图

4 试验方法

4.1 原料气分析与管路连接

首先需对原材料进行分析检测。连接鱼雷车转换接头(CGA1340转G5/8)、减压器、不锈钢管路，高低压进行管路置换、吹扫数次(吹扫次数取决于管路长短)后连接到气相色谱仪(DID),再通过针阀调节气体流量使之符合气相色谱所需进样流量，最后进样分析。分析结果按GB/T 4844—2011技术要求进行判定，如首次分析不合格，可重新置换、吹扫管路，防止管路中存在死体积影响分析结果，最后按GB/T 4844—2011中技术指标(见表1)判定原料气合格与否。

4.2 钢瓶充装

有气瓶、无气瓶进行区分，分开充装。

方法一：将10瓶一组有气瓶直接连接汇流排上，置换管路后直接充装。充装完毕后，将10瓶依次进行分析，并记录数据，见表2。

方法二：将有气瓶连接于充装汇流排上，首先置换充装汇流排管路2～3遍，再依次打开钢瓶阀门，让瓶内余压充分混匀。静置2min后，将汇流排上首尾两只钢瓶卸下进行分析检测，如都合格，则继续充装，如有任意一瓶不合格，则该汇流排上钢瓶需放空后，重新置换、抽真空处理，直至合格后方可充装。充装完毕后，同样将10瓶依次进行分析，并记录数据，见表3。

表2 检测数据

表3 检测数据

5 结论

从表2和表3中，我们可以清晰的看到，方法一使用有气瓶直接充装风险比较大，且由于气瓶内余气的杂质含量不一样，成品不合格率较高。为避免出现大批量的不合格，方法二明显优于方法一好多，且一致性较好。

氦气在我国目前还属于紧缺和稀有资源，如何做好质量和成本管控要源于我们在生产过程中所积累的经验。随着时代和行业的发展，技术也将不断创新和改进。

[1] GB/T 4844—2011 纯氦、高纯氦和超纯氦 [S].

[2] TSG R0006—2014 气瓶安全技术监察规程 [S].

[3] 李准，等. 一种氦气供气系统的改进与研究[C]//全国特种气体第十七次年会论文集. 大连：《低温与特气》编辑部，2013.

The Improvement of Helium Gas Filling For Scientific Research

DING Weidong，ZHOU Hui, ZHONG Yunlin, YU Jianlong

(Shanghai Jiliang Standard Gas Co., Ltd., Shanghai 201700, China)

In the industrial gases, the added value of helium gas compared to other gas is bigger. How to do in the process of filling quality and cost control is the key. On the basis of test operation, this paper introduces a new bottled helium filling method.

helium; cylinder filling; quality control

2016-09-08

TQ117

A

1007-7804(2017)02-0025-03

10.3969/j.issn.1007-7804.2017.02.006

丁卫东(1986)，男，毕业于东华理工大学。一直从事气体的配制与分析方面的工作。E-mail: dingweidong@baosteel.com。