1 主題內容與適用范圍
本標準規定了高純氬的技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸、貯存。
本標準適用于以深冷法從空氣、合成氨尾氣中提取的氣瓶包裝的高純氣態(tài)氬。
高純氬主要用作半導體工業(yè),稀有金屬、有色金屬的冶煉,焊接中的保護氣,特種燈泡的充填氣,氣相色譜分析用載氣及配制標準氣的底氣等。
分子式:Ar
相對分子質(zhì)量:39.948(按1991年國際相對原子質(zhì)量)
2 引用標準
GB 190 危險貨物包裝標志
GB 5099 鋼質(zhì)無(wú)縫氣瓶
GB/T 5832.1 氣體中微量水分的測定 電解法
GB/T 5832.2 氣體中微量水分的測定 露點(diǎn)法
GB/T 6285 氣體中微量氧的測定 電化學(xué)法
GB 7144 氣瓶顏色標記
GB/T 8981 氣體中微量氫的測定 氣相色譜法
GB/T 8985 氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物總含量的測定 氣相色譜法
3 技術(shù)要求
高純氬的質(zhì)量應符合下表的要求
項 目 優(yōu)級品 一等品 合格品
純度,10-2 ≥99.9996 9.9993 99.999
氮含量,lO-6 ≤ 2 4 5
氧含量,10-6 ≤ 1 1 2
氫含量,10-6 ≤ 0.5 1 1
總碳含量(以甲烷計),10-6 ≤ 0.5 1 2
水分,10-6 ≤1 2.6 4
注:① 表中純度和含量為體積分數。
② 表中氬純度未扣除水分含量。
4 檢驗方法
4.1純度
氬的純度按下式計算:
式中: --氬的純度(體積分數),10-2;
--氮的含量(體積分數).10-6;
--氧的含量(體積分數),10-6;
--氫的含量(體積分數),10-6;
4--總碳含量(體積分數),10-6;
4.2 氮含量的測定
4.2.1 方法和原理
采用氣相色譜法、電子遷移檢測。
單原子的氬載氣將樣品氣帶入色譜柱內進(jìn)行分離,分離后從柱內流出的雙原子(如N2)或多原子
(如CH4)分子組分進(jìn)入設置有氚源的電子遷移檢測器時(shí),檢測器中的自由電子與這些組分的分子進(jìn)行
非彈性碰撞,電子就失去了能量,電子沿陽(yáng)極方向上的遷移速度就增大,捕集的電子就多,電流就增加。
在選定適宜的溫度、壓力、電場(chǎng)強度下,電流的增加與組分含量(在一定范圍內)成正比,由此測定氮組分
的含量。
4.2.2 分析儀器
采用電子遷移氣相色譜儀,要求對氮的檢測限應小于0.5×10-6含氮量在10×10-6以下呈線(xiàn)性響
應。以氬氣為載氣,凈化后含氮量應小于0.2×10-6電子遷移氣相色譜儀示意流程如圖l所示。
4.2.3 分析前的準備工作
4.2.3.1 色譜柱的準備
將色譜分析用的250~600μm13X分子篩裝入內徑4 mm,長(cháng)120 cm不銹鋼管內,于300oC通氬氣活化3 h。
4.2.3.2 純化器的準備
將約150 g 250~400 pm的鋯鋁-16合金裝入不銹鋼純化器中,于750oC活化2.5 h。
鋯鋁-16合金可以多次活化,反復使用,直至失效。
純化器活化周期:儀器常殲,一季度活化一次。儀器不常開(kāi),半年至一年活化一次。
4.2.3.3 儀器試漏
包譜系統中的閥門(mén)和所有接頭處應無(wú)泄漏,否則由于空氣中的氮組分滲入而使測量結果不準.所以必須對系統進(jìn)行嚴格的試漏。其方法如下:
先將整個(gè)色譜系統用氬氣升壓至0.15MPa,保壓4 h,如壓力表示值不變,則閥門(mén)和接頭氣密性良好;若壓力表示值隨保壓時(shí)間延長(cháng)而逐漸減少,則閥門(mén)和接頭有微小滲漏。需擰緊閥門(mén)固定螺絲及各氣路接頭.重新保壓試驗至示值不變?yōu)橹埂?br />4.2.3.4 取樣設備
a. 取樣閥:用死體積小的針形閥。
b. 取樣管:一般采用長(cháng)1.5 m左右,內徑小于2 mm的不銹鋼管或銅管,洗凈吹干。
4.2.4 測定
4.2.4.1 儀器啟動(dòng)
按儀器說(shuō)明書(shū)啟動(dòng)儀器,按分析要求選定操作條件。
4.2.4.2 樣品分析
待儀器基線(xiàn)穩定后,分別將待測樣品氣和標準氣[配制以氬氣為底氣的氣瓶裝氮標準氣,含氮量(3×10-6~5×10-6)]用針形閥及金屬管道連接到儀器的“樣品”入口處,采用三次升、降壓法撮換吹洗瓶閥、針形閥及其管道,用針形閥按說(shuō)明書(shū)調節流量,然后切換六通閥進(jìn)樣,測出樣品氣和標準氣氮峰峰高.重復進(jìn)行二次.單個(gè)值與平均值的相對偏差不得大于10%,取其平均值進(jìn)行計算。
式中: 一一樣品氣中氮組分含量(體積分數),10-6;
——標準氣中氮組分含量(體積分數).10-6;
h1——樣品氣中氮峰峰高.mm;
h2——標準氣中氮峰峰高,mm。
4.2.6 注意事項
4.2.6.1 由于本方法要求儀器氣密性高,故系統中所有卡套接頭都要擰緊。所有連接管道口應無(wú)毛刺,與卡套接觸部位應光滑無(wú)劃痕,以防漏氣;若色譜系統檢修后,必須經(jīng)過(guò)嚴格試漏。
4.2.6.2 檢測器溫度不得超過(guò)100oC,不能對檢測器抽真空,以防止氚從底層上脫附,影響檢測器性能及污染環(huán)境。
4.2.6.3 載氣放空一定要排出室外。
4.2.6.4 必須保證驅動(dòng)氣壓力,六通閥方可正常工作。停機時(shí)應放掉驅動(dòng)氣壓力,以免損傷膜片。
4.2.7 允許采用符合本標準要求的其它分析儀器測定。
4.3 氧含量的測定
按GB/T 6285執行。
4.4 氫含量的測定
按(GB/T8981執行。
4.5 總碳含量的測定。
按GB/T 8985執行。
4.6 水分的測定
按GB/T 5832.1執行或按GB/T 5832.2執行。
5 檢驗規則
5.1 高純氬由生產(chǎn)廠(chǎng)的質(zhì)量檢驗部門(mén)檢驗,并保證其產(chǎn)品質(zhì)量符合本標準的要求。
5.2 高純氬質(zhì)量按逐瓶逐項指標檢驗。
5.3 當檢驗結果有一項指標不符合本標準要求時(shí),則該瓶產(chǎn)品不合格。
5.4 用戶(hù)亦按照本標準規定驗收。
5.5 用戶(hù)和生產(chǎn)廠(chǎng)對產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生意見(jiàn)分歧時(shí),由雙方共同檢驗或提請仲裁。
6 標志、包裝、運輸、貯存
6.1 高純氳氣瓶的標志、包裝、運輸、貯存應符合國家《氣瓶安全監察規程》和《危險貨物運輸規則》的規定。
6.2 高純氬氣瓶包裝標志應符合GB 190規定,顏色標記應符合GB 7144的規定。
6.3 高純氬氣瓶最高允許壓力應符合GB 5099的規定。
6.4 壓力檢驗:在20oC時(shí),氣瓶巾高純氬的壓力為15.0±0.5 MPa,測量用的壓力表精度不低于2.5級。
6.5 瓶裝高純氬的體積按GB/T 4842.2附錄A(補充件)計算。
6.6 高純氬氣瓶瓶閥與瓶頸螺紋聯(lián)接處,瓶閥的出口及瓶閥閥桿間隙處,不得泄漏。
6.7 用戶(hù)將空瓶返回生產(chǎn)廠(chǎng)時(shí),要求瓶?jì)扔鄩翰坏陀?.2 MPa。
6.8 充裝有高純氬的氣瓶,必須戴好安全帽。
6.9 高純氬出廠(chǎng)時(shí),應附有質(zhì)量合格證,其內容包括:
a. 生產(chǎn)廠(chǎng)名稱(chēng);
b. 產(chǎn)品名稱(chēng)和級別;
c. 生產(chǎn)日期;
d. 高純氬氣體的體積;
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