董亮華 王瑞 徐春 / 蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所

氣瓶管理在氣體計(jì)量中的應(yīng)用

董亮華 王瑞 徐春 / 蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所

0 引言

氣體分析儀的檢定與校準(zhǔn)必須使用氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。存儲(chǔ)在氣瓶中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如高純氮、高濃度的甲烷，氫氣、硫化氫、氮氧化物、苯系物、氨氣，通常有高壓、腐蝕、窒息性、易燃易爆、有毒等危險(xiǎn)性而成為顯著的危險(xiǎn)源。由于本單位使用的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)種類多，涵蓋大部分易燃、易爆和有毒、有害氣體，且氣體濃度跨度大，從1 μmol/mol到99.999 99%的氣體，其使用、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)冗^程中一旦操作不當(dāng)，易造成氣體傳感器受損、人員中毒或傷亡、火災(zāi)或爆炸、環(huán)境污染等事故。因此，必須切實(shí)加強(qiáng)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及氣瓶的安全管理，避免其可能帶來的危害[1]。

1 標(biāo)準(zhǔn)氣體規(guī)格及危害

根據(jù)本單位建標(biāo)的檢定校準(zhǔn)項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)氣體主要分為氮中氧氣、碳氧化物、氮氧化物、硫化物及二氧化硫、可燃?xì)怏w（甲烷、丙烷、丁烷、氫氣）、氨氣、有機(jī)揮發(fā)物（異丁烯）、鹵素氣體、甲醛臭氧等。各種常用標(biāo)準(zhǔn)氣體的規(guī)格及危害性見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)氣體規(guī)格及危害性

2 氣瓶信息化管理

國(guó)家質(zhì)檢總局頒布的TSGR 5001—2005《氣瓶使用登記管理規(guī)則》中規(guī)定公稱工作壓力大于或等于0.2 MPa (表壓)，并且壓力與容積的乘積大于或等于1.0 MPa·L的氣瓶屬于特種設(shè)備。計(jì)量報(bào)警器所使用的標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶均屬于TSGR 5001—2005中要求登記管理的氣瓶。所以在接受氣瓶后要進(jìn)行氣瓶的登記，在山東和上海已經(jīng)進(jìn)行了氣瓶的電子標(biāo)簽 （RFID） 動(dòng)態(tài)管理[2]。計(jì)量機(jī)構(gòu)的氣瓶數(shù)量雖然少，但是使用頻率高，濃度范圍廣。為了滿足客戶需求，時(shí)常需要及時(shí)了解標(biāo)準(zhǔn)氣體的規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)氣體有效期、瓶?jī)?nèi)氣體剩余量。對(duì)氣瓶的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管成為提高氣體報(bào)警器檢校質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素，而已經(jīng)成熟應(yīng)用的氣瓶RFID動(dòng)態(tài)管理與計(jì)量系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)氣體管理模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氣瓶信息化管理、功能化服務(wù)。通過查詢電子標(biāo)簽代碼，在計(jì)量系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣體信息共享，其氣瓶信息應(yīng)包含以下內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)氣體名稱、生產(chǎn)編號(hào)、生產(chǎn)日期、有效期、計(jì)量機(jī)構(gòu)內(nèi)部編號(hào)、生產(chǎn)廠家、氣體濃度、不確定度、鋼瓶規(guī)格、氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書電子檔、存放地點(diǎn)、使用部門等信息。通過常規(guī)的檢索，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體的信息共享[3]。功能化主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，一是標(biāo)準(zhǔn)氣預(yù)警功能，對(duì)即將過期的標(biāo)準(zhǔn)氣體，在系統(tǒng)內(nèi)以手機(jī)短消息形式提前告知管理者和檢校人員，對(duì)已經(jīng)使用完或即將用完的標(biāo)準(zhǔn)氣體也應(yīng)及時(shí)輸入系統(tǒng)，并能夠提前發(fā)出預(yù)警，避免出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)“斷貨”。二是實(shí)現(xiàn)多參數(shù)分析儀與標(biāo)準(zhǔn)氣體快速組合功能，在檢校常規(guī)四合一氣體報(bào)警器（硫化氫、一氧化碳、甲烷、氧氣）和煙氣分析儀（一氧化氮、二氧化硫、氧氣、一氧化碳）時(shí)，通過添加原始記錄分析儀器模板，即可同時(shí)讀取出四種氣體氣瓶的信息，且能夠把相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)氣體信息自動(dòng)植入到原始記錄模板中。而通過查看植入到模板中的氣瓶信息，更有利于檢校人員選擇并組合合適的標(biāo)準(zhǔn)氣體與分析儀器配對(duì)，避免實(shí)際用標(biāo)氣與模板中標(biāo)氣不相符合[4]。

3 氣瓶存儲(chǔ)管理

計(jì)量機(jī)構(gòu)接受標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶后，應(yīng)首先檢查外觀，閥門是否關(guān)緊，并根據(jù)購(gòu)置的氣瓶種類，隨身攜帶相關(guān)氣體檢測(cè)報(bào)警器，以防泄漏危險(xiǎn)，然后貼電子標(biāo)簽條形碼，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行系統(tǒng)信息輸入。根據(jù)氣體種類分類放置氣瓶，如氮氧化物、含硫化合物、碳氧化物、可燃?xì)怏w、氧氣、氮?dú)?、鹵素氣體,每個(gè)種類標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)按照濃度高低順序安放，且應(yīng)在氣瓶對(duì)應(yīng)的貨架上貼標(biāo)簽，內(nèi)容至少包括氣體種類和濃度，以便使用時(shí)查找。氣瓶必須儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)氣體專用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不得有地溝、暗道，嚴(yán)禁明火和其他熱源。倉(cāng)庫(kù)應(yīng)通風(fēng)、干燥，避免陽光直射；空瓶、實(shí)瓶、過期標(biāo)準(zhǔn)氣氣瓶應(yīng)分開放置，并有明顯標(biāo)志；氧氣瓶不得與其他氣瓶混放；存放氣瓶時(shí)，應(yīng)旋緊瓶帽，放置整齊，留出通道。氣瓶立放時(shí)，應(yīng)設(shè)有防倒裝置。臥放時(shí)，應(yīng)限制滾動(dòng)，頭部朝向一方。堆放氣瓶垛高，不宜超過三層。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)配置一氧化碳、硫化氫、氧氣、可燃?xì)怏w等在線泄漏報(bào)警器。

4 氣瓶使用及配套設(shè)施管理

4.1 氣瓶運(yùn)輸管理

計(jì)量用標(biāo)準(zhǔn)氣體中40 L高純氮和高純空氣主要應(yīng)用在集中供氣中，應(yīng)存放并固定在氣瓶柜內(nèi)。4 L和8 L氣瓶應(yīng)用在多個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，如常規(guī)示值誤差實(shí)驗(yàn)、高低溫實(shí)驗(yàn)、電源電壓適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)等，氣瓶常在各實(shí)驗(yàn)室間相互搬運(yùn)。搬運(yùn)氣瓶時(shí)，使用帶圍欄的推車，圍欄高度應(yīng)在氣瓶高度的三分之二以上，推車應(yīng)有明顯的安全標(biāo)志，氣瓶必須配戴瓶帽、防振圈，輕裝、輕卸，嚴(yán)禁撞、滑、滾或碰。

4.2 氣瓶使用環(huán)境管理

標(biāo)準(zhǔn)氣氣瓶應(yīng)在通風(fēng)柜內(nèi)使用，使用高純氮?dú)鈱?duì)分析儀器零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)隨身攜帶環(huán)境氧氣報(bào)警器或在通風(fēng)廚內(nèi)裝配固定式氧氣報(bào)警器；使用有毒有害標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，檢校人員應(yīng)佩戴防毒面具；使用高濃度可燃?xì)怏w，氣瓶應(yīng)有防回火裝置，且佩戴可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器。人員除了手臂以外，其他部位均不可進(jìn)入通風(fēng)柜內(nèi)。在通風(fēng)廚排風(fēng)口處，裝配多參數(shù)氣體分析儀，對(duì)硫化物、氮氧化物、碳氧化物等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。

4.3 氣瓶配套設(shè)施管理

氣瓶與減壓閥的連接，分析濃度≥10-4mol/mol級(jí)別的吸附性較小的氣體可以使用銅閥配套聚四氟乙烯管路，分析＜10-4mol/mol氣體應(yīng)采用不銹鋼減壓閥，配套不銹鋼管路[5]。氣瓶連接的減壓閥必須配置有高壓表和低壓表，高壓表用于觀察氣瓶?jī)?nèi)氣體剩余量，低壓表用于調(diào)節(jié)氣瓶出口氣體壓力或流量，以便與氣體分析儀器所需壓力或流量配對(duì)。各類氣瓶的減壓閥不能互相代用，以免污染標(biāo)準(zhǔn)氣源，同時(shí)防止漏氣。標(biāo)準(zhǔn)氣瓶首次安裝減壓閥時(shí)，需要對(duì)氣瓶?jī)?nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)減壓閥內(nèi)空氣進(jìn)行置換操作，標(biāo)準(zhǔn)操作為：安裝好減壓器后，關(guān)閉減壓器閥門，打開氣瓶總閥瞬間再關(guān)閉，然后快速打開減壓器閥門，讓氣流瞬間沖出后及時(shí)關(guān)閉減壓器閥門，重復(fù)三次以上，置換減壓器內(nèi)氣體。對(duì)于接口處的檢漏，應(yīng)使用專業(yè)的氣體檢漏液，不可使用肥皂液，因?yàn)樵诤哿繗怏w檢測(cè)中，例如微量氧的檢測(cè)，一旦肥皂液反滲到管路里，就會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。

5 結(jié)語

隨著企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，氣體分析儀/報(bào)警器的應(yīng)用也逐漸增多，計(jì)量機(jī)構(gòu)使用的標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶的數(shù)量和種類也在不斷增加。

對(duì)氣瓶的安全管理就變得尤為重要，也逐漸被計(jì)量機(jī)構(gòu)重視。采用RFID動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)氣瓶的信息化管理，精確、高效、共享、服務(wù)成為信息化管理的目標(biāo)；通過規(guī)范化氣瓶存儲(chǔ)管理，建立氣體安全監(jiān)測(cè)體系，避免火災(zāi)、人員中毒、環(huán)境污染等事故的發(fā)生；實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化氣瓶操作流程，制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書（SOP），完善計(jì)量檢測(cè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)氣體氣瓶使用管理，以有效提高氣體分析儀/報(bào)警器檢測(cè)校準(zhǔn)的質(zhì)量和效率。

[1]劉晟. 工業(yè)氣瓶信息化管理的實(shí)際意義分析[C]. //全國(guó)特種氣體第十八次年會(huì)論文集. 杭州，2014：151-155.

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[3]郭新鵬，劉麗梅，薛慶，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)的特種設(shè)備安全管理平臺(tái)研發(fā)[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保，2012，38（5）：70-73.

[4]關(guān)武，白旭，曹峰. 多種氣體檢測(cè)儀的檢定及校準(zhǔn)[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013，40（9）：38-39.

[5]張傳遠(yuǎn)，王斌. 論幾種常用氣體報(bào)警器的檢定方法[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2012，39（11）：46-48.