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        高寒地區(qū)集裝格式氬中二氧化碳混合均勻性研究

        2021-04-23 13:36:42關(guān)
        煉油與化工 2021年2期
        關(guān)鍵詞:集裝混合氣液化

        關(guān) 峰

        (中國石油大慶石化公司開發(fā)限公司,黑龍江大慶163714)

        氬氣—二氧化碳混合氣是焊接的理想保護(hù)氣,由于二氧化碳屬于高壓液化氣體,極易因溫度變化造成液化現(xiàn)象,文中主要研究高寒地區(qū)氬氣—二氧化碳混合氣的的混合均勻性,高寒地區(qū)(以黑龍江大慶為例,冬季室外最低溫度為-30℃左右)平均氣溫低,室內(nèi)外溫差大,受運輸環(huán)境條件的制約,能否保證焊接混合氣的均勻濃度一直是氣體行業(yè)難題,運輸過程中易形成二氧化碳液化問題,導(dǎo)致混合氣成分不均勻,影響用戶使用[1~3]。

        1 對集裝格中氬中二氧化碳物質(zhì)均勻性的研究

        均勻性是混合氣的基本要求,為了驗證混合氣的均勻性,使用的方法包括靜止混勻?qū)嶒灪头艍簩嶒灒?]。

        運用新配制的濃度接近20%氬中二氧化碳的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對4組(格號為1#、2#、3#、4#)集裝格充裝的混合氣進(jìn)行化驗分析定值[5]。氬中二氧化碳混合氣的氣相色譜分析條件見表1。

        表1 分析儀數(shù)據(jù)

        2.1 靜止混勻?qū)嶒?/h3>

        依據(jù)《GB/T 15000.3-2008標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則(3)標(biāo)準(zhǔn)樣品定值的一般原則和統(tǒng)計方法》,用t檢驗對靜止混勻?qū)嶒炦M(jìn)行評價[6~8]。

        以x代表混合氣配制后放置時間,以y代表混合氣實際測量值,擬合成1條直線Yˉ=b0+b1Xˉ,則有斜率:

        截距:

        直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差:

        斜率的不確定度:

        自由度為n-2,

        根據(jù)上述公式得出均勻性的實驗結(jié)果見表2。

        表2 CO2/Ar混合氣混勻?qū)嶒灲Y(jié)果

        使新配制的氬中二氧化碳混合氣靜止60 min后,分不同時段分析的數(shù)據(jù)可以看出每個集裝格配制出的混合氣呈現(xiàn)出良好的混合均勻性,表明該混合氣均勻性良好[9,10]。

        2.2 放壓實驗

        對其中1只集裝格進(jìn)行放壓實驗,觀察其隨壓力降低量值是否發(fā)生變化。實驗采用F檢驗法分析其數(shù)據(jù)變化。假設(shè)抽取m個樣品,采用氣相色譜法,在相同條件下得m組等精度測量數(shù)據(jù)如下:

        則組間差方和:

        組內(nèi)差方和:

        記v1=m-1(組間自由度),

        v2=m(n-1)=N-m(組內(nèi)自由度),

        則不同壓力值測量結(jié)果的均方為:

        同一壓力值測量結(jié)果的均方為:

        作統(tǒng)計量F:

        判定依據(jù):

        若F<Fα,則認(rèn)為組內(nèi)與組間無明顯差異,樣品是均勻的;

        若F≥Fα,則懷疑各組間有系統(tǒng)差異,即樣品之間存在差異。均勻性檢驗評價結(jié)果見表3。

        表3 氬中二氧化碳混合氣放壓實驗結(jié)果/10-2

        3 結(jié)論

        從以上對20×10-2氬中二氧化碳混合氣的綜合評價,通過靜態(tài)混勻試驗及放壓試驗得到結(jié)論:2項測試氬中二氧化碳?xì)饣旌暇鶆虺潭?,證明氬中二氧化碳?xì)饣旌暇鶆蛐粤己?,為高寒地區(qū)氬中二氧化碳?xì)怏w的配制、檢驗提供參考依據(jù)。

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