高純氦氣國家標(biāo)準(zhǔn)

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)——高純氦氣

GB／T 4844.3—1995

代替GB 4844～4845—84

國家技術(shù)監(jiān)督局1995-12-20批準(zhǔn) 1996-08-01實(shí)施

1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高純氦氣產(chǎn)品的技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及產(chǎn)品的包裝、標(biāo)志、貯存與運(yùn)輸?shù)取?/span>
本標(biāo)準(zhǔn)適用于以深冷法自天然氣、空氣或工廠弛放氣中提取的瓶裝高純度氣態(tài)氦。主要用于標(biāo)準(zhǔn)混合氣的制備、低溫超導(dǎo)、科學(xué)研究、色譜分析載氣等。
分子式：He。
相對(duì)分子質(zhì)量：4.00260(按1991年國際相對(duì)原子質(zhì)量)。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB／T 4844.1 工業(yè)氦氣
GB 4844.2 純氦
GB／T 5832.1 氣體中微量水分的測(cè)定 電解法
GB／T 8984 氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測(cè)定 氣相色譜法
GB／T 5274 氣體分析校準(zhǔn)用混合氣體的制備稱量法
GB／T 10627 氣體分析 標(biāo)準(zhǔn)混合氣的制備 靜態(tài)容積法
GB／T 10628 氣體分析 標(biāo)準(zhǔn)混合氣組成的測(cè)定 比較法
3 技術(shù)要求
高純氦氣產(chǎn)品的質(zhì)量應(yīng)符合下表要求。表中的“純度”、“含量”均為體積分?jǐn)?shù)(V／V)。
項(xiàng) 目 優(yōu)等品 一等品 合格品
氦氣純度，10-2 ≥99.9996 99.9993 99.999
氖含最，lO-6 ≤ 1 2 4
氫含量，10-6 ≤ O.1 0.5 1
氧(氬)含量，10-6 ≤ 0.5 1 1
氮含量，10-6 ≤ 1 1 2
一氧化碳含量，1O-6≤ O.1 0.2 0.5
二氧化碳含量，10-6 ≤ 0.2 O.2 0.5
甲烷含量，10-6 ≤ 0.1 0.2 O.5
水分含量，10-6 ≤ 1 2 3
4 檢驗(yàn)方法
4.1 氦氣純度
氦氣純度以體積分?jǐn)?shù)表示，按式(1)計(jì)算：
Φ=100-(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4+Φ5+Φ6+Φ7+Φ8)×10-4……………(1)
式巾：Φ—氦氣純度，10-2(V／V)；
Φ1—氖含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6V／V)；
Φ2— 氫含量(體積分?jǐn)?shù))．1O-6(v／v)；
Φ3--氧(氬)含量(體積分?jǐn)?shù))，1O-6(v／v)；
Φ4—氮含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(V／V)．
Φ5—一氧化碳含量(體積分?jǐn)?shù))。10-6(V／V)；
Φ6—二氧化碳含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(V／V)；
Φ7—甲烷含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(V／V)；
Φ8—水分含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(V／V)。
4.2 氖、氫、氧(氬)、氮含量的測(cè)定
4.2.1 方法提要
采用變溫濃縮技術(shù)，熱導(dǎo)色譜法測(cè)定。該法將被測(cè)組分在液氮溫度下的吸附柱上定量吸附，然后于室溫(水浴)下定量脫附，使樣品中微量被測(cè)組分預(yù)先提濃，經(jīng)色譜柱分離后，用熱導(dǎo)池檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。
4.2.2 儀器
本標(biāo)準(zhǔn)采用帶有預(yù)濃縮系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室色譜儀，色譜流程圖1。儀器的其他條件如穩(wěn)壓電源、測(cè)量橋路等與一般色譜儀相同，記錄儀量程為O～1mV，檢測(cè)器為四臂鎢絲熱導(dǎo)池，S值大于1000。
4.2.3 測(cè)定條件
a.載氣：高純氦，符合本標(biāo)準(zhǔn)要求，流量40～60mL/min。
b. 濃縮柱：長(zhǎng)約40～1250px，內(nèi)徑約4mm，內(nèi)裝粒度為0.25～0.40mm的601或TDX-01型碳分子篩3～4g。
c.色譜柱：長(zhǎng)約3m，內(nèi)徑約4mm，內(nèi)裝約1m長(zhǎng)的5A分子篩(粒度：0.25～0.40mm)和約2m長(zhǎng)的椰殼
活性碳(粒度：0.25～0.40mm)。該柱經(jīng)活化處理后，對(duì)各待測(cè)組分間的分離度(R)應(yīng)大于1。
d. 吸附溫度：-196oC(液氮溫度)。脫附溫度：室溫(水浴)。
4.2.4 準(zhǔn)備工作
4.2.4.1 將濃縮柱、色譜柱通干燥氣體(濃縮柱禁止用氧氣)加溫活化處理。
4.2.4.2 將所有活塞仔細(xì)涂好活塞油，檢查色譜系統(tǒng)無泄漏。
4.2.4.3 開啟載氣，調(diào)節(jié)流量至40～60mL，吹洗色譜系統(tǒng)約2h，接通儀器電源，待儀器工作穩(wěn)定。
4.2.4.4 轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，關(guān)閉濃縮柱，套上液氮浴，5min后，取下液氮浴，套上室溫水浴，記錄儀上無色譜峰出現(xiàn)為正常。
4.2.4.5 轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，令載氣通過濃縮柱，在小心防止空氣倒吸的情況下，濃縮載氣5min，測(cè)定色譜系統(tǒng)空白值，應(yīng)附合4.2.3條a的要求。
4.2.5 操作步驟
4.2.5.1 取樣
將待測(cè)樣氣瓶經(jīng)針型減壓閥及金屬管道與儀器緊密連接，開啟螺旋夾、瓶閥、針型閥，以至少3次升降壓的方法用樣氣充分置換閥體及管道，使所取樣品具有代表性。
4.2.5.2 濃縮
轉(zhuǎn)動(dòng)活塞6、ll、12，切斷通往濃縮柱的載氣，同時(shí)將樣氣以不高于1000mL／min的流量通過濃縮柱，吹洗3～5min后，關(guān)閉活塞12，將濃縮柱套上液氮浴，開通活塞12，樣氣流經(jīng)鼓泡器15，由濕式流量計(jì)計(jì)量后放空。
濃縮操作應(yīng)始終保持在鼓泡器10鼓泡的情況下進(jìn)行。樣氣的濃縮體積由儀器的檢測(cè)限和待洲組分的含量選定。
4.2.5.3 解吸
濃縮完畢后，關(guān)閉活塞ll，取下液氮浴，待20～50S后，放去吸附的氦，關(guān)閉活塞12，再將濃縮柱套上水浴，旋轉(zhuǎn)活塞11、12、6，令載氣通過濃縮柱，而后進(jìn)入色譜柱。
讀取濃縮體積(V1)。記錄備待測(cè)組分的色譜流出曲線。測(cè)量色譜峰面積(A1)。
4.2.5.4 標(biāo)定
將標(biāo)準(zhǔn)混合氣瓶經(jīng)針型閥、金屬管道與儀器連接，開啟瓶閥、針型閥，在用標(biāo)準(zhǔn)氣體以至少3次升降壓的方法充分置換，取得代表樣后，切換六通閥(F)進(jìn)樣。記錄并測(cè)量各組分色譜峰面積(A2)
標(biāo)準(zhǔn)混合氣以氦氣為底氣，按GB／T 5274或GB／T 10627或GB／T 10628規(guī)定配制。其中，各組分的含量約為待測(cè)組分含量的K倍(K為濃縮體積V1與六通閥量管體積V2的比值)。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)混合氣中各組分的含量與待測(cè)組分含量相近時(shí)，用與樣品氣同樣的方法，經(jīng)濃縮后進(jìn)樣標(biāo)定。
4.2.6 結(jié)果處理
4.2.6.1 各待測(cè)組分含量按式(2)計(jì)算:
式中：Φi —樣品氣中待測(cè)組分i的含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(v／v)；
Φs—標(biāo)準(zhǔn)氣中組分i的含量(體積分?jǐn)?shù))，10-6(V／V)；
V1—樣品氣濃縮體積，mL；
V2—標(biāo)準(zhǔn)氣的進(jìn)樣體積或濃縮體積，mL；
A1--樣品氣中組分i的峰面積，mm2；
A2--標(biāo)準(zhǔn)氣中組分i的峰面積，mm2；
i—代表組分氖、氫、氧(氬)、氮。
4.2.6.2 以兩次平行測(cè)定的算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，平行測(cè)定的相對(duì)偏差不大于10％。
4.3 一氧化碳、二氧化碳、甲烷含量的測(cè)定
4.3.1 方法提要
氦氣中痕量一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量采用變溫濃縮技術(shù)、轉(zhuǎn)化色譜法測(cè)定。該法將待測(cè)組分經(jīng)濃縮柱預(yù)先提濃，經(jīng)色譜柱分離后，再將一氧化碳、二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，由氫火焰離子化檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。
4.3.2 儀器
本標(biāo)準(zhǔn)采用帶有預(yù)濃縮系統(tǒng)、鎳觸媒轉(zhuǎn)化系統(tǒng)及氫火焰離子化檢測(cè)器的氣相色譜儀。該儀器對(duì)甲烷的檢測(cè)限(體積分?jǐn)?shù))不低于0.5×10-6(V／V)。儀器的其他條件按GB／T 8984規(guī)定，色譜流程見圖2。

4.3.3 測(cè)定條件
a. 濃縮柱：長(zhǎng)約750px，內(nèi)徑約4mm的U形柱，內(nèi)裝粒度為0.25～0.40mm的變色硅膠約3～4g。
b. 色譜柱、轉(zhuǎn)化柱、載氣、燃?xì)狻⒅細(xì)獾劝?/span>GB／T 8984規(guī)定。
c. 儀器的操作條件可視待測(cè)組分濃度和濃縮體積選定。
d. 濃縮吸附溫度：液氮溫度。脫附溫度：沸水溫度。
4.3.4 準(zhǔn)備工作
4.3.4.1 將濃縮柱及色譜柱在約180℃下通干燥氣活化處理3～4h。
4.3.4.2 將所有活塞仔細(xì)涂好活塞油，檢查系統(tǒng)無泄漏。
4.3.4.3 開啟載氣、燃?xì)饧爸細(xì)庵了枇魉佟?/span>
4.3.4.4 打開儀器電源，選擇儀器靈敏度至儀器工作穩(wěn)定。
4.3.5 作步驟
4.3.5.1 將濃縮柱套上沸水浴，使?jié)饪s柱中的吸附組分脫附完全，取下水浴。
4.3.5.2 樣品氣的測(cè)定操作步驟，按4.2.5條規(guī)定。其中濃縮裝置各部分的對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖1、圖2。
4.3.6 結(jié)果處理
結(jié)果處理按4.2.6條規(guī)定．其中i分別代表待測(cè)組分一氧化碳、二氧化碳、甲烷。
4.4 水分含量的測(cè)定
按GB 5832.1規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。
5 檢驗(yàn)規(guī)則
5.1 高純氦產(chǎn)品由生產(chǎn)廠質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，保證出廠產(chǎn)品符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。
5.2 高純氦氣產(chǎn)品應(yīng)逐瓶進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果有任何一項(xiàng)指標(biāo)不符合本標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，則該瓶產(chǎn)品不合格。
5.3 用戶有權(quán)按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢查驗(yàn)收?？梢灾鹌繖z驗(yàn)，也可以按GB 4844.2第5.2條規(guī)定，按批量隨機(jī)抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)批量抽樣檢驗(yàn)結(jié)果有任何一項(xiàng)指標(biāo)不合格時(shí)，則應(yīng)重新自該批產(chǎn)品中加倍抽樣再行檢驗(yàn)，若仍有一項(xiàng)不合格時(shí)，則該批產(chǎn)品不合格。
5.4 當(dāng)供需雙方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生異議時(shí)，由雙方協(xié)商，或共同檢查驗(yàn)收，或提交仲裁。
6 包裝、標(biāo)志、貯存和運(yùn)輸
6.1 高純氦氣產(chǎn)品的包裝、標(biāo)志、貯存和運(yùn)輸應(yīng)符合GB 4844.1第6章的規(guī)定。
6.2 氣瓶上應(yīng)有《高純氦氣》字樣。