气体节省器-焊接车间如何通过对气体的管理降低生产成本？

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在当今经济环境不是太好的情况下，如何降低生产成本，提高企业竞争力已经成为企业首要面对的难题！而有大量金属焊接的企业，单单因为焊接保护气体未能有效管理这一项，就给企业增加了不少的生产成本。

大家都知道，金属行业的焊接，采用气体保护焊接的企业使用二氧化碳气体、氩气或者混合气体的成本就是一笔不小的生产成本，而气体放了就没了，给所有人的感觉就是虚渺不好管控，加上大部分企业对这些工业气体并没有实施有效管理，使得气体浪费严重、用气量虚高，也就造成用气成本居高不下，现就相关焊接气体使用成本居高不下的成因及应对措施进行分享，希望能帮到相关企业。

焊接行业气体使用成本居高不下成因：

1、相关管理人员无相关理念，简单的认为气体是以瓶计数，用完一瓶就换下瓶，未制定相关机制，导致习惯思维：用完就换、用完就请购，而未去考虑怎样用可以控制成本；

2、企业没有专门针对气体的收货验货流程，大部分企业对气体供应商送来的气体都是简单的以瓶计数来收货，这样会导致以下漏洞：

1）每一种气体在装不同的气瓶时，装满都会有对应的气压，而企业没有相关检测就会导致不良供应商每瓶装气都不满，而收货以瓶计数计价也就导致用气量虚高，用气成本虚高；

2）气体纯度不够，气体的纯度和价格也是相对应的，特别是一些特殊工业气体，企业在没有专业设施检测相关数据的情况下，制定相关供应商的约束机制就尤为重要了，否则就肯定在不知觉的情况下多买单。当然，这也要相关管理人员具备这方面的知识，比如说氩弧焊使用的氩气，在焊接不锈钢时，在实际使用过程中可以使用稍微不纯的氩气能达到焊接效果，而同样纯度的氩气，在焊接铝、镁及其合金时，是完全不能焊接的，甚至会被操作人员认为是焊接设备坏了！这就会导致不良供应商针对焊接不同材料针对性的降低纯度，从而让企业不实买单；

3）混合气体比例不对，混合气体的保护可以使同样的焊接设备在相同条件下比使用单一气体保护得到的焊接效果大大提高，但焊接不同材料的产品，混合气体的比例是不一样的，当然成本也是不一样的，如果没有相关严格要求，也会导致不良供应商不按气体混合比例供气，自然导致与企业要求不符，让企业不实买单；

3、企业未就自身使用环境和相关焊接工艺要求设置相应的气体使用数据规范，不同的环境在同等焊接电流下使用的气体数据是不一样的。很多焊接车间，特别是沿海一带高温地区，在焊接车间里到处是强力运行的散热风机，由于风流、气流杂乱无统一流向，操作员为了焊接时达到保护效果，通常都是几倍的加大保护气体的流量，这一方面导致气体浪费并且污染空气，另一方面也影响焊接效果，特别是焊接引弧时段，所以企业就算是在焊接车间未做专业整体的抽风除尘工程，也有必要对焊接工位对应气流方向影响最小的前提下做对应的定位，并且根据焊接电流和焊接工艺要求使用对等的保护气体流量，这样可以在避免浪费、污染环境、保障焊工健康的前提下获得较好的焊接效果。

以上为一般情况下常遇到的焊接车间气体使用问题，下面再为大家推荐一种在解决以上问题下还能为企业节省焊接保护气体，降低30%-50%气体使用成本的方法，那就是使用焊接气体节省器。

该气体节省器适用于：氩气、二氧化碳气以及氩气和二氧化碳气的混合气。实验测试和许多工厂直接使用证明，节省气体达30%-50%，特别是在手工操作频繁点焊的场合，效果更是显著。

原理：

1、在气体保护焊过程中，由于减压器结构因素，在焊接点火时减压器无法对焊枪气体喷射口气体的突变作出高速响应，从而引起焊接气体极不稳定，噗哧的猛烈的冲出来，导致焊接品质的下降，同时也造成大量气体的浪费；

2、在焊接过程中由于气体流量和压力不能稳定在一固定值，导致气体不能很好的保护焊道，焊接品质达不到要求，只有通过加大气体输出流量（增大用气量）来提高气体保护效果，结果造成气体多用浪费掉。一方面生产成本高，另一方面多用浪费的气体在工作环境里造成对人身体的伤害和对环境的污染。

气体节省器是针对上述原因专门设计的极具高输出响应能力的稳定装置，只要将它直接接在减压器的出口，即可以：

A、杜绝焊接点火时气体的过冲现象；

1）一方面杜绝气体浪费降低生产成本；

2）另一方面小电流时好引弧，薄板焊接时不会焊穿。

B、使焊接过程中的气体输出极其稳定，提高了气体保护效果，减少气体输出流量；

1）节省了气体降低成本，同时提高了焊接品质；

2）降低了对人的伤害和对环境的污染，为环保事业做了一份贡献。

工业集中供气系统

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工业集中供气系统是一种现代化集中供气，这种现代化的供气方法得到了社会普遍认可，它是一种将气源通过管路设计集中汇流到用气点的现代化供气设计；这种集中供气方式大大提高了效益，降低了人力资源的消耗并且安全美观，气体输出更加的稳定流畅；适用于氧气、氩气、二氧化碳、氢气、乙炔、丙烷、液化石油气等各种气体的输送。这种集中供气与传统气瓶供气方式相比具有相当大的优势；目前广泛运用于化工、造船、玻璃、食品、轻工、钢铁、电子、交通运输及航空航天等多个领域。

主要组成
由气源，汇流装置，配比装置，切换装置，调压装置，终端用起点，监控及报警装置等组成。

集中供气的优点
1、配有专门的控制设备，以排除每次更换气瓶时引入的杂质，确保管路气体终端的纯度。
2、不间断气体供应；气体控制系统可以手动或自动进行切换，以保证气体连续供给。
3、气体压力稳定；系统采用集中降压，亦可采用两级减压方式供气，供气更加稳定流畅。
4、高效益；通过供气控制系统可以充分使用气体，减少残余的气体，更科学更稳定更安全可以大大降低成本，避免安全隐患。
5、操作简单安全；所有气源集中在同一地方便于管理，管路设计科学方便用气输出，大大降低劳动强度。

集中供气系统与气瓶供气相比的优势
1、杜绝气瓶留余压的浪费，降低用气成本。
2、使用方便、操作简单，减少频繁换气瓶的繁琐劳动。
3、液体密闭存储，储量大，质量稳定。
4、排除了气瓶在使用和保管过程中的易发生的碰撞、气带磨损、安全间距等危险性。

电子特气管道系统

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特气管道系统 Special Gas Pipeline System 是指SiH4，NF3，Cl2 易燃易爆的气体、有毒的气体、有腐蚀性的气体、纯度特别高(超过99.999%)的一些具有高危险性，应确保安全性的特气储存、输送与分配过程的设备、管道和部件的总称，特气系统工程是用于实现特气系统安全使用的工程。公司提供从供气系统;排气处理、监视系统的综合管理系统;建立以安全为第一的特气管理输送系统。提供设计、选型、制造、安装、测试、调试和系统托管服务等整体解决方案。

特气管道系统由储存、输送、分配、控制四类设备组成。其中“存储”指气源部分(特气柜GC)，“输送”指配管部分(一般用双套管)，“分配”指二次配部分(气体分配柜VMB)，“控制”指监督控制部分(气体管理系统GMS)。

特气管道系统特点
特气系统中的每台设备均配有PLC控制、彩色触摸屏操作，带有温度、压力、烟雾、泄漏监控报警，并可扩展地震监控报警;单台设备可以独成系统独立运转，也可多台设备用PLC或TGO连起来组成大系统，在监控中心统一监控管理，其报警系统还可以与安监系统、消防系统对接。

电子特种气体是光电子、微电子等领域，特别是超大规模集成电路、液晶显示器件、非晶硅薄膜太阳能电池、半导体发光器件和半导体材料制造过程不可缺少的基础性支撑源材料。它的纯度和洁净度直接影响到光电子、微电子元器件的质量、集成度、特定技术指标和成品率，并从根本上制约着电路和器件的精确性和准确性。
适合场合
芯片半导体、微电子企业、光伏太阳能、生物制药、新材料等行业，常配套用于溅射真空镀、沉积刻蚀、钝化清洗等设备

实验室气路系统

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实验室气路介绍：

实验室气体管路工程主要材质为不锈钢电解无缝钢管，所有气体管路的连接采用无缝焊接方式，管路最好安装在天花板下方，沿着墙壁来进行布局，便于检查和维修，实验室气体管道工程采用集中供气有以下优点:1.保持气体纯度：专用气瓶均配有冲洗阀，以排除每次更换气瓶时引入的杂质，确保了管路终端气体的纯度。
2.不间断气体供应：气路控制系统可以手动或自动方式在气瓶之间进行切换，以保证气体的连续供给。

3.低压警示：当气压低于警报限时，报警装置可自动启动报警。
4.气体压力稳定：系统采用两级减压（一级由供气控制系统调节，二级由使用点的控制阀调节）方式供气,可得到非常稳定的压力。
5.高效率：通过供气控制系统，可充分使用钢瓶中的气体，减少残余余量，降低用气成本。
6.操作简便：所有气瓶均集中在同一位置，减少了搬运安装等操作，更节约时间及成本费用。
7.减少气瓶的租金：采用中央供气系统，可减少对气瓶数量的要求，从而节省气瓶的租用和购买成本。

8.减少分子筛损耗：控制气体纯度可有效的减少数派对分子筛的使用量。

设计依据技术规范：
GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
JGJ91-93《科学试验室建筑设计规范》

GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50029-2003《压缩空气站设计规范》

GB50177-2005《氢气站设计规范》 《压力管道安全管理与监察规定》
SH3063-1999《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
研究所试验室现有条件要求及其他相应标准规范

实验室常用仪器：
气相色谱仪：氮气、氦气和氩气用作载气，氢气用于火焰检测器的燃气
质谱仪：高纯氩气和氮气用作吹扫气或碰撞气
原子吸收仪：乙炔，氧气或者一氧化二氮用作助燃气
气质联用仪：氦气做载气，三重四级杆质谱的碰撞气体是氮气和氦气
液相色谱仪：蒸发光散射检测器用氮气
原子荧光室：氩气、液化气作燃气
氮吹仪：氮气

实验室常用气体：
氩气:Argon(Ar)
氧气:Oxygen(O2)
乙炔气:Acetylene(C2H2)
一氧化二氮:Nitrous oxide(N2O)
氦气:Helium(He)
氢气:Hydrogen(H2)
甲烷气:Methane(CH4)
压缩空气:Compress Air(CA)

钢瓶间设计说明：
采用半自动切换系统，保证不间断供气。确保实验的连续性。  采用多瓶供气，保证用气量。
气瓶集中摆放，方便换瓶等操作。
无气瓶在实验室内，节省空间，消除危险源。
安装有安全阀，保证使用安全。
有氮气吹扫功能，和排空功能，保证用气纯度。
有低压报警功能，当钢瓶没气时可提醒用户换气。
可燃气体设计有 PLC 控制系统，可以实现可燃气体报警器与紧急切断与风机联动。保证气体纯度。
不同气体采用不同材质，保证气体纯度。
根据气体种类采用不同连接方式

高压部分采用高压阀门控制保证用气安全

管道井说明 ：
所有连接管线采用自动焊接技术，保证使用安全。
所有气体管路都由高质量的铜管或不锈钢管（BA 级）组成。
可燃性气体在管道井安装有阻火器，提高安全系数。
氢气，乙炔设计气动控制阀门与 PLC 联动。
根据不同的用气量，选用不同尺寸管线。
气体管路支架间隔不大于 1.5 米。根据内径最小的气体管路确定支撑距离。

气体配比柜

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气体配比柜也称气体配比器,气体混合柜,混合气体配比柜,是专为气体保护焊设计的大流量两元气体混合装置，主要用于集中供气汇流排配套使用，该装置可以将需要使用的两种气体按使用要求进行配比，并获取均匀的混合气体。该系列气体配比柜具有混合精度可达到±1.5%，且输出稳定等特点。可广泛适用于铁道、船舶、化工、机械制造等各类气体保护焊场合。

工作原理：

两元或多元需要混合的气体经过单向阀进入两级或多级压力平衡装置，平衡其输入压差，从而保证了混合前组分气体和稀释气体的压力绝对相同，然后调节流量控制阀，可将各种气体的流量依据希望达到的混气比例进行调定。原理上采用动态气体混合法，即混即用，从而保证了混合气体的均匀性，复现性优良，比例稳定。可适用于配制焊接混合气、气调保鲜混合气、电光源混合气，检漏（报警）混合气，消毒杀菌混合气等。

技术特性：

◆采用动态气体混合法，具有即混即用的特点，使气体混合更均匀
◆在额定范围内输入压力的波动，以及输出流量变化，配比精度保持不变
◆配气过程直观，调整便捷
◆为纯机器结构，使用寿命长，安全可靠
◆体积小巧、重量轻，携带和使用方便
◆气体混合精度高，最高可达±0.05%
◆可实现双元或多元气体同步混合
◆混气过程复现性优良，比例稳定
混合气类型：
0～50%二氧化碳，其余氩气
0～50%氩气，其余氦气
0～50%二氧化碳，其余氮气
0～50%氩气，其余氦气
0～2%氧气，其余氩气
0～10%氢气，其余氩气 
0～20%氧气，其余氩气
0～5%氧气，0～15%二氧化碳，其余氩气
0.5%氧气，26.5%氦气，8%二氧化碳，其余氩气

高纯气体加热器

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SH-P系列气体输送加热器设计用千加热关键载气和工艺气体，生产制造满足行业严格的纯度标准，在不污染纯度的情况下为客户提供了一种更高效、更、准确的气体加热方法。
间接加热：加热气体被隔离仕局纯度的316L无缝不锈钢管中，永不接触加热元件或任何其他加热器组件。

产品特点：

•与“伴热带”相比，SH-P加热器提供更准确的温度控制

• SH-P加热器消除了凌乱的电线和控制设备
• SH-P可以很容易的安装到特气柜或气流沿线任何集成点 SH-P加热器－气大多数标准控件兼容
•SH-P符合一系列行业标准（高纯度和超高纯度）
•SH-P利用铸入组件的优点，以较低的瓦数提供更多的热量，与其恸n热器相比，SH-P使用更少的能量来实现相同的△T

典型应用：

· 载气加热
· 工艺气体加热
· 用千晶圆片干燥空气和氮气加热

smilegaz为各种应用配置最适合的气体混配器

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为各种应用配置最适合的气体混配器

研创测控（smilegaz）研发和制造用于两元或多元气体的气体混配器和气体分析仪，尤其是对于流量大且用气量波动大的应用。

根据客户的技术要求，smilegaz气体混配器的种类和型号多种多样，且适用的流量范围大，可以应用于几乎所有的工业气体：氩气 (AR)、二氧化碳 (CO2)、氧气 (O2)、氮气 (N2)、氢气 (H2)、甲烷 (CH4)、氦气 (He) 、一氧化碳 (CO)和贫氧。

smilegaz气体混配器可以通过内网、互联网或其它移动设备进行操作，当然也可以与所有其它研创测控 (smilegaz) 产品（比如气体分析仪）集成为一套完整的解决方案。

气体混配器的应用有哪些？

使用气体混配器可以随时随地得到最佳的工艺混合气体。无论是在食品行业中的气调包装，还是在金属加工业中的焊接、切割和燃烧器的应用，或是实验室特殊应用，以及麻醉等医药应用，使用 smilegaz气体混配器均可以得到最适合客户所需的混合气体。

必要时，气体混配器还可移动使用，将其移置到使用现场，确保设备使用的经济性和灵活性。

气体混配器适用于哪些工业领域？

气体混配器适用于多种工业领域，例如：

  • 金属加工
  • 医疗技术
  • 氦气测漏
  • 食品工业（气调包装）
  • 玻璃加工
  • 激光技术
  • 潜水技术

 

气体混配器应用的几例实例：

 

气体混配器用于金属加工领域

在金属加工领域，工艺气体的品质对于精准焊接、切割或熔化工艺有决定性的作用，尤其是氩气和二氧化碳。smilegaz气体混配器的特点是操作简便、可无级调整混合气比例且流量大。精准的调节技术和恒定压力控制可以对压力波动进行补偿，确保提供精确恒定的混合比。

医疗技术

smilegaz气体混配器用于生成“合成空气”。这是一种由纯氧和氮气组成的混合气体，在全世界许多医疗设施中广泛使用。smilegaz气体混配器能够通过触摸屏进行直观操作、低投资、省维护、以及最大的供气安全性，是医疗领域应用的首选。

氦气测漏

氦气测漏主要用于测试必须绝对防漏的敏感产品。由于氦气是一种非常昂贵的惰性气体，因此有时会与氮气混合使用，确保经济性。

完成测漏后，可以对所使用的混合气体进行收集、分析，并根据需要进行矫正 – 全部过程均可由smilegaz气体混配器自动完成。

食品工业

使用保护气体进行食品包装（气调包装）是为了确保食品具有尽可能长的保质期和清新的食品色彩。
在此应用中，二氧化碳、氧气、氮气或氩气的最佳气体组合比例至关重要。不管是真空、拉伸膜、落袋式还是手动包装机，研创测控可以为食品工业任何型号的包装机等提供气体混合和配量系统。

玻璃加工

无论是客厅聚光灯、电脑屏幕还是后雾灯，所需产品均采用玻璃坯料和尖端技术在高温条件下生产而成。
为了产生所需的熔化温度，燃烧的气体必须为燃气、空气和氧气的混合气体。
无论是预混烧枪还是外混式燃烧器，研创测控最先进的燃气控制系统已经在这些领域中经过多年考验。

潜水技术

为了将管道焊接到海床上，通常需要潜水到极深的海底。为此，需要使用特殊的混合气体作为呼吸供应气体。在此情形下会使用氧和氦混合气或氧、氮和氦混合气。氦氧混合潜水气体通常由 79% 的氦气和 21% 的氧气组成。根据潜水的深度，可以使用 smilegaz气体混配器在现场灵活地混配所需气体。

气体混配器还有哪些其它应用？

除了常规应用外，气体混配器还可用于其它应用领域。例如包括香蕉催熟、气体增香、双层玻璃的生产、气囊填充和啤酒灌装等。

有哪些类型的气体混配器？

气体混配器有不同的类型，其主要区别在于所应用的混配技术。根据不同的应用情况，主要有以下四类气体混配器：

  • 带机械式混配阀的气体混配器
  • 带电动式混配阀的气体混配器
  • 带气动流量调节器的气体混配器
  • 带流量调节器的气体混配器

 

带机械式混配阀的气体混配器工作原理如何？

带机械式混配阀的气体混配器在过去数十年来的无数次实际应用中得到了考验。几乎所有气体都可以使用该原理进行可靠地混配。机械式混配阀具有多个气体入口和一个混合气体出口。转动阀门则能够通过隔膜和活塞的相互作用，对各种气体的流速进行调节，从而生产出所需的混合气体。带机械式混配阀的气体混配器不仅适合于持续用气，也适合在配置气体缓冲罐后的不连续取气的应用。

带电动式混配阀的气体混配器工作原理如何？

类似于机械式混配原理，该气体混配器的核心部件是比例混配阀及单元混配阀：阀芯运动及其不同大小的阀孔控制气体的流量大小，从而混配出所需比例的混合气体。与带机械式混配阀的气体混配器不同，电动式混配阀不是通过旋钮手动操作，而是通过小型电动机操作，即通过电子控制器对该电动机进行控制。

带气动流量调节器的气体混配器工作原理如何？

这一获得专利的工作原理，是通过烧结体对气体进行纯气动式持续混配。根据不同的混合比例，各元气体流通的烧结体表面大小不同。

带流量调节器的气体混配器工作原理如何？

MFC 气体混配器是通过调节各元的体积流量而混配出混合气体。对每一元气体均单独采用一个质量流量控制器 (MFC)。在各质量流量控制器中，则通过热导性测定气体的体积流量并进行控制。

各元气体的体积流量汇聚一起成为混合气体。全电子控制系统可优化气体的体积流量，并补偿例如压力波动或温度影响等干扰因素。

特气柜

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什么是特气柜？

用于提高局部的排气通风，保护钢瓶（气瓶）不受柜子外面火灾以及保护周围物免受内部火灾的金属容器。是专为易燃易爆、腐蚀性、毒性等危险性气体输送而设计的供应系统，基本功能包括自动吹扫、自动切换以及紧急情况下的自动安全切断（当设定报警信号被触发时）。气瓶柜通常有一瓶位、二瓶位和三瓶位。全自动特气柜（GC）通过采用PLC控制，触控屏为人机界面，通过设备安装的压力传感器、气动阀、过流量计等装置，实现设备安全有效的运行。
特气柜主要用于特种气体的高纯度安全稳定供应，如：输送电子特气参与泛半导体行业集成电路制造的核心工艺流程：掺杂、光刻、刻蚀和CVD成膜工艺环节。通常使用气体的种类有高纯氧气、氮气; 氩气、氢气、氦气; 甲烷、乙炔、二氧化碳，还有混合气体等实验室有些设备还会用到有毒有害气体。

特气柜内部图构造：

1.特气柜面板的厚度大于等于2.7mm的钢板并涂有抗腐蚀环氧涂层，并且所有材料都必须是非易燃的。（颜色为白色）

2.特气柜全表面都不能有震动，不可有锋利的边缘。

3.特气柜的底板厚度大于等于3.4mm，必须铺有防滑垫片，且固定的钢瓶的链条必须为防腐蚀的不锈钢链条。

4.特气柜的底面设计要便于放置或移走钢瓶而不必调整钢瓶高度。如钢瓶尺寸有变动，设备厂商无条件的更改钢瓶CGA接头高度。

5.特气柜要可以容纳两个供气钢瓶。

6.特气柜的门，管路线路通道，窗及其他孔洞必须安装密封圈。

7.特气柜进气口要安装灰尘过滤器。

8.所有特气柜标明其供应特殊气体的种类及其浓度，特气柜内部所有的管路及阀件应该标明其作用，例如供气，吹扫或排气。

气柜门构造：

1.气柜门能自动关闭，自动卡锁及用钥匙锁定。

2.气柜门能打开90度角以上，以方便正常操作。

3.所有的气柜门及窗子使用同样的钥匙。

4.气柜门能平稳地打开及关闭，并具有防关闭功能，闭门器的联接杆方便拆卸。

操作窗口：

1.操作窗口能自动关闭，自动卡锁及用钥匙锁定。

2.操作窗口的玻璃必须是厚度大于等于6.5mm，并有金属丝加固的安全玻璃。

3.窗口背面要安装隔离玻璃嵌板。

特气柜的排气装置：

1.特气柜排气管的直径必须大于等于6”SS的管路，并覆盖由FM论证的ECTFE材料。

2.排气状态的持续监控信号要显示在控制屏上并与控制器联动，以提供抽风量不足时的停机或报警选项。

3.排气管上加装特种气体侦测器。

特气系统管道安装

1.盘面的排气管必须保持微量N2微漏通过，监控其背压来侦测排气管是否堵塞。

2.更换钢瓶时，Pigtail必须保持小流量的PN2吹出。

3.盘面所用的部件必须与所供特种气体相适应，所有的阀件必须可以开关100000次以上。（并提供给甲方阀件的相关证明）

4.气路设计的最大承受压力3000Psi，最高温度250℃。

5.气路系统构造要符合ASTM标准。

6.调压阀要安装在便于调节压力及维护的位置。且各种电子传感器禁止安装在调压阀下端。

7.必须使用标准结构的部件，以减少死角。且所有的弯头、接头都必须使用标准配件。材料全部选用SUS316L—EP材质。

8.特气柜要装有气体、温度及烟雾侦测器。

9.特气柜要装有作动点为68℃的喷水头，还要装有温度传感器并与盘面控制器联动。

特气柜功能要求：（包含特气柜（GC）/BSGS，基本功能要求）系统报警

1.排风风压负压报警功能。

2.Z-purge报警功能。

3.过流量报警联动功能。

4.气柜各种压力报警联动阀门自动开关、供气路线自动切换。

5.特气柜要装有气体、温度及烟雾侦测器报警功能。

6.所有安全装置及与控制器的触摸屏必须有失效互锁保护型。

7.信号灯的警报信号根据不同的颜色分为三种：红色是警报，黄色是故障，绿色是正常运行。亮度要求为在5米距离范围内能够看清楚信号灯光。

特气供应系统控制器

1.控制屏幕，必须是镶嵌在现有的面板上的、有显示特气系统的吹扫状态及P&ID、彩色的触摸屏。

2.气路系统可以设定自动或手动操作模式。

3.所有的报警装置应该安装在显而易见的地方并伴有警报声，报警声经确认后静音，屏幕的报警信息要求报警完全消除后才能消除，所有的操作记录必须要保存半年以上。

4.控制器要装有一个EMO按钮用来关闭供气气动阀使系统完全停止供气。

5.控制器有密码保护并且可以在安全连锁条件下自动控制气动。

6.控制器PLC应该与GMS系统PLC直接通讯，不可以通过触摸屏的CPU和外界通讯。

7.控制器可以与GMS通讯，并且可以远程关闭。

8.设备厂商要就设备的自动操作及手动操作提供详细说明，共同讨论通过，当有不合理的操作的时候，软件能够自锁并等待确认。

9.控制器必须能够检测到组件故障，并时常完成自动检查和校正。

10.控制器必须能够设定和监控选定的警报项目。

11.控制器必须有旁路或自动的互锁程序。

12.控制器必须有自动及手动操作功能。

13.控制器必须能够接受外部互锁信号。互锁类型必须要通过和甲方业主协商而且控制器必须有4个干接点供外部操作使用。

14.控制器程序控制器必须具有上传和下载的功能，以便对程序作故障分析和更新的动作。

15.至少要有两级密码设置，如操作界面密码和参数修改密码。

 

焊接用混合气

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焊接混合气，气体保护焊接，是在手工电弧焊和埋弧自动焊广泛应用的基础上发展起来的一种焊接新工艺。目前，工业上常用的焊接保护混合气大致可以分为二元混合气、三元混合气和四元混合气三类。常用的二元混合气有Ar-He、Ar-H2、Ar-O2、Ar-CO2、CO2、O2、N2、H2等；常用的三元混合气有Ar-He-CO2、Ar-He-N2、N2、Ar-He-O2、Ar-O2、CO等；四元混合气用的比较少，主要由Ar、He、H2、O2、N2、CO2等配制而成。各类混合气各组分之配比可以在较大范围内变化，主要由焊接工艺、焊接材焊接型号等多种因素综合决定。

一般来说，对焊缝质量要求越高，对配制混合气的各单元气体的纯度要求越高。在欧美各国，配制混合气用的Ar、H2、N2等气体，纯度为99.999%，He为99.996%,CO2为99.99%,通常水分均被视为有害物质，要求H2O﹤10mg/m3。

不同材料焊接时的保护气体及适用范围:

被焊
材料		 保护气体 混合比 化学
性质		 焊接
方法		 附注
铝及
铝合金		 Ar+He 熔化极：26%-90%He
钨极：多种混合比直至75%He+25%Ar		 惰性 熔化极
及钨极		 电弧温度高。适于焊接铝板，可增加熔深，减少气孔，溶化极时。随着He的比例增大，有一定飞溅。
钛锆及
其合金		 Ar+He Ar/He 75/25 惰性 熔化极
及钨极		 可增加热量输入。适用于射流电弧，脉冲电弧及短路电弧。
铜及
铜合金		 Ar+He
Ar+N2		 Ar/He 50/50或70/30
Ar/N2 80/20		 惰性 熔化极
及钨极
熔化极		 输入热量比纯氩大，可以减低预热温度。
输入热量的，但有一定飞溅。
不锈钢
高强度钢		 Ar+O2
Ar+CO2+O2		 加（1%-2%）O2
加2%O2，5%CO2		 惰性 熔化极
熔化极		 用于射流电弧及脉冲电弧

用于射流电弧，脉冲电弧及短路电弧。
碳钢及
低合金钢		 Ar+O2

Ar+CO2

Ar+CO2+O2

CO2+O2

 加O2（1%-5%）或20%
Ar/CO2（70-80）/（30-20）
Ar/CO2 95/5
Ar/CO2/O2 80/15/5
加（20%-25%）O2		 氧化性

氧化性

氧化性

氧化性

 熔化极

熔化极

熔化极

熔化极

 用于射流电弧，对焊接缝要求较高的场合。
有良好熔深，可用于短路电弧、射流电弧及脉冲电弧
有较佳熔深，可用于射流电弧、脉冲电弧及短路电弧
用于射流电弧及短路电弧
镍基合金 Ar+He
Ar+H2		 加（15%-20%）He
H2＜6%		 惰性
还原性		 熔化极
及钨极		 增加热量输入
有助于抑制CO气孔

分散单点向集中供气模式转变的通用性和实用性

/在： /通过：
科研院所肩负了国家科技创新与科技进步的重任， 而实验室是科研人员进行试验的场所，是科学研究的基地，科技发展的源泉。在科研实验过程中需要用到气体原料或者用作保护气、实验载气;如 氢气、 甲烷、乙炔、 氨气、 氧气、氮气、二氧化碳等等。这些气体通常用钢瓶存放，以往实验室普遍采用分散式单点供气模式，即钢瓶就近存放在用气实验室内。随着科研水平的不断发展，实验室使用到的气体品种和数量也相应增加，伴随而来的是不断发生的实验室气体爆炸、 中毒事故，造成了不可挽回的人员伤亡和财产损失。 为了降低气体储存供应过程中存在的风险， 避免易燃、有毒等气体钢瓶造成的危害，因此， 对分散式单点供气模式向集中供气模式转变进行研究。

1.科研院所用气环境存在的问题
1.1 气体种类
     科研院所实验室使用到的气体种类较多”，按照气体的性质分类可分为易燃气体、不燃气体、毒性气体，还有不同组分的混合气，除少数用量大的液氮用储罐储存外，实验室中气体大都储存在气体钢瓶中。目前少数实验室已采用高纯气体钢瓶进行集中供气，比如技术物理研究所，高研院等科研院所的部分实验室。还有一些实验室使用到少量氢气的如检测分析仪，采用了氢气发生器供气，其余主要供气方式为标准气气瓶供气。
1.2  实验室气体钢瓶管理存在的问题
(1) 在实验室实验台附近放置氧气、氢气、氮气等气体钢瓶甚至多达十几个。(2) 防火防爆设施不完善，缺少泄漏检测报警设施。

(3)实验室人员流动性大，学生的安全意识较淡薄， 甚至一些科研人员因长期用气试验，对一些不安全因素习以为常，这些都是风险隐患。

(4) 人员责任分工不明确，缺少专人监督和处理。

(5)规章制度不健全，对气体钢瓶使用缺少相应的规章制度。

1.3 实验室气体使用存放过程的事故类型
     实验室气体使用、存放过程中存在的危险有害因素可能导致的事故类型有火灾、其他爆炸、容器爆炸、中毒与窒息。使用氢气、甲烷、一氧化碳、丙烷等易燃气体的装置、管线、阀门等密封不严，在使用、 储存、搬运等过程中若操作不当、违反操作规程等人为因素”，或设备、管道、阀门等检修不及时，没有及时发现出现的故障等，都有可能导致物料的泄漏，进而与空气混合形成爆炸性混合物，遇高热或明火即会发生火灾、甚至爆炸、气体钢瓶内的压缩气体可能因操作失误、检修时处置不当等原因，致使突然受热而急剧气化膨胀，发生物理爆炸事故。一氧化碳属于高毒物品，使用的氮气、氩气、氦气、二氧化碳等属于窒息性气体。
2. 论证的必要性和意义
     调研方法主要有查阅文献资料分析法、访谈法和实体调查法等。通过多种调研方法结合运用，对资料归纳、整理和分析，了解科研院所的实验室供气现状， 总结安全供气的宝贵经验，并发现不足和缺陷，结合实际，具体分析各类问题，寻求更完善的集中供气方案。从而向科研院所进行推广， 保障各研发实验人员的人身安全及财产安全。常见的分散式单点供气模式存在较大的风险和安全隐患，通过论证集中供气模式的通用性和实用性，分析如何从分散式单点供气模式向集中供气模式转变，从而降低涉气实验室风险，提升气体供应安全水平。
3. 集中供气方案
3.1 集中供气改造案例
     2019年，某科研院所实验室进行了气体安全改造，将实验室内分散式单点供气模式改为集中供气模式。对原有供气间供气系统进行升级改造，增加气体盘面、气体管道、调压设备、通风设备及监控设施，已有部分气路管线改造并新增集中气路管线排布。新增设备信号纳入已有控制保护监测系统， 一层的实验室新增事故排风系统;实验室及供气间周边室外泄爆区域的普通灯、监控设备更换为防爆灯、防爆监控等;可燃气体供气间、惰性供气间、实验室等涉及气体区域新增监控、 监控仪表设备、并将信号(包含监控信号、气体浓度监测信号、事故报警信号等)传输至监控室，实现24小时监控。 图 1、 图2 分别为单点供气模式和集中供气模式。

图1

图2

3.2 集中供气方案设计时应采取的安全设施
(1)建筑安全。气体站有条件的应建在室外，如果与实验室在同一大楼内， 则气瓶间的位置要尽量位于人流较少且独立的房间，与实验室之间采用防爆墙分隔， 同时设置泄压设施。可燃气体气体站/气瓶间地面应做到平整、耐磨、不发火花;气瓶间应设置温湿度计。气体站内应根据气体性质分别存放，如易燃易爆气体与助燃气体分开存放， 毒性气体单独存放，相互间可能反应的气体应分开放置; 应分区存放实瓶与空瓶，并加注标识，严禁混存。供气间应在保护范围内设置消火栓， 配备水带和水枪，并应根据需要配备干粉、二氧化碳等轻便灭火器材或氮气、蒸汽灭火系统。
(2)管线及阀门。有可燃性、爆炸危险性、毒性及腐蚀性介质的管道， 应采用地上敷设;不应穿越与其无关的建筑物、构筑物;不得穿过生活间、办公室、配电室、仪表室、楼梯间和其他不使用气体的房间，不宜穿过吊顶、技术(夹)层;穿过墙壁或楼板时应敷设在套管内，套管内管段不应有焊缝，穿越孔洞用阻燃材料封堵。气体管道入口总管上应设切断阀门压力表，分支管上宜设隔离阀门;各使用实验室内气体管道进入处宜设置切断阀。气瓶、管路、 阀门和接头应固定，不得松动位移、根据管线、设备及附件的操作温度、压力、接触介质腐蚀性、冲击、承重等程度不同，严格按规范进行材质和密封材料选择，并留有一定的腐蚀裕度。氢气管道的管材设计采用无缝钢管，阀门均采用球阀、截止阀、尽量减少不必要的连接点，防止可燃物泄漏。在钢瓶出口管线上安装安全阀、止回阀使之安全可靠。在汇流排出口设有双阀，保证了某一部分发生事故时能彻底切断;进、出实验室的可燃气体管道，在边界处设置双阀。为保证装置开停工及检修的需要，在有关管道上设置固定式或半固定式吹扫接头。公用工程管线， 如氮气管线与工艺管线相连时，按需安装三阀组、 止回阀或“8”字盲板” 防止物料互窜引起爆炸。确保施工质量，开工前做压力实验，确保设备、管线密封完好。
(3)防火、防爆设施。爆炸危险场所的电气设备，包括照明灯具、配电箱、电动机及操作柱等均采用隔爆型; 电气系统宜设置短路、过载保护装置，便于迅速切断电源，防止事故扩大。
(4) 防雷、防静电设施。防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置， 其接地电阻不应大于 4Ω。介质中含有可燃气体的设备、管道和法兰等设有良好的静电跨接措施。
(5)泄漏检测报警及通风设施。在可能有烃类、氢气、一氧化碳等可燃、有毒气体产生泄漏或有可能积聚的区域按规范GB50493-2019要求设置可燃、有毒气体检测器。
3.3 集中供气站安全运行管理措施
     集中供气系统投入使用后，应建立行之有效的管理和维护流程，制订集中供气设备操作、维护、保养规程，包括气体钢瓶、调压装置、自动切换装置等操作指南及注意事项， 为保证集中供气系统的高效稳定运行。
(1)完善规章制度，加强安全教育培训。从气体钢瓶的采购、搬运、存放、使用和废旧瓶处理等几个环节制定健全的规章制度;制定实验技术人员岗位安全职责，并针对性进行使用操作培训。
(2)做好设备设施的维护、保养，定期检测，确保安全运行。气体站防雷装置应当每年检测一次，爆炸和火灾危险环境场所的防雷装置应当每半年检测一次;钢瓶及其安全附件均应定期检验， 定期对集中供气系统的汇流排、减压阀、调节阀、止回阀等附件进行检验或校准。
(3)制订切实可行的事故应急预案，配备适量的防护眼镜、空气呼吸器等应急器材， 定期进行应急演练， 加强应急处置能力。
4 .集中供气模式预期效果
     通过改造案例论证可知， 涉气实验室从分散式单点供气模式向集中供气模式转变是一种必然的趋势，针对不同类型的涉气实验室，应采用与其相适用的集中供气模式。新建实验楼时，对使用少量惰性气体且用气点位分散的实验室， 可在用气实验室门外设置小面积的集中供气气瓶间，惰性气体由管道输送至实验室内使用点，对于易燃易爆、有毒等气体，则气瓶间应尽量建在室外，如果与实验室在同一大楼内，则气瓶间的位置要尽量位于人流较少且独立的房间，与实验室之间采用防爆墙分隔。实验室集中供气系统通过采用品质合格的集中供气设备，辅以规范、严格的管理措施， 是减少实验室危险源、降低风险程度最具操作性措施，可快速达到提升实验室本质安全水平的效果。