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要保持标准气体、混合气体中的组分含量较长时间内基本不变,包装容器材质的选择以及包装容器内壁的处理技术,就显得极为重要。
高压钢瓶是混合气、标准校正气常用的包装容器之一。一般来说,引起钢瓶内气体组分含量变化,主要有以下原因:气体组分与钢瓶内壁材质发生化学反应;气体组分被钢瓶内壁吸附;气体组分与钢瓶内残存的水汽发生反应或被水分溶解吸收;钢瓶内壁吸附杂质组分气体脱附等。正由于上述原因,在钢瓶充装标准混合气之前,必须进行严格的钢瓶内壁处理。常用的处理方法有:钢瓶内壁抛光处理;钢瓶内壁电镀处理(如镀锌、镍、铬、铜、金等);钢瓶内壁磷化处理;钢瓶内壁化学涂层处理等。
钢瓶内壁处理的新方法不断问世,如日本***报道,钢瓶内壁在酸洗抽空后,高纯氮气生产厂家,充入氧气或含氧气体,使钢瓶内壁形成一层稳定的氧化覆盖膜。该法处理后的钢瓶,用来充装低含量的标准的标准校正气体,可使标准校正气保持长期稳定。再如日本氧气公司研究出了“T”和“TO”内壁特殊处理技术,同样适合于充装低含量的标准校正气体。近年来,国内研究和开发了气瓶内壁特殊处理技术,如钢瓶内壁表面涂敷有机涂层(如氟树脂等),具有内表面光洁、憎水、耐腐蚀等优点,它对于保持低含量的标准校正气体的稳定性来讲,开辟了一条新的途径。
为了减少气体组分与容器内壁发生反应和吸附作用,钢瓶材质的选择也极为重要。通过对不同材质(如碳钢、铝合金和不锈钢等)钢瓶贮装标准校正气体的稳定性考查实验表明,采用铝合金钢瓶贮装标准气体较好。
1、深冷空分制氮,即把压缩空气液化,通入分馏塔,然后利用氧气、氮气的沸点不同,分离出氮气(纯度基本固定在99.9995%)和富氧(35%的氧气+氮气)。深冷分离是成熟的工艺,高纯氮气批发,一般适合于大型空分,且由于启动时间在2个小时以上,启动成本高,所以对用气连续性要求很高。适合大型用氮,纯度要求高,用气连续波动少的用户。
2、膜分离制氮,即通过膜对氮气、氧气通过的选择性不同制氮的。氮气纯度一般95%左右,膜分离制氮技术还不是很成熟,市场应用不多。
3、变压吸附制氮(PSA),即利用分子筛不同压力下对氮气、氧气的吸附率不同而制氮的。这也是适合小型制氮的技术。经济制氮的纯度范围可以在99~99.9%。
氮气切割在实际生产中的用处:
铝、黄铜铝、黄铜对激光有着高反射率、低吸收率,要求高功率来熔化材料。而且要配备反射吸收装置,使不平线性波不反射回透镜,来保护激光器的安全。要求氮气切割。铝的熔点较低3mm厚以下的可用氧气切割,江苏高纯氮气,但质量很差,断面而且毛刺坚硬。使用氮气切割断面光滑4mm厚以下能够获得没有获得毛刺的效果。铝粘性大加上的热传导性,熔化物可能没来得及吹走就已经冷却了,所以容易出现毛刺。通过调整焦点,升高气压,降低速度来降低表面粗糙度值,以保证毛刺可轻易清除。
刻蚀刻蚀是一种特殊切割,高纯氮气价格,能量只有基本功率的5%。它仅对材料表面发生作用,主要用来刻蚀标记。氧气刻蚀温度高度,有时表面出现焊渣。集中刻蚀还会因热量集中而损伤零件表面。氮气刻蚀光亮且不损伤表面,可用来刻蚀要求较高的说明文字。氧气切割厚度大、成本低,主要应用于碳钢。氮气的冷却、保护作用提高了切割质量,并且在不锈钢、铝、黄铜的切割中取得良好效果,解决了许多加工难题。