一種氬保氣集裝格的改進與研究

孫 林，劉志軍，喻占星，吳 林，尹玲玲

(蘇州金宏氣體股份有限公司，江蘇蘇州 215152)

隨著我國工業化的迅猛發展，氣體行業更是突飛猛進。石化、電子、鋼鐵等行業對混合氣體的需求量大大增加，同時對氣體質量也提出了更高的要求。面對如此形勢，市場競爭越發激烈，所以要在本行業立足，擁有較高的品質保證是十分重要的。

氬保氣即氬氣與二氧化碳兩種純組分氣體按照不同比例混合的統稱。常規的比例(Ar:CO2)有:82:18、92:8等。該類型氣體主要應用于焊接行業，焊接時該類焊接混合氣體［1］既是焊接區的保護介質，也是產生電弧的氣體介質。因此氣體的特性不僅影響保護效果，也影響到電弧的引燃及焊接的穩定性。

集裝格即由16只鋼瓶通過匯流排裝置組合到一個整體的裝置(集中供氣)。本文介紹的是將集裝格中16只鋼瓶，每只鋼瓶內部安裝一只表面具有均勻分布的氣孔，且上端有外接螺紋與氣瓶瓶閥相連接，以此將導管固定在氣瓶內部的導管集裝格制備混合氣體的均勻性、穩定性研究。

1 實驗部分

1.1 原料及裝置

原料:純氬(99.99%)、二氧化碳(99.9%);

裝置:集裝格A(16瓶/組，每只鋼瓶不帶導管)1組、集裝格B(16瓶/組，每只鋼瓶內部安裝導管)1組;

輔助裝置:充裝泵、充裝匯流排、真空泵、氣相色譜儀。

1.2 配制方法

1.2.1 集裝格處理

將集裝格A與集裝格B一同連接至充裝匯流排上，使用真空泵對兩只集裝格進行抽真空置換處理:1.抽真空0.5 h后，關閉真空泵并立即向兩只集裝格中充入0.4 MPa純氬;2.隨后將集裝格中的純氬氣體壓力放至0.05 MPa;3.重復上述步驟1、2兩次，最后將集裝格抽至真空(0.5 h以上即可)。

1.2.2 配制過程

1.設計配制濃度比例為氬氣:二氧化碳:82:18;

2.通過充裝匯流排向兩只集裝格中充入二氧化碳，使二氧化碳壓力為2.42 MPa(G);

3.通過上述步驟1后向兩只集裝格中充入純氬，使兩只集裝格的壓力為13.4 MPa(G);

4.通過上述步驟1、2后將兩只集裝格移至實驗室待分析［2］。

2 結果與討論

2.1 均勻性考察

表1 均勻性檢驗結果Table 1 Homogeneity test results

從表1可知:集裝格A鋼瓶內部未安裝導管，在機械混勻前與機械混勻后，濃度值發生了巨大變化，表明不均勻;集裝格B鋼瓶內部安裝了導管，在機械混勻前與機械混勻后濃度值保持不變，表明在制備后不經過機械混勻就已成為均勻物質。

2.2 濃度值隨時間變化的穩定性考察

圖1 濃度值隨時間變化曲線Fig.1 Concentration curves

2.3 濃度值隨壓力變化的穩定性考察

從圖2可知:集裝格A鋼瓶內部未安裝導管，配制后立即對CO2濃度值隨壓力變化進行考察，每減少1 MPa濃度值上升一點，且壓力放至4 MPa后，CO2含量上升至60%以上;集裝格B鋼瓶內部安裝了導管，配制后立即對CO2濃度值隨壓力變化進行考察，濃度值一直處于穩定狀態。結果表明:集裝格內部安裝導管后，配制的混合氣隨壓力變化，濃度值處于穩定狀態。

圖2 濃度值隨壓力變化曲線Fig.2 Concentration curve changes with pressure

3 結論

采用鋼瓶內部裝有導管，且導管上具有均勻分布的氣孔的氬保氣集裝格，通過均勻性考察、隨時間變化的穩定性考察、隨壓力變化的穩定性考察，結果表明制備出的混合氣質量達到設計水平，且能夠滿足客戶使用。

［1］HG/T 3728—2004焊接用混合氣體 氬－二氧化碳［S］.

［2］錢耆生.分析測試質量保證［M］.沈陽:遼寧大學出版社，2004.