一、干燥加热用热源

气瓶在抽真空之前，须先经加热干燥再进行抽真空，或边干燥边抽真空。干燥的热源大致有三种，即煤气、电以及蒸汽，无论哪种热源加热，保温箱的工作温度须保持110℃~120℃为宜。

1、煤气红外线加热：利用煤气热能通过红外线热能辐射，将气瓶加热到工作需要温度。

2、电加热：保温箱内安装电加热管，将气瓶烘烤至工作需要温度。

3、蒸汽加热：利用压力饱和蒸汽（0.3Mpa~0.4Mpa）通过散热器（气片或散热管）形式，通过蒸汽传递，将气瓶加热到工作需要温度。

上述三种热源加热方法，只要能保证工作所需温度，就能得到干燥的同样效果。至于经济能耗、操作条件及设备工艺流程等方面，要根据各厂具体情况而选择。

二、干燥的目的和方式

1、气瓶干燥的目的：是将气瓶送到保温箱里通过热源进行加热，保温箱内保持110℃~120℃，使瓶内水分加热蒸发，再经真空泵抽出瓶内水蒸汽，从而达到气瓶充装前的真空度。

2、气瓶干燥的方式：

a、全封闭加热干燥：将气瓶送到保温箱里，气瓶全部进行加热；箱内保持工作需要温度，进行加热和抽真空处理，特别是容积较小、纯度要求较高的气瓶最好使用全封闭加热。

b、半封闭加热干燥：将气瓶送到保温箱里，1/4露出箱外，3/4留在箱里进行加热（瓶立、卧均可）瓶阀接入真空管进行抽真空处理，保温箱温度保持在110℃~120℃。对于要求在4N以上纯度的气瓶用半封闭加热。

3、气瓶干燥抽真空的操作步骤：

a、将瓶阀卸掉，垂直倒立恐怕12h~24h，瓶内的积水及杂质尽量排除干净。

b、将瓶阀拧好，卸掉橡胶圈，送到保温箱一次摆好，瓶阀接入抽真空管拧紧，箱门、箱盖封好。

c、缓慢通入热源，控制保温箱里的温度保持在110℃~120℃，然后，启动真空泵（按真空泵操作规程进行操作）。

d、真空泵正常运行后，用火花塞检测仪测试玻璃管变色情况，根据真空泵运行时间及玻璃管变色情况，可判断瓶内抽真空度情况。玻璃管内的颜色由紫红色、粉红色、浅红色、直到合格时的乳白色。

e、一般情况下，真空泵运行2h，就能达到真空度。这时，停止供热源，再继续抽真空1h~2h（保温箱门打开，气瓶自然降温至环境温度），停止抽真空。

f、气瓶停止抽真空降温后，立即往瓶内充回填气0.2Mpa，关闭瓶阀。

g、处理后的气瓶充气后，经化验，含水分不超过10ppm。如果真空泵效率高，可再加一台扩散泵，处理好的气瓶水分含量可达到2ppm~3ppm。

4、气瓶干燥抽真空工作中，发现的问题及处理：

a、新瓶或水压试验后的气瓶，干燥前须控水，控水前好先卸掉瓶阀垂直倒立12h~24h，这种方法效果很好。如果仅打开瓶阀而不卸下，因瓶内有死角积存水滴，将影响抽真空效果。试验证明，打开瓶阀要比卸下瓶阀的方法多含水分5ppm~10ppm。

b、气瓶加热前，将橡胶圈卸掉，防止干燥时，橡胶圈受高温烘烤而造成老化变形，从而缩短其使用寿命。

c、气瓶送入保温箱加热后，应启动真空泵，边加热边抽真空。若不运行真空泵，可打开瓶阀，不接真空管，使瓶内水蒸汽自然排放。

d、操作时应主要：在真空泵启动正常后，须打开入口阀；停泵前，先关闭入口阀再停泵，防止真空泵喷油或往管内串油。

e、真空泵排气管要接到室外，避免泵喷油或油气（烟）排放室内，造成污染。

f、抽真空系统不许泄露，要用干燥气体（0.2Mpa~0.3Mpa无油脂气体）进行气密性试压，泄漏率不超过5%即为合格。不要用负压做气密性试压。

g、当气瓶加热、真空泵还未投入运行时，通常总管压力还会上升。这时因为。加热前，瓶内充满常温气体和少量水分，经加热后，温度升至120℃，瓶内气体温度随之升高，少量积水蒸发为水蒸气，促使总管压力上升。

h、气瓶干燥温度保持在110℃~120℃范围内，不易过高或过低。否则，低于100℃，瓶内水分不易蒸发；高于120℃，易使瓶阀聚四氟乙烯或胶圈老化而影响密封性能。

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1.特种气体　(Specialty gases) ：指那些在特定领域中应用的, 对气体有要求的纯气、高纯气或由高纯单质气体配制的二元或多元混合气。特种气体门类繁多, 通常可区分为电子气体、标准气、环保气、焊接气等, 广泛用于电子、电力、石油化工、采矿、钢铁、有色金属冶炼、热力工程、生化、环境监测、医学研究及诊断、食品保鲜等领域。

气体产品大至可以分为两大类别，即一般工业气体和特种气体。一般工业气体是指经过空气分离设备制造的普通级的氧气和氮气、经过焦炉气分离或电解等方法制造出来的普通纯度的其它种类气体。工业气体一般要求生产量大，但对气体的纯度要求不高。特种气体则是用途有别于一般气体的气体。它在纯度、品种、性能等方面都是严格按照规格进行生产和使用的。特种气体因种类　很多，又可以分为三类，即高纯气体、标准气体和电子特种气体。

1、高纯气体　

高纯气体通常指利用现代提纯技术能制取的某个纯度等级的气体，纯度等级可以不同。

2、一般混合气体

由两种以上气体混台配制而成的气体，而且主要标出大致浓度，即可满足使用要求，这种气体称为一般混合气体。　

对气体分析仪用气体，如含氢10%，其余是氩的混合气以及舍甲烷5%或10%，其余是氩的混合气，被用作气相色谱仪的载气；含氢40%，其余是氮的混合气被用作氢火焰总烃检铡仪的燃料气。另外，含氧20%～60%　，其余是氩的混合气被用来发生化学荧光分析仪用的臭氧。

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一、高纯气体供应系统目前主要有三种形式

1. 现场制气，管道输送供气；

2.外购液态气体，气化后管道输送供气；

3.外购气体钢瓶，用气体钢瓶(组)供气。某个工程，采用何种方式 ，主要根据工厂的生产规模及气体耗量、用气质量，以及工厂所在城市或区域的气体市场供应等因素经过技术经济比较后确定。

高纯气体管道安全阀

安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用，注安全阀必须经过压力试验才能使用。

高纯气体管道阀门连接

高纯气体管道与阀门等附件连接应采用密封不易泄漏的专用接头予以连接，常用的接头方式有两种：分别为VCR(Vacuum Coupling Retainer)和SWG(Swaglok)，VCR采用优良的金属垫，利用纵向压力压紧，因此泄漏率极低，约为10～9A cc/s，且耐压较高，常用于气体杂质含量1.0×10-9级的高纯气输送系统，而SWG则不如VCR，耐压较低，基本上这两种接头方式的安全性足可代替焊接的方式。

高纯气体管路连接

法兰连接

管道与设备、管道与阀门的连接，在一些要求不高的气体管道可以采用法兰连接，垫片使用软金属垫片或聚四氟乙烯垫片。 由于石棉会产生粉尘而橡胶的透气性大和吸水性强而且容易老化， 所以不采用石棉垫片或橡胶整片。

气体管路连接

表面密封连接件连接

法兰连接时气体和密封材料接 触面大 ，表面磨损也较大， 所以对于高纯气体管道不采用法兰连接。大多采用表面密封连接件，绝大多数采用 V CR 密封件形式。V C R 连接方式气体不接触 密封材料， 流通表面几乎没有磨损 ，它是纵 向压力进行压紧，选用质量优 良的金属垫 ，便可以做到很好的密封不泄露、污染少 ，因此得到广泛采用。 选用时做到连接件材料与主管材料一致 ，内表面光洁等级一致。

螺纹连接

螺纹连接对大宗气体，且纯度要求不高的气体管道，当采用镀锌钢管时 ，采用螺纹连接。 螺纹连接的密封材 料采用聚四氟乙烯密封带 ，不得采用传统的油麻。密封带缠绕要得当。不能缠绕的太厚、过长，缠绕太厚或缠绕过多超出管螺纹端头坡 口的话，在螺纹旋紧时，密封带会被丝咬切下，落人管道内形成较大的污染物，因此端口螺纹从坡口始，留出2- 3 个凸牙不缠绕密封带是必要的。

焊接连接管道焊接连接，可以采用对接焊 、承插焊或套管式接。

对接焊

对于要求纯度很高的管道，采用内壁无瘢痕的对接焊 。高纯氩气保护焊。

承插焊

对于纯度要求相对低一些的管道可以采用承插焊或套管焊，承插焊由于气体残留空间比较大 。

套管焊接

吹净比较困难 ，现在比较多的采用套管焊接。 套管焊接应使套管和主管具有同等材料和内表面等级， 结合部的间隙不能过大，重叠部分也不宜过长，较为合适的重叠长度在 5m m 内。 套管内管加工时，应使主管过盈 ，这样主管被套管紧紧包裹后施焊，焊渣不会落人管内。而且气体死空间也小，容易吹净 。

高纯气体供应系统

使用的气瓶和备用气瓶之间有一个半自动调节阀来控制。所有气体管路都是高质量的、完全退火、无缝不锈钢SS-316L。所有氧气管路都需完全清理干净，使其适合氧气使用。气体管路需要有安全压力释放阀门、压力调节阀门、压力表来指示气体压力。

气体产品种类繁多，大致可以分为一般工业气体和特种气体两大类。一般工业气体产销量大，但对纯度要求不高。特种气体产销量虽小，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度或组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求，属于高技术，高附加值产品。通常，可以将特种气体分为三类，即高纯或超高纯气体、标准校正气体和具有特定组成的混合气体。气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。

因为气体产品的应用覆盖面大，一般将气体的生产和供应与供电、供水一样，作为工业投资环境的基础设施，被视为国民经济“命脉”而列为公用事业行业。

随着我国国民经济的快速发展，气体产品应用范围不断扩大，用量不断增加，新产品不断推出，纯度不断提高，市场需求不断扩大，产值增长速度远远超过同期国民经济总值的增长速度，达到年12%的增长率。全国气体产品市场年销售额约为 400亿元。虽然气体工业总产值在国民经济生产总值中所占的比例不算大，但它对当前飞速发展的微电子、航空航天、生物工程、新型材料、精密冶金、环境科学等高新技术部门有重要影响，是这些部门不可缺少的原材料气或工艺气。正是由于各种新兴工业部门和现代科学技术的需要和推动，气体工业产品才在品种，质量和数量等方面取得令人瞩目的飞跃发展。

在过去的三年中，对工业气体流量计的检定要求大大增加。主要体现在以下三个方面：

1、用天然气进行的高压气体流量计的检定不仅仅限于涡轮气体流量计，而且还有孔板式、文丘里管式及涡流挡板式流量计。

2、对小型流量计的低气体流量(小于3.5m3/h)检定，诸如热质量流量计、质量流量控制器、医疗卫生设备用的可变面积仪表和检测器。

3、除用空气或天然气之外的气体的检定及在不同操作条件(不同压力或不同气体)下的检定湿度传感器探头,不锈钢电热管,PT100传感器,流体电磁阀,铸铝加热器,加热圈。

毫无疑问，在操作条件下进行校准是校准的最佳方式，然而，并不是总能用理想的流体进行校准。对于气体流量计，大多数检测装置都采用空气进行校准，有时有压力，多数情况下是在常压条件下检定。

本文所述的高压检测装置是在有压力条件下采用天然气进行检定的，这对于那些将流量计用于天然气计量站的公司具有很大的优势。对于采用乙烯作为检定流体的气体流量计的校准，可采用DSM和Shell的检测装置，由荷兰计量院对这些校准进行鉴定。

在Dordrecht的低流量检测装置上，可采用各种各样气体进行校准。对测量蒸汽、氮气、二氧化碳、氢气等的气体流量计的校准要求在不断增加。由于采用这些气体进行大规模校准的设施并不多，因此采用另一种流体进行校准几乎是唯一的选择，且在许多情况下是一种合理的、可替代的选择。如果流动条件可以估算出来，那么就可以在与操作条件不同的条件下对流量计进行校准，估算流动条件所采用的参数通常为关于该流量计入口直径的雷诺数。

首先，将操作条件范围转换为雷诺数范围。

其次，所选定的校准设备要符合所规定的雷诺数范围。

然后，在不同的压力条件下或采用不同的气体进行校准。根据雷诺数绘制气体流量计的误差或流出系数的曲线图。然后检查该流量计的曲线是否与雷诺数的重叠范围相一致。如果一致，则采用内插法从校准曲线推知操作条件的误差曲线。如果曲线图不吻合，就必须断定出是被检测流量计出故障还是该雷诺数不是被检测流量计适当的检定系数。

该方法通常称之为雷诺内插法，可能适用于诸如涡轮流量计、孔板及喷嘴之类的流量计，这些流量计在流量的雷诺数和流量计误差或流出系数之间已形成了相关性。在一定精度等级范围内，标准差压流量计的雷诺特性是众所周知的。

同样，某些种类的涡轮气体流量计的特性也是已知的。在某些情况下，有必要在进行最终校准之前先进行几次测试以鉴定该流量计的运行情况是否符合雷诺定标系数。

将来，还需要做一些工作来鉴定涡流挡板流量计的性能，并确定高压气体情况下超声波流量计和互补式流量计的性能。考虑到压力范围不同及所采用的气体类型的差异，作业线路条件可以不同于现有的校准条件。对于这些情况，可采用所谓的雷诺插值方法。

这种方法可适用于流量雷诺数和仪表误差或排放系数之间已建立了相关性的流量计。

在不锈钢熔炼制材过程中，每吨可吸收大约200g的气体。不锈钢材加工完毕，不仅其表面粘有各种污染物，而且在其金属晶格内也吸留有定量的气体。当管路中有气流通过时，金属所吸留的这部分气体会重新进入气流中，污染纯净气体。当管内气流为不连续流动时，管材对所通过的气体形成压力下吸附，气流停止通过时，管材所吸附的气体又形成降压解析，而解析的气体同样作为杂质进入管内纯净气体中。同时，吸附、解析周而复始，使得管材内表面金属也会产生的粉末，这种金属粉尘粒子同样污染管内纯净的气体。管材的这一特性至关重要，为了确保输送的气体的纯净度，不仅要求管材内表面有一个光滑度，而且，应当具有很高的特性。

腐蚀性能较强的气体时，须选用耐腐蚀的不锈钢管材作配管，否则，管材将会由于腐蚀而在内表面产生腐蚀斑，严重时会出现大片金属剥离甚至穿孔，从而污染输配的纯净气体。

大流量的高纯、高洁净度气体输配管道的连接，原则上全部采用焊接，要求采用的管材，在施焊时组织不发生变化。含碳过高的材料在焊接时，受焊接部位的透气，使得管内外气体的相互渗透，破坏输送气体的纯度、干燥度和洁净度，导致我们的各项努力全部失去意义。

综上所述，对于高纯气体及特种气体输送管道，必需采用一种特种处理的高纯不锈钢管，至使高纯管道系统（包含管道、管件、阀门、VMB、VMP）在高纯气体配送中占有至关重要的使命。

气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。气体的应用，特别对这些领域的高新技术有重要的影响，是其不可缺少的原料气或工艺气。也只有各种新兴工业部门和现代科学技术的需要和推动，气体工业产品才能在品种、质量和数量等方面得到飞跃发展。

气体在微电子、半导体行业中应用

气体的使用在半导体制程中一直扮演着重要的角色，特别是半导体制程目前已被广泛的应用于各项产业，凡举传统的ULSI、TFT-LCD到现在的微机电(MEMS)产业，皆以所谓的半导体制程为产品的制造流程，其中的制程包括如干蚀刻、氧化、离子布植、薄膜沉积等皆使用到相当多的气体，而气体的纯度则对组件性能、产品良率有着决定性的影响，气体供应的则关乎人员的健康与工厂运作。

电子行业中常见气体的分类：

普通气体，也称大宗气体（Bulk gas ）：氢气（H2）、氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（A2）等

特种气体（Specialty gas ）主要有 SiH4 PH3B2H6 A8H3 CL HCL CF4 NH3 POCL3 SIH2CL2 SIHCL3 NH3 BCL3 SIF4 CLF3 CO C2F6 N2O F2HF HBR SF6……等等

特殊气体的种类一般可分为腐蚀性、毒性、可燃性、助燃性、惰性等，一般常用的半导体气体分类如下：

(一)、腐蚀性 / 毒性：HCl 、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、 BCl3 …等

(二)、可燃性：H2、 CH4、 SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…等

(三)、助燃性：O2、Cl2、N2O、NF3…等

(四)、惰性：N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr、He…等

半导体气体很多是对人体有害。特别是其中有些气体如SiH4的自燃性，只要一泄漏就会与空气中的氧气起剧烈反应，开始燃烧；还有AsH3的剧毒性，任何些微的泄漏都可能造成人员生命的危害，也就是因为这些显而易见的危险，所以对于系统设计性的要求就特别高。

a、新瓶或水压试验后的气瓶，干燥前须控水，控水前先卸掉瓶阀垂直倒立12h~24h，这种方法效果很好。如果仅打开瓶阀而不卸下，因瓶内有死角积存水滴，将影响抽真空效果。试验证明，打开瓶阀要比卸下瓶阀的方法多含水分5ppm~10ppm。

b、气瓶加热前，将橡胶圈卸掉，防止干燥时，橡胶圈受高温烘烤而造成老化变形，从而缩短其使用寿命。

c、气瓶送入保温箱加热后，应启动真空泵，边加热边抽真空。若不运行真空泵，可打开瓶阀，不接真空管，使瓶内水蒸汽自然排放。

d、操作时应主要：在真空泵启动正常后，须打开入口阀；停泵前，先关闭入口阀再停泵，防止真空泵喷油或往管内串油。

e、真空泵排气管要接到室外，避免泵喷油或油气（烟）排放室内，造成污染。

f、抽真空系统不许泄露，要用干燥气体（0.2Mpa~0.3Mpa无油脂气体）进行气密性试压，泄漏率不超过5%即为合格。不要用负压做气密性试压。

g、当气瓶加热、真空泵还未投入运行时，通常总管压力还会上升。这时因为。加热前，瓶内充满常温气体和少量水分，经加热后，温度升至120℃，瓶内气体温度随之升高，少量积水蒸发为水蒸气，促使总管压力上升。

h、气瓶干燥温度保持在110℃~120℃范围内，不易过高或过低。否则，低于100℃，瓶内水分不易蒸发；高于120℃，易使瓶阀聚四氟乙烯或胶圈老化而影响密封性能。

i、气瓶不能在高温时，充回填气或关瓶阀，以防气瓶降温后压力下降，若在高温下关瓶阀而损坏阀垫。

气瓶在抽真空之前，须先经加热干燥再进行抽真空，或边干燥边抽真空。干燥的热源大致有三种，即煤气、电以及蒸汽，无论哪种热源加热，保温箱的工作温度须保持110℃~120℃为宜。

1、煤气红外线加热：利用煤气热能通过红外线热能辐射，将气瓶加热到工作需要温度。

2、电加热：保温箱内安装电加热管，将气瓶烘烤至工作需要温度。

3、蒸汽加热：利用压力饱和蒸汽（0.3Mpa~0.4Mpa）通过散热器（气片或散热管）形式，通过蒸汽传递，将气瓶加热到工作需要温度。

上述三种热源加热方法，只要能保证工作所需温度，就能得到干燥的同样效果。至于经济能耗、操作条件及设备工艺流程等方面，要根据各厂具体情况而选择。

二、干燥的目的和方式

1、气瓶干燥的目的：是将气瓶送到保温箱里通过热源进行加热，保温箱内保持110℃~120℃，使瓶内水分加热蒸发，再经真空泵抽出瓶内水蒸汽，从而达到气瓶充装前的真空度。

2、气瓶干燥的方式：

 a、全封闭加热干燥：将气瓶送到保温箱里，气瓶全部进行加热；箱内保持工作需要温度，进行加热和抽真空处理，特别是容积较小、纯度要求较高的气瓶使用全封闭加热。

b、半封闭加热干燥：将气瓶送到保温箱里，1/4露出箱外，3/4留在箱里进行加热（瓶立、卧均可）瓶阀接入真空管进行抽真空处理，保温箱温度保持在110℃~120℃。对于要求在4N以上纯度的气瓶用半封闭加热。

3、气瓶干燥抽真空的操作步骤：

a、将瓶阀卸掉，垂直倒立恐怕12h~24h，瓶内的积水及杂质尽量排除干净。

b、将瓶阀拧好，卸掉橡胶圈，送到保温箱一次摆好，瓶阀接入抽真空管拧紧，箱门、箱盖封好。

c、缓慢通入热源，控制保温箱里的温度保持在110℃~120℃，然后，启动真空泵（按真空泵操作规程进行操作）。

d、真空泵正常运行后，用火花塞检测仪测试玻璃管变色情况，根据真空泵运行时间及玻璃管变色情况，可判断瓶内抽真空度情况。玻璃管内的颜色由紫红色、粉红色、浅红色、直到合格时的乳白色。

e、一般情况下，真空泵运行2h，就能达到真空度。这时，停止供热源，再继续抽真空1h~2h（保温箱门打开，气瓶自然降温至环境温度），停止抽真空。

f、气瓶停止抽真空降温后，立即往瓶内充回填气0.2Mpa，关闭瓶阀。

g、处理后的气瓶充气后，经化验，含水分不超过10ppm。如果真空泵效率高，可再加一台扩散泵，处理好的气瓶水分含量可达到2ppm~3ppm。