一种氩保气集装格的改进与研究

孙 林，刘志军，喻占星，吴 林，尹玲玲

(苏州金宏气体股份有限公司，江苏苏州 215152)

随着我国工业化的迅猛发展，气体行业更是突飞猛进。石化、电子、钢铁等行业对混合气体的需求量大大增加，同时对气体质量也提出了更高的要求。面对如此形势，市场竞争越发激烈，所以要在本行业立足，拥有较高的品质保证是十分重要的。

氩保气即氩气与二氧化碳两种纯组分气体按照不同比例混合的统称。常规的比例(Ar:CO2)有:82:18、92:8等。该类型气体主要应用于焊接行业，焊接时该类焊接混合气体［1］既是焊接区的保护介质，也是产生电弧的气体介质。因此气体的特性不仅影响保护效果，也影响到电弧的引燃及焊接的稳定性。

集装格即由16只钢瓶通过汇流排装置组合到一个整体的装置(集中供气)。本文介绍的是将集装格中16只钢瓶，每只钢瓶内部安装一只表面具有均匀分布的气孔，且上端有外接螺纹与气瓶瓶阀相连接，以此将导管固定在气瓶内部的导管集装格制备混合气体的均匀性、稳定性研究。

1 实验部分

1.1 原料及装置

原料:纯氩(99.99%)、二氧化碳(99.9%);

装置:集装格A(16瓶/组，每只钢瓶不带导管)1组、集装格B(16瓶/组，每只钢瓶内部安装导管)1组;

辅助装置:充装泵、充装汇流排、真空泵、气相色谱仪。

1.2 配制方法

1.2.1 集装格处理

将集装格A与集装格B一同连接至充装汇流排上，使用真空泵对两只集装格进行抽真空置换处理:1.抽真空0.5 h后，关闭真空泵并立即向两只集装格中充入0.4 MPa纯氩;2.随后将集装格中的纯氩气体压力放至0.05 MPa;3.重复上述步骤1、2两次，最后将集装格抽至真空(0.5 h以上即可)。

1.2.2 配制过程

1.设计配制浓度比例为氩气:二氧化碳:82:18;

2.通过充装汇流排向两只集装格中充入二氧化碳，使二氧化碳压力为2.42 MPa(G);

3.通过上述步骤1后向两只集装格中充入纯氩，使两只集装格的压力为13.4 MPa(G);

4.通过上述步骤1、2后将两只集装格移至实验室待分析［2］。

2 结果与讨论

2.1 均匀性考察

表1 均匀性检验结果Table 1 Homogeneity test results

从表1可知:集装格A钢瓶内部未安装导管，在机械混匀前与机械混匀后，浓度值发生了巨大变化，表明不均匀;集装格B钢瓶内部安装了导管，在机械混匀前与机械混匀后浓度值保持不变，表明在制备后不经过机械混匀就已成为均匀物质。

2.2 浓度值随时间变化的稳定性考察

图1 浓度值随时间变化曲线Fig.1 Concentration curves

2.3 浓度值随压力变化的稳定性考察

从图2可知:集装格A钢瓶内部未安装导管，配制后立即对CO2浓度值随压力变化进行考察，每减少1 MPa浓度值上升一点，且压力放至4 MPa后，CO2含量上升至60%以上;集装格B钢瓶内部安装了导管，配制后立即对CO2浓度值随压力变化进行考察，浓度值一直处于稳定状态。结果表明:集装格内部安装导管后，配制的混合气随压力变化，浓度值处于稳定状态。

图2 浓度值随压力变化曲线Fig.2 Concentration curve changes with pressure

3 结论

采用钢瓶内部装有导管，且导管上具有均匀分布的气孔的氩保气集装格，通过均匀性考察、随时间变化的稳定性考察、随压力变化的稳定性考察，结果表明制备出的混合气质量达到设计水平，且能够满足客户使用。

［1］HG/T 3728—2004焊接用混合气体 氩－二氧化碳［S］.

［2］钱耆生.分析测试质量保证［M］.沈阳:辽宁大学出版社，2004.