在幾乎任何實(shí)驗(yàn)室或研究和科學(xué)設(shè)施中，都有許多設(shè)備、儀器或過(guò)程需要?dú)怏w來(lái)運(yùn)行儀器或過(guò)程或校準(zhǔn)設(shè)備。位于實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的氣瓶可能存在重大危險(xiǎn)，它們占用的空間可以更好地用于其他更合適的用途。設(shè)計(jì)、尺寸和位置適當(dāng)?shù)臍怏w輸送系統(tǒng)可以提高實(shí)驗(yàn)室的安全性。此外，關(guān)注高純度要求——純度、相容性、流動(dòng)性、結(jié)構(gòu)材料等——對(duì)于安全性、性能和成本效益至關(guān)重要。

有許多適用于氣體及其輸送系統(tǒng)的儲(chǔ)存、使用和安裝的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。本文無(wú)意詳述所有內(nèi)容，但會(huì)參考這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的部分內(nèi)容，因?yàn)樗鼈冞m用于氣體儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)的一般原則。

氣體需求審計(jì)

正確設(shè)計(jì)任何氣體裝置的第一步，無(wú)論是用于新設(shè)施還是改造設(shè)施，都是對(duì)每個(gè)地點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)室所需的氣體進(jìn)行審計(jì)或調(diào)查。確定每臺(tái)儀器需要哪些氣體、它們的純度水平、所需的輸送壓力和峰值流量需求對(duì)于確定從所需的管道尺寸到所需的存儲(chǔ)區(qū)域甚至氣體的模式或來(lái)源等一切都至關(guān)重要可能會(huì)提供。高估壓力或流量要求會(huì)導(dǎo)致更高的安裝成本和減少的氣體節(jié)省，因?yàn)闅埩粼阡撈恐械膬?nèi)容物或更高的不需要的鋼瓶月租費(fèi)。然而，低估可能會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵儀器或系統(tǒng)的氣體供應(yīng)效率低下，從而影響其使用或操作。

假如可以確定該區(qū)域每種氣體的總需求量，并且當(dāng)作為一個(gè)整體進(jìn)行編譯時(shí)，將確定建筑物需求的范圍。然后可以將平均一周或一個(gè)月的操作所需的每種氣體的總量與氣體供應(yīng)商提供的該氣體的可用選項(xiàng)進(jìn)行比較。雖然某些氣體或純度只能在高壓鋼瓶中供應(yīng)，例如用于氣相色譜儀的純度為 99.999% 的氦氣，但其他氣體（例如用于電感耦合等離子體分析儀的具有相同純度的氬氣）可以在高壓鋼瓶中供應(yīng)高壓鋼瓶或低溫液體鋼瓶，其體積相當(dāng)于多達(dá) 18 個(gè)高壓鋼瓶。為實(shí)驗(yàn)室提供不少于一周平均使用量所需的氣瓶總數(shù)將是連接作為主要供應(yīng)的理想氣瓶數(shù)量，連接相同數(shù)量的氣瓶作為備用供應(yīng)和額外數(shù)量的氣瓶作為備用。這將有助于確定氣體輸送系統(tǒng)和氣瓶存儲(chǔ)區(qū)域所需的空間和位置。 

選擇合適的氣體輸送系統(tǒng)

對(duì)于幾乎所有實(shí)驗(yàn)室氣體，保持氣體純度是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。為此，必須考慮結(jié)構(gòu)材料的選擇及其與特定氣體的相容性及其純度水平。材料與特定氣體兼容是不夠的，設(shè)計(jì)確保并保持氣體的純度是不夠的。從入口到出口，與鍛造部件相比，系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)有棒材黃銅或 316L 不銹鋼部件。任何隔膜都應(yīng)由 316L 不銹鋼制成，隔膜密封件應(yīng)采用金屬對(duì)金屬設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)應(yīng)具有 1 × 10–8標(biāo)準(zhǔn)厘米3 /秒氦氣的最小泄漏完整性，這相當(dāng)于 3.1 年內(nèi)逸出或進(jìn)入的立方厘米體積。這不僅可以確保氣體不會(huì)從系統(tǒng)中泄漏出來(lái)，而且還可以防止雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)并損害氣體的純度。對(duì)于系統(tǒng)的入口，入口連接應(yīng)該在氣缸連接中有逆流止回閥，這樣一旦系統(tǒng)投入使用，可能進(jìn)入的任何環(huán)境空氣量都被限制在非常小的量。 

氣體輸送系統(tǒng)應(yīng)能夠輸送如上所述的最大所需壓力和流量以及氣體審計(jì)確定的信息。盡管還有許多其他方面必須考慮，但主要關(guān)注的領(lǐng)域是實(shí)驗(yàn)室外的儲(chǔ)氣區(qū)在哪里、需要多少氣體以及如何將氣體輸送到最終使用點(diǎn)。遵循這些指南的用戶(hù)可以很好地選擇安全且具有成本效益的氣體輸送系統(tǒng)。