书 书 书犐犆犛 ７１ ． １００ ． ２０ 犌 ８６ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８５２３ — ２０２０ 混合气体的制备 　 压力法 犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀狅犳犵犪狊犿犻狓狋狌狉犲狊 — 犕犪狀狅犿犲狋狉犻犮犿犲狋犺狅犱 ２０２０  ０３  ０６ 发布 ２０２１  ０２  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出 。 本标准由全国气体标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２０６ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 大连大特气体有限公司 、 西南化工研究设计院有限公司 、 杭州新世纪混合气体有限公司 、 北京氦普北分气体工业有限公司 、 上海浦江特种气体有限公司 、 广东华特气体股份有限公司 、 福建久策气体集团有限公司 。 本标准主要起草人 ： 曲庆 、 周鹏云 、 张金波 、 赵俊秀 、 蔡体杰 、 廖恒易 、 李福芬 、 曹素英 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８５２３ — ２０２０ 混合气体的制备 　 压力法 １ 　 范围 本标准规定了用压力法制备混合气体的术语和定义 、 原理 、 策划 、 制备 、 检验 、 合格证 、 包装 、 充装 、 储运以及安全要求 。 本标准适用于瓶装混合气体的批量制备及集束装混合气体的制备 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ１９０ 　 危险货物包装标志 ＧＢ ／ Ｔ５０９９．１ 　 钢质无缝气瓶 　 第 １ 部分 ： 淬火后回火处理的抗拉强度小于 １１００ＭＰａ 的钢瓶 ＧＢ ／ Ｔ７１４４ 　 气瓶颜色标志 ＧＢ ／ Ｔ１１６４０ 　 铝合金无缝气瓶 ＧＢ ／ Ｔ１４０７０ — １９９３ 　 气体分析 　 校准用混合气体的制备 　 压力法 ＧＢ ／ Ｔ１４８５０ 　 气体分析 　 词汇 ＧＢ１５２５８ 　 化学品安全标签编写规定 ＧＢ１５３８３ 　 气瓶阀出气口连接型式和尺寸 ＧＢ１６８０４ 　 气瓶警示标签 ＧＢ ／ Ｔ３４５２５ 　 气瓶搬运 、 装卸 、 储存和使用安全规定 ＧＢ ／ Ｔ３４５２６ 　 混合气体气瓶充装规定 ＧＢ ／ Ｔ３４５２８ 　 气瓶集束装置充装规定 ＧＢ ／ Ｔ３８５２７ 　 校准混合气体技术通则 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ１４８５０ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 制备系统 　 狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲狉犿 由气体控制阀门 、 输送管线 、 密封件 、 压力测量设备和真空泵等构建而成的气体充装系统 。 ３ ． ２ 制备相对偏差 　 狉犲犾犪狋犻狏犲犱犲狏犻犪狋犻狅狀狅犳狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀 混合气体中某一组分含量的认定值与其目标值的差值占该目标值的百分比 。 注 ： ７．２ 中给出了制备相对偏差的计算公式 。 ３ ． ３ 制备允差 　 狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀狋狅犾犲狉犪狀犮犲 目标组分含量所允许的最大制备相对偏差 。 注 ： 制备允差通常由供需双方协商 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８５２３ — ２０２０ ３ ． ４ 批 　 犫犪狋犮犺 制备混合气体时 ， 一次充装过程制备的所有气体定义为一批 。 ４ 　 原理 依次将纯气体或已知组分含量的混合气体充入气瓶 ， 每次充气后 ， 根据充入组分前后的压力之差获得充入组分的压力 ， 按式 （ １ ） 计算组分的压力比浓度 。 狓 犻 ＝ 狆 犻 狆 ｍ …………………………（ １ ） 　　 式中 ： 狓 犻 ——— 组分 犻 的压力比浓度 ； 狆 犻 ——— 充入组分 犻 的压力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 狆 ｍ ——— 混合气体的压力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）。 对于理想气体 ， 组分的摩尔分数与压力比浓度相同 ， 对于真实气体 ， 混合气体中组分的摩尔分数按附录 Ａ 给出的方法进行计算 。 ５ 　 制备的策划 ５ ． １ 　 制备的可行性分析 ５ ． １ ． １ 　 安全考虑 对混合气体进行制备策划时应考虑如下安全因素 ： ——— 防止混合气体发生潜在的危险反应 ； ——— 混合气体在 ２０℃ 时的最终压力应低于目标气瓶的公称工作压力 ； ——— 应有尾气处理措施 。 ５ ． １ ． ２ 　 混合气体组分的反应 制备混合气体之前应根据组分的化学性质 ， 评价混合气体组分发生反应的可能性 ， 并进行安全风险分析 。 ５ ． １ ． ３ 　 混合气体组分和制备系统及包装容器材料的反应 、 吸附 制备系统以及混合气体包装容器的材料应与混合气体中所有组分都不发生反应和吸附 。 应特别考虑腐蚀性气体与金属以及密封件的反应 。 ５ ． ２ 　 组分原料的要求 应保证所使用的组分原料的纯度和杂质含量能够满足最终混合气体的制备要求 。 ５ ． ３ 　 制备系统的要求 应保证一批所制备的每瓶混合气体组分含量的一致性 。 所用的压力计量设备 （ 如压力表 、 压力传感器等 ） 的准确度应满足混合气体组分的制备相对偏差要求 ， 瓶装混合气体制备时所用的压力计量设备还应符合 ＧＢ ／ Ｔ３４５２６ 的相关规定 ， 用于测量集束装混合气体压力的计量设备还应符合 ＧＢ ／ Ｔ３４５２８ 的相关规定 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８５２３ — ２０２０ ５ ． ４ 　 充装压力的计算 ５ ． ４ ． １ 　 含有液化气体组分的混合气体充装压力要求 ５ ． ４ ． １ ． １ 　 含有单一液化气体组分的混合气体充装压力要求 为了保证液化气体组分在充装和使用过程完全气化 ， 液化气体组分的充装压力不应超过最低使用温度下饱和蒸汽压的 ７０％ 。 ５ ． ４ ． １ ． ２ 　 含有多个液化气体组分的混合气体的压力要求 含有多个液化气体组分时 ， 可按式 （ ２ ） 估算混合气体的最高充装压力 。 狆 Ｆ ≤ １ ∑ 狀 犻 ＝ １ 犡 犻 ， 狔 狆 犻 （ 犜 Ｌ ） ［］ …………………………（ ２ ） 　　 式中 ： 狆 Ｆ 　　 ——— 混合气体的最高充装压力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 狀 ——— 混合气体中组分的数量 ； 犡 犻 ， 狔 ——— 组分 犻 预期的摩尔分数 ； 狆 犻 （ 犜 Ｌ ）——— 温度 犜 Ｌ 时组分 犻 的饱和蒸汽压 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 犜 Ｌ ——— 最高充装压力计算选用的蒸汽压对应的温度 ， 单位为开 （ Ｋ ）。 为了避免组分在充装和使用过程中液化 ， 犜 Ｌ 应不高于最低使用温度 。 ５ ． ４ ． ２ 　 初次制备之前组分充装压力的计算 在混合气体初次制备之前 ， 用附录 Ａ 规定的计算方法计算混合气体中组分的理论充装压力 狆 ｉ ， 并设计试验 ， 验证采用计算的压力所制备的混合气体组分含量是否能够满足预期要求 ， 过程如下 ：——— 组分的充装压力采用 狆 犻 ， 用压力法同时制备至少两瓶混合气体 ；——— 采用满足要求的分析方法和满足 ７．５ 相关要求的校准混合气体 ， 对组分含量进行检验 ；——— 将所制备的所有混合气体中组分含量检验值的平均值近似为其实际的摩尔分数 ， 按式 （ ３ ） 计算修正因子 犲 。 犲 ＝ 犡 犻 ， 狓 犡 犻 ＝ 犡 犻 ′ 犡 犻 …………………………（ ３ ） 　　 式中 ： 犡 犻 ， 狓 ——— 验证试验中制备的组分 犻 的摩尔分数 ； 犡 犻 ——— 用式 （ Ａ．４ ） 计算的组分 犻 的摩尔分数 ； 犡 犻′ ——— 组分 犻 检验的平均摩尔分数 。 如果上述验证试验所制备的所有混合气体中各组分的制备相对偏差均落在要求制备允差以内 ， 则无需对制备压力进行修正 ， 否则需要按式 （ ４ ） 对组分的充装压力 狆 犻 ′ 进行修正 ： 狆 犻′ ＝ 狆 犻 犲 …………………………（ ４ ） 　　 注 １ ： 也可采用其他准确有效的方法对组分的充装压力进行修正计算 。 注 ２ ： 当充装环境温度变化较大时 ， 应获得不同充装温度下的修正因子用于对应温度下混合气体的制备 。 ６ 　 制备 ６ ． １ 　 制备过程 将预先清理和抽空的待充装气瓶与制备系统相连 ， 抽空制备系统 ， 按照 ５．４．２ 中计算的各组分充装 ３ 犌犅 ／ 犜 ３８５２３ — ２０２０ 压力 ， 以及与 ５．４．２ 中相同的环境温度 ， 混合气体充装压力 ， 各组分充装速度 、 充装顺序和充装完成至读取压力之间的时间间隔 ， 依次将各组分和平衡气充入气瓶 ， 每次充气后 ， 测量充入组分的压力 ， 所有组分充装完成后测量混合气体的压力 。 附录 Ｂ 中给出了压力法制备混合气体的实例 。 ６ ． ２ 　 组分含量的计算 压力法制备的混合气体中组分含量按式 （ ５ ） 计算 ： 犡 犻 ＝ 犲 × 狆 犻 狆 ｍ × 犣 ｍ 犣 犻 …………………………（ ５ ） 　　 式中 ： 犡 犻 ——— 组分 犻 的摩尔分数 ； 狆 犻 ——— 组分 犻 的充装压力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 狆 ｍ ——— 混合气体的充装压力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 犣 ｍ ——— 混合气体的压缩因子 ； 犣 犻 ——— 充入的各组分 犻 的压缩因子 。 摩尔分数与其他含量之间的换算关系参考 ＩＳＯ１４９１２ 。 注 ： 对于不需要进行压力修正的混合气体的制备 ， 犲 ＝１ 。 ７ 　 检验 ７ ． １