水分是影響氧氣使用安全性和適用性的重要雜質(zhì)之一。在不同應(yīng)用場(chǎng)景下,對(duì)氧氣中水分含量的控制要求存在顯著差異。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3863—2008《工業(yè)氧》與 GB/T 14599—2008《純氧、高純氧和超純氧》分別針對(duì)不同純度等級(jí)的氧氣設(shè)定了相應(yīng)的水分控制指標(biāo),并規(guī)定了適用的檢測(cè)方法。
對(duì)于工業(yè)氧,標(biāo)準(zhǔn)僅要求“無(wú)游離水”,即不允許存在液態(tài)水。其檢測(cè)方法較為簡(jiǎn)便:將室溫下的瓶裝氧氣瓶垂直倒置約10分鐘,隨后微開(kāi)瓶閥,若無(wú)液態(tài)水流出,則視為合格。
該方法適用于現(xiàn)場(chǎng)快速判斷,但無(wú)法量化微量水分。對(duì)于管道輸送的工業(yè)氧,可在管道底部設(shè)置采樣點(diǎn),同樣以無(wú)游離水流出為判定依據(jù)。值得注意的是,液態(tài)工業(yè)氧不進(jìn)行游離水檢測(cè)。
相比之下,高純度氧氣對(duì)水分的控制更為嚴(yán)格。GB/T 14599 規(guī)定:純氧中水分含量不超過(guò)3×10??(體積分?jǐn)?shù)),高純氧不超過(guò)2×10??,而超純氧則要求控制在0.5×10??以內(nèi)。
為實(shí)現(xiàn)如此高精度的檢測(cè),標(biāo)準(zhǔn)明確引用 GB 5832.2《氣體中微量水分的測(cè)定 露點(diǎn)法》作為檢測(cè)依據(jù)。
露點(diǎn)法通過(guò)冷卻鏡面使氣體中的水蒸氣冷凝,測(cè)得露點(diǎn)溫度后,結(jié)合氣體壓力換算為水分體積濃度(通常以 ppmv 表示)。該方法靈敏度高、重復(fù)性好,可滿足超純氧對(duì)痕量水分的檢測(cè)需求。
在實(shí)際操作中,需使用經(jīng)過(guò)干燥處理的金屬采樣管線,避免環(huán)境濕氣干擾;同時(shí)應(yīng)確保儀器定期校準(zhǔn),以維持測(cè)量準(zhǔn)確性。
在半導(dǎo)體制造、醫(yī)療供氧等對(duì)氣體潔凈度要求較高的領(lǐng)域,微量水分可能導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、催化劑失活或產(chǎn)品污染。因此,建立科學(xué)的水分檢測(cè)程序,結(jié)合定期維護(hù)干燥系統(tǒng),是保障高純氧氣質(zhì)量的重要措施。

