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標準氣體有效期及在鋼瓶內(nèi)的濃度變化

1.標準氣體有效期

通常，標準氣體的使用壽命由穩(wěn)定性試驗結(jié)果決定。有效期為濃度變化率不超過規(guī)定指標的時間間隔。當(dāng)氣瓶內(nèi)的標準氣體濃度很低時，其濃度變化很大。因此，從穩(wěn)定性的角度來看，組分氣體濃度越高，穩(wěn)定性越好。即使高壓氣瓶內(nèi)的氣體標準濃度大于5×10-5，氣瓶內(nèi)的氣體成分也會發(fā)生變化，因此標準值的有效期一般可定為6個月至1年。如果有些準氣體已經(jīng)過期，但容器內(nèi)的殘余壓力大于8106 kPa（80 atm），可以重新測量，確定后繼續(xù)使用。當(dāng)殘余壓力隨著用戶消耗標準氣體而變化時，吸附在容器內(nèi)壁不同部件上的氣體被解吸，導(dǎo)致濃度變化。通常，當(dāng)高壓缸內(nèi)標準氣體的殘余壓力低于1013.25 kPa（10 atm）時，應(yīng)進行停機。

2.標準氣體的穩(wěn)定性是制備和使用過程中的關(guān)鍵問題。

理論上，高壓氣瓶中標準氣體的濃度值在儲存和使用過程中不應(yīng)發(fā)生變化。然而，實際上，當(dāng)標準氣體中的氣體成分或雜質(zhì)與容器內(nèi)壁接觸時，往往會引起吸附、解吸和化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致濃度隨時間變化。濃度越低，成分越復(fù)雜，變化越大。因此，標準氣體的穩(wěn)定性與容器材料性能、容器內(nèi)壁預(yù)處理以及氣體本身的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。

(1)儲存容器的選擇和預(yù)處理

含有標準氣體的容器應(yīng)采用耐腐蝕、防銹、吸收性低、化學(xué)穩(wěn)定性高和機械強度高的材料制成。常用的高壓容器有錳鋼、鉻鋼、鋁合金或不銹鋼。常用的內(nèi)壁處理方法有酸洗、水洗、磨鏡、飽和處理等，飽和處理的目的是防止容器內(nèi)壁的吸附或解吸。首先將容器內(nèi)壁磨成鏡面，涂上抗氧化劑涂層，然后裝入高濃度氣體，放置約10分鐘，放置約天，以提高標準氣體的穩(wěn)定性。飽和處理可以大大提高標準氣體的質(zhì)量。

(2)標準氣體穩(wěn)定性試驗

標準氣體穩(wěn)定性試驗是測量標準氣體濃度隨時間變化的曲線。根據(jù)不同氣體的特性，可采用不同的測量方法。為了使測量結(jié)果準確、可靠和可比，不僅應(yīng)采用高精度的測量方法，而且應(yīng)在每次測量前用新制備的參考標準氣體對測量儀器進行校準。標準氣體濃度隨時間的變化通常表示為在0d測量值的100%下獲得的濃度隨時間變化的百分比，可使用以下公式計算：

使用變化率繪制隨時間變化的曲線，將得到相同的變化線。這種變化速率曲線可以直觀地解釋標準氣體的穩(wěn)定性。