ICS71.100.20 G86 中华人民共和国国家标准 GB/T3634.2—2011 代替GB/T7445—1995 氢 气 第2部分:纯氢、高纯氢和超纯氢 Hydrogen— Part2:Purehydrogen,highpurehydrogenandultrapurehydrogen 2011-12-30发布 2012-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T3634《氢气》分为两个部分: 第1部分:工业氢; 第2部分:纯氢、高纯氢和超纯氢。 本部分为GB/T3634的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T7445—1995《纯氢、高纯氢和超纯氢》,与GB/T7445—1995相比,除编辑性修改 外主要技术变化如下: ———修改适用范围(见第1章,1995年版的第1章); ———修改规范性引用文件(见第2章,1995年版的第2章); ———修改氩组分要求(见第3章,1995年版的第3章); ———增加集装格装和氢罐车装产品的检验规则(见4.2、4.3和4.5),修改高纯氢检验规则(见4.2、 4.3,1995年版的5.4); ———试验方法中增加电化学法测定氧含量,增加氦离子化气相色谱法并编入本版的附录A,增加热 导气相色谱仪测定氢中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的含量(见5.2,附录A); ———修改变温浓缩进样气路并编入附录B(见附录B,1995年版的图1)。 本部分由中国石油和化学工业联合会提出。 本部分由全国气体标准化技术委员会(SAC/TC206)归口。 本部分起草单位:西南化工研究设计院、江苏天鸿化工有限公司、南京特种气体厂有限公司、上海华 爱色谱分析技术有限公司、光明化工研究设计院。 本部分主要起草人:王少楠、蔡体杰、沈涛、沈卫明、陈军、方华、张军。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB7445—1987、GB7446—1987、GB/T7445—1995。 ⅠGB/T3634.2—2011 氢气 第2部分:纯氢、高纯氢和超纯氢 1 范围 本部分规定了纯氢、高纯氢和超纯氢的技术要求、试验方法、包装标志、贮运及安全要求。 本部分适用于经吸附法、扩散法等制取的瓶装、集装格装和管道输送的氢气。它主要用于电子工 业、石油化工、金属冶炼和科学研究等领域。 分子式:H2。 相对分子质量:2.01588(按2007年国际相对原子质量)。 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。 GB/T3634.1—2006 氢气 第1部分:工业氢 GB/T5832.3 气体中微量水分的测定 第3部分:光腔衰荡光谱法 GB/T6285 气体中微量氧的测定 电化学法 3 要求 3.1 纯氢、高纯氢和超纯氢的技术要求应符合表1的规定。 表1 纯氢、高纯氢和超纯氢的技术要求 项 目 名 称指 标 纯氢 高纯氢 超纯氢 氢气(H2)纯度(体积分数)/10-2≥ 99.99 99.999 99.9999 氧(O2)含量(体积分数)/10-6≤ 5 1 氩(Ar)含量(体积分数)/10-6≤ 供需商定 供需商定0.2 氮(N2)含量(体积分数)/10-6≤ 60 5 0.4 一氧化碳(CO)含量(体积分数)/10-6≤ 5 1 0.1 二氧化碳(CO2)含量(体积分数)/10-6≤ 5 1 0.1 甲烷(CH4)含量(体积分数)/10-6≤ 10 1 0.2 水分(H2O)含量(体积分数)/10-6≤ 10 3 0.5 杂质总含量(体积分数)/10-6≤ — 10 1 1GB/T3634.2—2011 3.2 除超纯氢外,由供需双方商定氩含量是否列入纯度计算。 4 检验规则 4.1 连续、稳定生产的瓶装(或集装格装)纯氢、瓶装高纯氢以生产厂一个操作班生产的或一次充灌的 产品组批,用户以同一车载量或同批进货量组批。每批产品的瓶数(或格数)不应超过300。 4.2 瓶装或集装格装纯氢和瓶装高纯氢产品按表2规定的批量随机抽样检验,成批验收。当有任何 一项指标的检验结果不符合本部分技术要求时,应重新加倍随机抽样检验,如果仍有任何一项指标不符 合本部分技术要求时,则判该批产品不合格。 表2 瓶装或集装格装纯氢和瓶装高纯氢抽样表 每批产品气瓶数或格数 123~89~1516~2526~5051~150>150 每批纯氢最少抽样气瓶数或格数 12 2 3 4 5 6 7 每批高纯氢最少抽样气瓶数 12 3 5 7 9 11 13 4.3 集装格装高纯氢气产品应逐格检验验收。当检验结果有任何一项指标不符合本部分技术要求时, 则判该产品不合格。 4.4 超纯氢产品应逐一检查验收。当检验结果有任何一项指标不符合本标准技术要求时则判该产品 不合格。 4.5 大容积无缝钢瓶装氢气产品应逐车检验并验收。当检验结果有任何一项指标不符合本标准技术 要求时则判该车产品不合格。 4.6 稳定生产的管道输送的氢气每4h抽样检验一次。当检验结果有任何一项指标不符合本标准技 术要求时则判该4h内产品不合格。 5 试验方法 5.1 氢纯度 氢气纯度按式(1)计算: φ=100-(φ1+φ2+φ3+φ4+φ5+φ6+φ7)×10-4……………………(1) 式中: φ———氢气纯度(体积分数),10-2; φ1———氧含量(体积分数),10-6; φ2———氩含量(体积分数),10-6; φ3———氮含量(体积分数),10-6; φ4———一氧化碳含量(体积分数),10-6; φ5———二氧化碳含量(体积分数),10-6; φ6———甲烷含量(体积分数),10-6; φ7———水分含量(体积分数),10-6。 5.2 氢中氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量的测定 5.2.1 采用氦离子化气相色谱法测定氢中氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的含量。见附录A。 5.2.2 允许采用热导气相色谱法测定氢中氧+氩、氮烷含量;允许采用火焰离子化法测定氢中一氧化 2GB/T3634.2—2011 碳、二氧化碳和甲烷的含量。当仪器检测限无法满足分析要求时,可采用变温浓缩进样。参见附录B。 5.2.3 当以上方法的测定结果有异议时,以氦离子化气相色谱法为仲裁法。 5.2.4 按GB/T6285的规定测定氢中氧含量。允许采用其他等效方法测定氢中氧含量。当测定结果 存在异议时,以GB/T6285规定的方法为仲裁法。 5.3 水分含量的测定 按GB/T5832.3的规定执行。允许采用其他等效的方法测定氢中水分含量,当测定结果有异议 时,以GB/T5832.3规定的方法为仲裁方法。 6 包装、标志及贮运 氢气的包装、标志及贮运的要求应符合GB/T3634.1—2006第5章的规定。 7 安全要求 氢气的安全要求应符合GB/T3634.1—2006第6章的规定。 3GB/T3634.2—2011 附 录 A (规范性附录) 氦离子化气相色谱法测定氢中氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷 A.1 方法 采用氦离子化气相色谱法测定氢中氧+氩、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的含量。 A.2 仪器 要求所采用的仪器对待测组分的检测限分别应低于本部分表1所列相应技术指标的1/4。推荐采 用配备气路切割装置和柱切换装置的氦离子化气相色谱仪。当分析超纯氢时,应配备脱氧装置。 图A.1给出了参考的配备气路切割、脱氧柱和柱切换装置的氦离子化气相色谱仪的气路流程示意图。 说明: 1———高纯氦载气钢瓶; 10———气路平衡调节阀; 2———钢瓶减压器; 11———预分离柱; 3———载气稳压阀; 12———切割路载气流量计; 4———压力表; 13———脱氧柱; 5———载气净化器; 14———六通切换阀; 6———定体积进样管; 15———色谱分析柱1; 7———样气流量计; 16———色谱分析柱2; 8———样气入口; 17———氦离子化检测器; 9———十通阀; 18———检测器路载气流量计。 图A.1 气路流程示意图 A.3 气体标准样品 采用以氢气作平衡气的气体标准样品。标准样品中的组分含量应与被测组分含量相近;当被测组 分的含量(体积分数)不大于1×10-6时,宜采用相应组分含量为1×10-6~5×10-6的标准样品。 A.4 仪器条件 A.4.1 色谱柱 A.4.1.1 预分离柱:用于分离氢和其他组分。长0.6m、内径2mm的不锈钢管,内装粒度为0.25mm~ 4GB/T3634.2—2011 0.40mm的TDX-01。通载气在180℃活化3h后备用。允许采用其他等效预分离柱。 A.4.1.2 色谱分析柱1:用于氧(氩)、氮、甲烷的分离。长2m、内径2mm的不锈钢管,内装粒度为 0.25mm~0.40mm的5A分子筛。通载气在180℃活化3h后备用。色谱柱使用温度:40℃。允许 采用其他等效色谱柱。 A.4.1.3 色谱分析柱2:用于一氧化碳、二氧化碳、甲烷的分离。长2m、内径约2mm的不锈钢管,内 装粒度为0.25mm~0.40mm的活性炭。通载气在150℃活化2h后备用,色谱柱使用温度:40℃。 允许采用其他等效色谱柱。 A.4.1.4 脱氧柱:当需要测定氩组分含量时,可采用脱氧柱脱除样品气中的氧组分。脱氧柱中的脱氧 剂应确保能彻底脱除样品气中的氧组分。推荐采用长1m、内径约3mm的不锈钢管,内装粒度为 0.25mm~0.40mm的105钯催化剂。催化剂在使用前