高寒地區(qū)集裝格式氬中二氧化碳混合均勻性研究

關(guān) 峰

（中國(guó)石油大慶石化公司開(kāi)發(fā)限公司，黑龍江大慶163714）

氬氣—二氧化碳混合氣是焊接的理想保護(hù)氣，由于二氧化碳屬于高壓液化氣體，極易因溫度變化造成液化現(xiàn)象，文中主要研究高寒地區(qū)氬氣—二氧化碳混合氣的的混合均勻性，高寒地區(qū)（以黑龍江大慶為例，冬季室外最低溫度為-30℃左右）平均氣溫低，室內(nèi)外溫差大，受運(yùn)輸環(huán)境條件的制約，能否保證焊接混合氣的均勻濃度一直是氣體行業(yè)難題，運(yùn)輸過(guò)程中易形成二氧化碳液化問(wèn)題，導(dǎo)致混合氣成分不均勻，影響用戶使用［1～3］。

1 對(duì)集裝格中氬中二氧化碳物質(zhì)均勻性的研究

均勻性是混合氣的基本要求，為了驗(yàn)證混合氣的均勻性，使用的方法包括靜止混勻?qū)嶒?yàn)和放壓實(shí)驗(yàn)［4］。

運(yùn)用新配制的濃度接近20%氬中二氧化碳的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)4組（格號(hào)為1#、2#、3#、4#）集裝格充裝的混合氣進(jìn)行化驗(yàn)分析定值［5］。氬中二氧化碳混合氣的氣相色譜分析條件見(jiàn)表1。

表1 分析儀數(shù)據(jù)

2.1 靜止混勻?qū)嶒?yàn)

依據(jù)《GB/T 15000.3-2008標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則（3）標(biāo)準(zhǔn)樣品定值的一般原則和統(tǒng)計(jì)方法》，用t檢驗(yàn)對(duì)靜止混勻?qū)嶒?yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)［6～8］。

以x代表混合氣配制后放置時(shí)間，以y代表混合氣實(shí)際測(cè)量值，擬合成1條直線Yˉ=b0+b1Xˉ，則有斜率：

截距：

直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

斜率的不確定度：

自由度為n-2，

根據(jù)上述公式得出均勻性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 CO2/Ar混合氣混勻?qū)嶒?yàn)結(jié)果

使新配制的氬中二氧化碳混合氣靜止60 min后，分不同時(shí)段分析的數(shù)據(jù)可以看出每個(gè)集裝格配制出的混合氣呈現(xiàn)出良好的混合均勻性，表明該混合氣均勻性良好［9,10］。

2.2 放壓實(shí)驗(yàn)

對(duì)其中1只集裝格進(jìn)行放壓實(shí)驗(yàn)，觀察其隨壓力降低量值是否發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)采用F檢驗(yàn)法分析其數(shù)據(jù)變化。假設(shè)抽取m個(gè)樣品，采用氣相色譜法，在相同條件下得m組等精度測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

則組間差方和：

組內(nèi)差方和：

記v1=m-1（組間自由度），

v2=m(n-1)=N-m（組內(nèi)自由度），

則不同壓力值測(cè)量結(jié)果的均方為：

同一壓力值測(cè)量結(jié)果的均方為：

作統(tǒng)計(jì)量F：

判定依據(jù)：

若F＜Fα，則認(rèn)為組內(nèi)與組間無(wú)明顯差異，樣品是均勻的；

若F≥Fα，則懷疑各組間有系統(tǒng)差異，即樣品之間存在差異。均勻性檢驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 氬中二氧化碳混合氣放壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果/10-2

3 結(jié)論

從以上對(duì)20×10-2氬中二氧化碳混合氣的綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)靜態(tài)混勻試驗(yàn)及放壓試驗(yàn)得到結(jié)論：2項(xiàng)測(cè)試氬中二氧化碳?xì)饣旌暇鶆虺潭?，證明氬中二氧化碳?xì)饣旌暇鶆蛐粤己茫瑸楦吆貐^(qū)氬中二氧化碳?xì)怏w的配制、檢驗(yàn)提供參考依據(jù)。