在几乎任何实验室或研究和科学设施中,都有许多设备、仪器或过程需要气体来运行仪器或过程或校准设备。位于实验室区域的气瓶可能存在重大危险,它们占用的空间可以更好地用于其他更合适的用途。设计、尺寸和位置适当的气体输送系统可以提高实验室的安全性。此外,关注高纯度要求——纯度、相容性、流动性、结构材料等——对于安全性、性能和成本效益至关重要。有许多适用于气体及其输送系统的储存、使用和安装的规范和标准。本文无意详述所有内容,但会参考这些标准和规范的部分内容,因为它们适用于气体储存和输送系统的一般原则。气体需求审计正确设计任何气体装置的第一步,无论是用于新设施还是改造设施,都是对每个地点或实验室所需的气体进行审计或调查。确定每台仪器需要哪些气体、它们的纯度水平、所需的输送压力和峰值流量需求对于确定从所需的管道尺寸到所需的存储区域甚至气体的模式或来源等一切都至关重要可能会提供。高估压力或流量要求会导致更高的安装成本和减少的气体节省,因为残留在钢瓶中的内容物或更高的不需要的钢瓶月租费。然而,低估可能会导致关键仪器或系统的气体供应效率低下,从而影响其使用或操作。假如可以确定该区域每种气体的总需求量,并且当作为一个整体进行编译时,将确定建筑物需求的范围。然后可以将平均一周或一个月的操作所需的每种气体的总量与气体供应商提供的该气体的可用选项进行比较。虽然某些气体或纯度只能在高压钢瓶中供应,例如用于气相色谱仪的纯度为 99.999% 的氦气,但其他气体（例如用于电感耦合等离子体分析仪的具有相同纯度的氩气）可以在高压钢瓶中供应高压钢瓶或低温液体钢瓶,其体积相当于多达 18 个高压钢瓶。为实验室提供不少于一周平均使用量所需的气瓶总数将是连接作为主要供应的理想气瓶数量,连接相同数量的气瓶作为备用供应和额外数量的气瓶作为备用。这将有助于确定气体输送系统和气瓶存储区域所需的空间和位置。 选择合适的气体输送系统对于几乎所有实验室气体,保持气体纯度是一项关键要求。为此,必须考虑结构材料的选择及其与特定气体的相容性及其纯度水平。材料与特定气体兼容是不够的,设计确保并保持气体的纯度是不够的。从入口到出口,与锻造部件相比,系统需要设计有棒材黄铜或 316L 不锈钢部件。任何隔膜都应由 316L 不锈钢制成,隔膜密封件应采用金属对金属设计。系统应具有 1 × 10–8标准厘米3 /秒氦气的最小泄漏完整性,这相当于 3.1 年内逸出或进入的立方厘米体积。这不仅可以确保气体不会从系统中泄漏出来,而且还可以防止杂质进入系统并损害气体的纯度。对于系统的入口,入口连接应该在气缸连接中有逆流止回阀,这样一旦系统投入使用,可能进入的任何环境空气量都被限制在非常小的量。 气体输送系统应能够输送如上所述的最大所需压力和流量以及气体审计确定的信息。尽管还有许多其他方面必须考虑,但主要关注的领域是实验室外的储气区在哪里、需要多少气体以及如何将气体输送到最终使用点。遵循这些指南的用户可以很好地选择安全且具有成本效益的气体输送系统。