【国家标准(GB)】 气体化工产品采样通则

GB/T6681—2003
本标准是参考国际标准ISO4257:2001《液化石油气体取样方法》和BS5309-2：1976《气体化工产品取样法》修订。
本版与前版的主要差异：
一增加了前言。
一增加了部分广泛使用的采样设备和示意图（本版的6.3.3、6.3.4）。-增加了GB/T6680--1986中第6章液化气体的内容（本版的6.3.2、6.3.5）。本标推实施之日起，代替GB/T6681—1986《气体化工产品采样通》。本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会（SAC/TC63)归口。本标准负责起草单位：中化化工标准化研究所。本标准参加起草单位：南通出人境检验检疫局、常州出入境检验检疫局、天津裕华贸易总公司。本标准主要起草人：周玮、王华、王晓兵、侯晋、梅建、王伟、张君玺。本标准委托全国化学标准化技术委员会负责解释。本标准首次发布日期：1986年8月。1范围
气体化工产品采样通则
本标准规定了气体化工产品采样的基本原理、采样方案、采样设备和采样技术。本标准适用于气体、液化气体化工产品采样。2 规范性引用文件
GB/T 6681—2003
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T6678--2003化工产品采样总则GB/T3723—1999工业用化学产品采样安全通则（idtISO3165：1976）GB/T4650—1998工业用化学产品采样词汇（idtISO6206：1979）GB16692便携灶用丁烷气瓶
3术语及定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
部位样品spot sample
从物料的特定部位或在物料流的特定部位和时间采得的一定数量或大小的样品。它是代表瞬时或局部环境的一种样品。
混合样品
composite sample
将采集的一组样品混合在一起得到的样品。3.3
intermittent sample
间断样品
一种从物料流中间断取得的样品。3.4
连续样品
continuous sample
一种从物料流中连续取得的样品。3.5
样品容器
sample container
用于储存和运送样品的容器。
采样设备sampleequipment
可携带的或固定的用于采取样品的设备。3.7
liquefied gas
液化气体
在环境温度和压力适当的情况下，能以液相贮存和输送的气体。GB/T6681—2003
4概述
许多气体化工产品的分析是在仪器上进行的，通常把采样步骤与分析的第一步相结合，但有时还需要在一单独容器中采取个别样品。气体采样在理论上存在的问题较少些而实践中遇到的问题较多。气体容易通过扩散和端流而混合均匀，成分上的不均匀性一般都是暂时的；气体往往具有压力、易于渗透、易被污染和难以贮存。本标准致力于一般情况下气体采样的设备和技术。5采样方案
5.1 方案内容
采样方案包括以下内容：采样单元数（按GB/T6678--2003中第6.6条和第10章规定）；样品类型及样品量；采样时间、地点、位置；采样方法、步骤和使用的工具等。除瓶装气体外，大部分气体是由管道输送的，因此采样与时间、流速的关系较大，与采样量的关系较小。在制定采样方案时应考虑下面两个问题：a）采样目的决定采样的类型；
b）样品气是处于静态还是流动态。5.2采样的类型及有关事项
采样的类型有部位样品、混合样品、间断样品或连续样品。最小采样量根据分析方法、被测成分的含量范围和重复分析的需要而定。依体积计量的样品，必须换算成标准状态下的体积。5.3钢瓶中压缩或液化气体
钢瓶中的压缩气体基本上是均匀的，采样方案应考虑容器间特性值的差异来选择采样数(见GB/T 6678)。
加压状态的液化气体样品根据贮运条件的不同，可分别从成品贮罐、装车管线、卸车管线或钢瓶中来取。在成品贮罐、装车管线和卸车管线上选定采样点部位的首要因素是必须能在此点采得代表性的液体样品。由于各种液化气体成品贮罐结构不同，当遇到有的成品贮罐难以使内装的液化气体产品达到完全均匀时，可按供需双方达成协议的采样方法和采样点采取样品。5.4贮罐中的气体
大型贮罐中的气体在不断得到补充的情况下，通常以采取部位样品或在气体离开贮罐出口进行间断或连续采样。
5.5管内流动的气体
引起管内气体特性值差异的原因有：&）气体在断面上不同流动态引起的分层；b）气体在生产过程中，特性值的周期或间断性波动；c）以上两因素的综合作用。
可采取断面上不同点的样品，检测后确定采样的最佳位置（一般在管中心1/3半径的断面内）。6采样设备
采样设备包括采样器、导管、样品容器、预处理装置、调节压力或流量的装置、吸气器和抽气泵等。对分析之前接触样品的设备材料有如下要求：对样品气不渗透，不吸收，在采样温度下无化学活性，不起催化作用，机械性能良好，容易加工连接。见表1和表2。对于污染样品的部件，例如湿式流量计应安装在分析仪器之后。6.1采样器
6.1.1硅硼玻璃采样器
使用温度不得超过450℃。
6.1.2耐火采样器
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通常用透明石英、瓷器、富铝红柱石或重结晶的氧化铝制成。它们易碎，若无底座在高温下会变形，除石英外受到突然的温度变化会破裂。石英采样器可在温度900℃以下长期地使用，在1100℃时尽管有失去透明性的趋势，仍可使用。在最高温度1500℃可短期使用。由于热灰颗粒能与石英熔融造成采样器的毁坏，石英质采样器可用合金钢保护套保护，但在石英采样器两端可露出几厘米，不加保护。并推荐将采样器捆上石棉线作绝热层再插人护套中，法琅质采样器-一般能耐1400℃高温，但易受热灰所侵蚀。氧化铝瓷器适于在1500℃连续使用，富铝红柱石可在1700℃使用，而重结晶的氧化铝可在1900℃使用。表1不同材料对气体的适应性
铜/黄铜
不锈钢
天然橡胶
丁基橡胶
聚四氟乙烯
稀有气体
注：a表示合适，b表示有保留，表示不能用。适
Cl（干爆）
分析不同气体所需采样管、导管等的材料分析气体、共存气体
丙烯醛
二硫化碳
一氧化碳
硫的氧化物及二氧化物
氮的氧化物
氟化物
氯化氢
硫化氢
氰化氢
采样管、导管的材料
1、2、6免费标准下载网bzxz
1、2、4、6
1、2、6
1、2、6
1、2、4、6
1、2、6
1、2、4、6
1、2、4、5、6、7
1、2、3、4、5.6、7
1、2.4、5、6、7
1、2、4、5、6
1、2、5、6、7
1、2、5、6、7
1、2、4、5、6、7
1、2、4、5、6、7
包装材料
6、8、9
6、8、9
NO,NOz
过滤材料
de、f
注：1—硬质玻璃;2-
普通钢；4--不锈钢；5—陶瓷；6—氟树脂或氟橡胶；7—一石英：3—
氯乙烯树脂；8一硅橡胶；
9一氯丁二烯；d-无碱玻璃棉或石英棉;e一矿渣棉;f—无定型碳。所用材料除考虑气体的性质外，还需考虑使用的温度。3
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6.1.3金属采样器
广泛使用。低碳钢在高于300℃易受气体腐蚀并能渗透氢气。在1100℃的较高温度，可选用一种适当的合金，但要注意大气的氧化、还原性能及热的样品气中硫含量对合金的稳定性有影响。制造采样器的材料取决于样品气的种类。不锈钢或铬铁可在950℃使用。一些镍合金适于1150℃在无硫样品气中使用。用水冷却可减少采样时产生化学反应的可能性。可燃性气体，如含有可燃成分的烟道气而且温度高到足以继续反应，或被热采样器所引爆，就特别需要这一措施。图1和图2为典型的式样，后者用作测定湿气或硫的氧化物。在保证不堵塞前提下，应选用最小直径的气体采样管。
单位为毫米
气体样品
水进口
连接器
直径法兰
球形石英接合口
水出口
图1典型的水冷采样器
接水管
气体出口
单位为毫米
3/4in（英制管螺纹）
软管夹
分离圈
位于滤热器前的槽
斜插销槽
水套管
石棉绝缘
采样管?
镍铬合金线圈
全部套上橡胶管
采样管?
此端插人排气管
50内径
氧化铝水泥填料
外包石棉纸的透明石英管
约12内径
氧化铅水泥
典型的带水冷套管的加热器部件6.2导管
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导管采用不锈钢管、碳钢管、铜管、铝管、特制金属软管、玻璃管、聚四氯乙烯或聚乙烯等塑料管和橡胶管。塑料管、乳胶管和橡胶管不能用于高纯气体的输送。高纯气体的采样，应采用不锈钢管或铜管，管间用硬焊或活动连接，但必须紧密连接确保不漏。只有在要求不高时才能用橡胶或塑料管。磨口玻璃器具，磨口面上应很好地润滑，推荐采用硅酮润滑剂，无水羊毛脂也可用。高真空润滑油在一般温度可用，温度较低时粘性不合要求不好用。纯凡士林不适于用作润滑剂。用凡士林、石蜡和生橡胶或凡士林和松香按一定配方混熔可调制出良好的润滑剂。6.3样品容器
6.3.1玻璃容器
两头带考克的采样管，带三通的玻璃注射器和真空采样瓶见图3～图5。a）带直通活塞
b）带双斜孔活塞
图3玻璃采样管
图4带金属三通的玻璃注射器
图5真空采样瓶
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6.3.2金属钢瓶
有不锈钢瓶、碳钢瓶和铝合金瓶等，有单阀型、双阀型、非预留容积管型和预留容积管型。双阀预留容积管型采样钢瓶应在连通预留容积管的阀门上作有标志。两头带针形阀的比单头的使用方便。常用的是小钢瓶，容积为0.1L~～5L，一般分耐高压和中压两类。对含微量硫化氢或水等的样品不能较长期保留。微量水的含量随钢瓶的压力和温度而变。钢瓶必须定期作强度试验和气密性试验。钢瓶要专瓶专用。见图6。
进人阀
单阀型采样钢瓶
出口阀
进入阀
双阀型采样钢瓶
6.3.3卡式气罐
图6小钢瓶
进人阀
单阀预留容积
管型采样钢瓶
安全阀
安全阀
出口阀D
钢瓶主体
预留容积管
进入阀C
由金属材料制成，瓶口配有气密阀门，容积约为500mL，其质量必须符合GB16692的技术要求。与适当的采样导管和接口相联接，可用于高压气体和液化气体的采样和样品贮存。这种卡式气罐在实际采样工作中携带方便，经济实用。见图7。6
6.3.4液氟钢瓶
图7卡式气罐
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由适宜的钢材制成，容积可为0.5L～10L，带有一长一短双内管连通双阀门的瓶头，在瓶头上对应于长管和短管的各阀门上应作好标志。液氯钢瓶经检验符合规定压力的水压试验和规定压力的气密性试验后方准使用。液氯钢瓶可用于有毒化工液化气体产品如液氯等的采样。见图8(a）、图8（b）。t
6.3.5金属杜瓦瓶
钢瓶尺寸根据容积
(1L～10 L)而定
图8液氟钢瓶
由金属材料制成，隔热良好，用于从贮罐中采取低温液化气体(例如液氮、液氧和液氩等)的液体样品。见图9。
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液体或气体流向检验设备
排出阀
注入阀
排气阀
螺旋口盖帽一
7 L铜杜瓦瓶
金属箱、
取样的铜毛细管
外径3
内径1.5
6.3.6吸附剂采样管
图9金属杜瓦瓶
铜管外径6
壁厚1
单位为毫米
有活性炭采样管（见图10)和硅胶采样管。活性炭采样管常用来吸收并浓缩有机气体和蒸气。A
玻璃管
6.3.7球胆
玻璃棉
活性炭
长 150 mm,外径 6 mm
A段装 100mg，B段装 50mg活性炭图10典型活性炭采样管
球胆采样有严重缺陷：球胆易吸附烃类等气体，易渗透氢气等小分子气体，故放置后成分会发生变化。但因其价廉易得，使用方便，故在要求不高时尚可使用。用球胆采样时必须先用样品气吹洗干净（至少吹洗三次以上），采样后必须立即分析，应固定球胆专取某种样品。6.3.8塑料袋
有聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯制成的袋子。含氟袋子比球胆保存样品时间长。
6.3.9复合膜气袋
复合膜气袋优于塑料袋，适于盛装质量较高的气体。6.4预处理装置
见7.2“气体的处理”。
6.5调节压力和流量的装置
高压采样，一般可安装两级型式的减压调节器。高压或中压采样，可在采样导管和采样器之间装一个三通，将三通的一端连接一个合适的安全装置或放空装置。8
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爱德华兹瓶能在内压起伏约103Pa的情况下，给出一个基本稳定的流速，见图11。补偿式流量计，其流速是靠改变一个封闭排气管中的液体高度来调节的，见图11。毛细管 B
吸湿纸
任意添加装置：
用以克服在爱德
华兹瓶毛细管中
产生冷凝而堵塞
的障碍。
6.6吸气器和抽气泵
液封管A
流量调节管
图11流量调节装置
常压采样常用橡胶制的双联球，但它排气能力低，容积小，某些蒸气与橡胶作用易使双联球腐蚀。配有出气口阀门的手动橡皮球在使用上与双联球相似。也有用玻璃（或聚乙烯）瓶组成的吸气瓶。见图12。
图12吸气瓶
使用水流抽引器可方便地产生中度真空。见图13。常用机械式真空泵，它可产生较高度真空。应根据现有的条件，具体的采样要求来选择合适的装置。有毒或易燃蒸气采样泵，其放空气应作适当处理或排放到安全区。在易燃、易爆地区操作的真空泵，应符合安全规定。
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7采样技术
7.1产生误差的因素和消除办法
图13水流抽引器
在采样前应预先分析产生误差的因素，从而采取措施使误差减少到最低程度。a）因分层引起组成的变化。
在直径较大的管道或容器中，流动速度较低的气体混合物常发生分层，各点的组成可能不同，需要预先测量管道不同断面上的许多点，才能决定采样点的正确位置。在管道流源的下游采样最有利。应避免在气体静止点采样（如靠近锐孔的下游、尖端障碍物和器壁处）。b）在采样前应严格试漏。影响测定结果的漏气必须消除。c）在取平均样品或混合样品时，流速变化会引起误差。应对流速进行补偿和调整。d）系统不稳定引起的误差和消除办法：如热的气体采样后在管内燃烧、爆炸或腐蚀管道；气体冷却到露点以下凝结并失去液体成分；气体中某些成分被液体溶解或被管壁吸收。以合适的冷凝或加垫部件的方法控制采样系统的温度，可减少上述因素所造成的误差。采样导管过长引起采样系统的时间滞后，这样取得的样品没有代表性。应尽量采用短的、孔径e）
小的导管。连续采样时，可加大流速；间断采样时，应在采样前彻底吹洗导管。f）封闭液造成的误差。
先用样品气将封闭液饱和，以封闭液充满样品容器，然后用样品气将封闭液置换出去，从而在样品容器中充满了样品气，完成采样操作。但由于气体组成改变、温度改变和振荡的影响，原来饱和的封闭液可能变成不饱和或过饱和，这就会再溶解一部分气体或释放一部分气体，从而导致样品气组成的改变。常使用水、稀酸或盐的水溶液作封闭液。应仔细选择封闭液以避免微分溶解效应。表3为工业气体在水中的溶解度。汞对一般气体溶解度小，但易与含硫、卤化合物等反应，而且毒性大、价格高，用作封闭液也不理想。气体在稀酸或盐水中溶解度比在水中小，但微量杂质溶于稀酸或盐水中影响检出。因此本法只能用于常量分析。工业气体在水中的溶解度见表3。10
注：溶解度
7.2气体的处理
、氧气
一氧化碳
二氧化碳
硫化氢
表3工业气体在水中的溶解度
溶解度
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在25℃和101325Pa压力下测量出的气体体积毫升数，它与1mL水达到溶解度平衡。7.2.1处理的目的、步骤
为了使气体符合某些分析仪器或分析方法的要求，需将气体加以处理。处理包括过滤、脱水和改变温度等步骤。
7.2.2过滤
装一个过滤器或阱（见图14和图15），可分离灰、湿气或其他有害物，但应以试验证实所用的干燥剂或吸收剂不会改变被测成分的组成。颗粒的分离装置主要包活：a）栅网、筛子或粗滤器，可用金属织物、多孔板、烧结块或熔渣物、层片物质制成，能机械地截留较大的颗粒（粒径大于2.5μm）。过滤器由金属、陶瓷或天然与合成纤维的多孔板制成。b）
c）各种专用的装置：磁的或电的装置、冲击器、鼓泡器、洗涤器、冷凝器、旋风器等。为防止过滤器堵塞，常采用滤面向下的过滤器装置。排气
样品容器
样品容器
图14冷阱
样品容器
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