氦气/He

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氦气基本性质及应用 氦气为无色、无味、无臭常温下为气态的惰性气体,临界温度低,是自然界目前发现的难液化的气体,氦气化学性质极不活泼,不能燃烧也不助燃。空气中的氦气含

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氦气基本性质及应用

氦气为无色、无味、无臭常温下为气态的惰性气体,临界温度低,是自然界目前发现的难液化的气体,氦气化学性质极不活泼,不能燃烧也不助燃。空气中的氦气含量约为百万分之5.2,理论上可以从空气中分离抽取,但因其含量过于稀薄,分离成本很高。工业上的氦气主要从美国、俄罗斯、阿尔及利亚、卡塔尔氦气含量约为0.5%~4%的天然气中分离、精制得到高纯氦气,液化后通过海运,运输到全国各地。利用液氦-268.9℃的低沸点,液氦可以用于超低温冷却。在悬浮列车等领域中广受关注的超导体应用中,氦气是不可或缺的。此外,由于氦气化学性质不活泼和轻于空气等特征,氦气常用于飞船或广告气球中的充入气体,这一用途也是众所周知的。在海洋开发领域的呼吸用混合气体中,以及医疗领域的核磁共振成像设备的超导电磁体冷却的用途中,氦气都得到广泛的应用:军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等。

 

用作氦气球(工业氦气)、氦气飞艇的填充气体,以取代其有高度可燃性的氢气
与高纯二氧化碳和高纯氮气一起用作二氧化碳激光切割机的激光气体
液氦用于核磁共振成像仪的超导磁体
跟医用氧气一起用于深海作业的呼吸气体
用作空调领域氦漏仪的检漏气体
跟高纯氩气一起用作特殊焊接的保护气体
用作气相色谱仪/气质联用仪等仪器的载气
高纯氦气实景图
氦气基本性质
氦气是一种无色、无味、无毒的不燃烧的储存于气瓶中的高压气体。压力通常有15MPa,使用时应用YQY-12或152IN-125等减压器减压后使用,使用前应用肥皂水检漏气体管道,确保气体管道不漏气。
确保氦气不泄露、工作场所保持通风,当氦气含量增加导致氧气含量低于19.5%时,患者先出现呼吸加快、注意力不集中、共济失调;继之出现疲倦无力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐,以致死亡。
包装的气瓶上均有使用的年限,凡到期的气瓶必须送往有部门进行安全检验,方能继续使用。
每瓶氦气在使用到尾气时,应保留瓶内余压在0.5MPa,不得低于0.25MPa余压,应将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。
瓶装氦气在运输储存、使用时都应分类堆放,不准靠近明火和热源,应做到勿近火、勿沾油腊、勿爆晒、勿重抛、勿撞击,严禁在气瓶身上进行引弧或电弧,严禁野蛮装卸,短距离移动氦气钢瓶应使用钢瓶专用手推车,长距离移动钢瓶应用危险品运输车辆运输。
液氦的温度为-268.9℃,与皮肤接触能引起严重冻伤。
容器规格 容器尺寸(cm) 平均毛重(kg) 阀门/螺纹出口 充装量
40L 22×140 51 PX-32或QF-2 螺纹G5/8 14.5MPa/5.8Nm3/1kg
DOT50L 24×150 62 CGA580 20MPa/10Nm3/1.8kg
 
 
成分   工业氦气 高纯氦气 超纯氦气 单位
氦气 99% 99.999% 99.9999% %V
氖气 4 - ppmw
氢气 1 0.5 ppmw
氧气 2000 1 - ppmw
氮气 8000 2 0.5 ppmw
一氧化碳 - 0.5 0.1 ppmw
二氧化碳 - 0.5 0.1 ppmw
甲烷 - 0.5 0.1 ppmw
水份 - 3 0.2 ppmw
 
氦气的物理化学性质
氦气分子量: 4.0026 
熔点(2555kPa):    -272.1℃
沸点(101.325kPa):    -268.94℃ 
液体密度(4.20K,100.312kPa):  125.2kg/m3
氦气密度(0℃,101.325kPa):    -0.1785 kg/m3
相对密度(气体,0℃,101.325kPa):0.138
比容(21.1℃,101.325kPa):6.0304 m3/kg
气液容积比(15℃,100kPa):    748 L/L
临界温度:    -268.0℃
临界压力:    229 kPa
临界密度:    69.3 kg/m3
熔化热(1.2K,2555kPa):0.0836kJ/kg
气化热(-268.926℃,101.325kPa):20.42 kJ/kg
比热容(气体,25℃,101.325kPa):Cp=5238.3 J/(kg·K)Cv=3213.7J/(kg·K)
比热比(气体,25℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.63  
蒸气压(0.5K):   0.0000022kPa    (2.0K):3.17kPa  (5.0K): 197.1 kPa
粘度(0℃,101.325kPa):0.01864 mPa·S 
(液体,3.0K):0.0033 mPa·S
表面张力(4.2K):0.096 mN/m 
导热系数(0℃,101.325kPa):0.1426 W/(m·K)
 (液体,2.4K):0.01883 W/(m·K) 
折射率(气体,0℃,101.325kPa):  1.000035
 氦气在常温常压下为无色无臭无味无毒的惰性气体。不燃烧。微溶于水和有机溶剂。在压力为101.325kPa时水中的溶解度为0.00901 ml/g(0℃)、0.00834 ml/g(30℃)、0.00887 ml/g(60℃)。20℃,101.325kPa时,在一些有机溶剂中的溶解度为,甲醇中31.3ml/1,乙醇中28.1ml/1,丙酮中30.9ml/1,苯中18.0ml/l。氦是仅次于氢的轻气体,易扩散和渗透,化学性质稳定,因此,常用它作探漏气体。
 
氦气气瓶安全使用

(一)包装—超纯氦气钢瓶
名称:钢质无缝气瓶 (执行标准GB5099\ISO9809)
(二)存放—超纯氦气钢瓶
1. 气瓶使用和检验遵照国家质量技术监督局《气瓶安全监察规程》的规定。
2. 气瓶不得靠近火源,不得受日光曝晒,与明火距离一般应该不小于10米,气瓶不得撞击。
3. 气瓶的瓶子严禁沾染油脂。
4. 气瓶内的气体不能全部用尽,应该留不小于0.04MPa剩余压力。
5. 气瓶充气压力不得超过规定压力。
6. 安全帽要随时装上,一保护气阀。
7. 气瓶每三年检验一次(特殊情况例外)做外表检查及进行水压试验,试验合格后方可继续使用,检验在充气单位进行。
  

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