ARGON TECHNICZNY: Badania czystości

Argon techniczny o podwyższonej czystości, to argon czysty nie tylko pod względem chemicznym, ale również pod względem zawartości w nim zanieczyszczeń stałych (cząstek). Należy pamiętać, że na jakość gazu dostarczanego do punktu użytkowania, ogromny wpływ ma jakość wykonania i stan techniczny instalacji dystrybucji gazu sprężonego, typ i ilość zastosowanych filtrów.

Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA wykonuje badania czystości argonu technicznego w instalacjach ciśnieniowych (w punktach użytkowania). Wykonujemy pomiary w zakresie parametrów:

• Zawartość cząstek stałych
• Zawartość wilgoci - ciśnieniowy punkt rosy 
• Zawartość aerozolu oleju

Zapraszamy do kontaktu celem omówienia szczegółów badania w Państwa firmie.

KONTAKT W SPRAWIE BADAŃ: 
Email: info@bnt-sigma.pl
Telefon: 530 30 90 30

ULOTKA BADANIA Z OFERTĄ CENOWĄ:

Argon techniczny - czystość

Argon techniczny (Ar) Ten gaz obojętny, o niepowtarzalnych cechach, jest nieodzowny w wielu dziedzinach przemysłowych i badawczych. Argon techniczny to bezpieczny gaz, który stanowi niemalże 1% naszej atmosfery. Głównie znajduje zastosowanie w sektorze metalurgicznym, gdzie towarzyszy procesom wytwarzania, obróbki czy też obróbki metali. W spawalnictwie, HIPingu czy też wyżarzaniu jest niezastąpiony. Często łączony jest z innymi gazami, takimi jak dwutlenek węgla, tlen, azot czy wodór, dostosowując się do konkretnego procesu i używanego materiału. Dzięki swojej obojętności, argon techniczny zdobył uznanie w innych branżach. W przemyśle szklarskim to on odpowiada za produkcję szyb podwójnych. W sektorze spożywczym pomaga w eliminacji tlenu z beczek winiarskich, a w laboratoriach analitycznych jest nieoceniony jako gaz nośny, na przykład w chromatografii gazowej czy też urządzeniach ICP-MS. Chemicznie mówiąc, argon techniczny to element o symbolu Ar, z liczba atomową 18 i masą atomową wynoszącą 39,948 u. Jego odkrycie w XIX wieku przypisuje się Sir Rayleighowi oraz Sir Williamowi Ramsayowi. Jest to gaz szlachetny, bezbarwny, niepalny i całkowicie nietoksyczny, którego ciężar jest większy niż powietrza. Jego obecność w atmosferze ziemskiej to około 0,934% objętości. Choć argon techniczny jest chemicznie obojętny, jego specyficzna linia widmowa w plazmie sprawia, że znajduje zastosowanie także w oświetleniu. Na rynku znany jest pod nazwą "Argon sprężony". Chociaż posiada numer CAS 7440-37-1 i numer WE 231-147-0 z wzorem chemicznym Ar, dzięki swojej specyfice i zawartości w załączniku IV/V do REACH, jest zwolniony z obowiązku rejestracji.

Argon jest szlachetnym gazem bez koloru, smaku i zapachu w temperaturze i ciśnieniu pokojowym. Stanowi on około 0,93% objętości atmosfery ziemskiej, co czyni go trzecim co do wielkości składnikiem powietrza, zaraz po azocie i tlenie. Jego wyjątkowe właściwości chemiczne, głównie bierność, sprawiają, że jest niezwykle cenny w wielu zastosowaniach przemysłowych, zwłaszcza w dziedzinach wymagających wysokiej czystości gazu.

Wraz z rosnącą złożonością technologiczną i bardziej zaawansowanymi procesami przemysłowymi, potrzeba argonu o wysokiej czystości stała się bardziej wyraźna. Czystość tego gazu ma kluczowe znaczenie w różnych dziedzinach, od spawania po badania naukowe.

Charakterystyka fizyczna i chemiczna argonu technicznego

Wygląd: Klarowny, przezroczysty

Kolor: Argon techniczny jest bezbarwny

Stan: W formie gazowej

Aromat: Argon techniczny nie posiada charakterystycznego zapachu

Wskaźnik pH: Brak zastosowania dla argonu technicznego

Masa molekularna [g/mol]: Około 40 Krytyczna temperatura (°C): -122°C

Punkt topnienia (°C): -189°C Punkt wrzenia dla argonu technicznego (°C): -186°C

Temperatura, przy której zachodzi zapłon (°C): Brak informacji dla argonu technicznego Szybkość parowania: Dane nie dostępne

Charakter palności: Argon techniczny to gaz niepalny

Zakres stężeń zapalnych (% obj.): Brak konkretnych danych

Ciśnienie cząsteczkowe przy 20°C: Nie podano

Gęstość relatywna: 1,38 w porównaniu z powietrzem (powietrze=1)

Zdolność rozpuszczania w wodzie [mg/l]: Około 67

Współczynnik podziału między n-oktanołem a wodą [log Kow]: Nie ma zastosowania dla argonu technicznego

Temperatura, przy której dochodzi do samozapłonu (°C): Nie dotyczy

Punkt, w którym argon techniczny ulega rozkładowi (°C): Brak informacji

Właściwości lepkie: Dane nie dostępne

Potencjalne właściwości eksplozyjne: Argon techniczny nie wykazuje takich właściwości

Cechy utleniające: Brak takich właściwości u argonu technicznego.

Produkcja argonu technicznego

Produkcja argonu technicznego jest skomplikowanym procesem, który zaczyna się od izolacji tego gazu z powietrza.

a. Metody pozyskiwania argonu z powietrza:

Najczęstszą metodą produkcji argonu jest destylacja frakcyjna skroplonego powietrza. Skroplenie powietrza wymaga schłodzenia go do bardzo niskich temperatur. Po skropleniu powietrze jest frakcyjnie destylowane w kolumnach destylacyjnych, gdzie różne składniki gazu, takie jak azot, tlen i argon, są oddzielane na podstawie różnicy w ich punktach wrzenia.

b. Procesy oczyszczania argonu do formy technicznej:

Po izolacji argonu z powietrza konieczne jest jego dalsze oczyszczenie. W tym celu można stosować różne metody, takie jak adsorpcja, chłodzenie i ponowna destylacja. Procesy te pomagają usunąć wszelkie zanieczyszczenia, takie jak tlen, azot, wodór i węglowodory, które mogą negatywnie wpłynąć na jakość argonu technicznego.

Standardy czystości argonu technicznego

Jakość argonu technicznego jest kluczowa dla jego zastosowań przemysłowych. Czystość jest zwykle wyrażana w postaci liczby, która reprezentuje poziom czystości.

a. Klasyfikacja czystości argonu:

Czystość argonu jest klasyfikowana według skali, która opisuje jego czystość w jednostkach ppm (części na milion). Na przykład argon 4.8 oznacza, że gaz jest czysty w 99,998%, co oznacza, że ma mniej niż 20 ppm zanieczyszczeń. Podobnie argon 5.0 ma czystość 99,999%, co odpowiada mniej niż 10 ppm zanieczyszczeń. Standardy jakościowe argonu technicznego definiowane są przez liczbę dziewiątek w jego oznaczeniu. Przykładowe nazwy takie jak: Argon techniczny 4.6, Argon techniczny 5.0 czy Argon techniczny 4.8 świadczą o poziomie czystości gazu. Pierwsza cyfra przed kropką reprezentuje ilość dziewiątek, natomiast cyfra po kropce określa dokładniejszy poziom czystości. Dla przykładu, Argon techniczny 4.6 oznacza, że gaz ten charakteryzuje się 99,996% czystością. Szczegółowy skład i właściwości można znaleźć w specyfikacji technicznej produktu.

b. Zastosowania różnych poziomów czystości argonu w przemyśle:

Różne poziomy czystości argonu są używane w różnych aplikacjach przemysłowych. Na przykład argon o wysokiej czystości (np. 5.0) jest preferowany w przemyśle półprzewodnikowym, gdzie nawet niewielkie ilości zanieczyszczeń mogą wpłynąć na jakość finalnego produktu. Z kolei argon o niższej czystości może być odpowiedni do zastosowań, takich jak spawanie, gdzie wymagania dotyczące czystości nie są tak rygorystyczne.

Znaczenie czystości argonu w różnych zastosowaniach

Spawanie TIG:

Technika spawania TIG (Tungsten Inert Gas) polega na użyciu elektrody wolframowej w otoczeniu ochronnym argonu lub mieszanki gazów szlachetnych. Czystość argonu jest kluczowa w tej technice. Zanieczyszczenia w gazie ochronnym mogą prowadzić do wad spawu, takich jak porowatość, zaburzenia struktury krystalicznej czy utrata właściwości mechanicznych połączenia. Dlatego dla zachowania wysokiej jakości spawu, argon musi być wolny od zanieczyszczeń, zwłaszcza od tlenu, azotu i wody. Argon techniczny, ze względu na swoją obojętność i brak reaktywności z innymi gazami, jest doskonałym środkiem osłonowym w procesach spawalniczych, nawet przy ekstremalnie wysokich temperaturach łuku plazmowego. W porównaniu do azotu, argon techniczny nie reaguje z tlenem, nawet w warunkach wysokich temperatur. Jest to idealny gaz dla technik spawania MIG i TIG, zwłaszcza przy obróbce metali nieżelaznych. Aby uzyskać optymalne warunki spawania stali węglowych oraz stali stopowych metodą MAG, argon techniczny często miesza się z gazami aktywnymi (takimi jak CO2, O2, H2) oraz gazami obojętnymi (takimi jak He, N2).

Spektroskopia mas:

Spektroskopia mas to technika analizy materiałów oparta na oddzielaniu jonów według ich masy i ładunku. Argon techniczny jest często używany w spektrometrii mas jako gaz kolizyjny. Wysoka czystość argonu jest niezbędna, ponieważ nawet niewielkie ilości zanieczyszczeń mogą wpłynąć na wyniki analizy, prowadząc do fałszywych wyników lub zakłóceń.

Ochrona przeciwpożarowa: W sytuacjach, gdy nie jest możliwe użycie CO2, wody czy piany, argon techniczny służy jako skuteczny środek gaśniczy.

Przemysł spożywczy: Argon techniczny chroni przed procesami utleniania podczas produkcji wysokiej klasy win czy tłoczenia oliwy z oliwek.

Medycyna: Jako gaz laserowy, argon techniczny znajduje zastosowanie w procedurach medycznych, takich jak operacje oczu, zabiegi usuwania żylaków czy też eliminacja tatuaży.

Inne zastosowania:

Argon o wysokiej czystości jest także wykorzystywany w produkcji lamp wyładowczych, w badaniach naukowych dotyczących plazmy oraz jako gaz ochronny w produkcji półprzewodników i wyrobu szkła. W każdym z tych zastosowań czystość argonu jest kluczem do uzyskania optymalnych wyników. Argon techniczny jest kluczowym składnikiem w procesach spawania laserowego oraz drukowaniu 3D z metali.

Wykorzystanie argonu technicznego w badaniach naukowych

a. Eksperymenty w fizyce cząstek i astrofizyce:

Argon techniczny znajduje szerokie zastosowanie w eksperymentach dotyczących fizyki cząstek i astrofizyki. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, takim jak niska aktywność radioaktywna, jest idealnym medium do detekcji cząstek, takich jak neutrina. Wysoka czystość argonu jest niezbędna, aby uniknąć fałszywych sygnałów i zapewnić precyzyjne wyniki pomiarów.

b. Jako ochronna atmosfera w badaniach materiałowych:

Podczas prowadzenia badań nad nowymi materiałami, szczególnie w warunkach wysokich temperatur, argon techniczny jest często używany jako gaz ochronny, chroniący materiały przed reakcją z tlenem czy innymi gazami reaktywnymi. Wysoka czystość argonu zapewnia stabilność procesów i precyzyjność badań.

c. Wykorzystanie w analizie chemicznej:

Argon techniczny jest również wykorzystywany jako gaz nośny w chromatografii gazowej oraz jako medium w spektroskopii emisyjnej z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICP). W obu tych zastosowaniach czystość argonu ma kluczowe znaczenie dla precyzyjności i dokładności wyników.

Metody kontroli i pomiaru czystości argonu technicznego

a. Analiza gazowa:

Jednym z podstawowych sposobów oceny czystości argonu technicznego jest analiza gazowa. Specjalistyczne urządzenia, takie jak spektrometry mas, pozwalają na wykrywanie i kwantyfikowanie śladowych ilości zanieczyszczeń w argonie.

b. Urządzenia do monitorowania czystości w czasie rzeczywistym:

Nowoczesne technologie umożliwiają monitorowanie czystości argonu w czasie rzeczywistym. Detektory zanieczyszczeń, zintegrowane z systemami dostarczania gazu, mogą natychmiast alarmować użytkownika o potencjalnych problemach z jakością gazu.

c. Znaczenie regularnych badań czystości dla przemysłu:

Regularne badania czystości argonu są niezbędne w wielu gałęziach przemysłu. Zapewniają one spójność produkcji, bezpieczeństwo procesów i wysoką jakość produktów końcowych.

Wykrywanie i radzenie sobie z zanieczyszczeniami

a. Najczęstsze zanieczyszczenia w argonie technicznym:

Mimo starannych procesów oczyszczania, argon techniczny może zawierać śladowe ilości różnych zanieczyszczeń. Najczęstsze zanieczyszczenia obejmują tlen, azot, wodór, węglowodory oraz różne śladowe metale. Te zanieczyszczenia mogą pochodzić z pierwotnego powietrza, używanego w procesie produkcji, lub z wprowadzenia zewnętrznych źródeł podczas transportu lub przechowywania gazu.

b. Techniki wykrywania zanieczyszczeń:

Wykrywanie niskich poziomów zanieczyszczeń w argonie technicznym wymaga zaawansowanych technik analitycznych. Spektroskopia mas, chromatografia gazowa i różne techniki spektroskopii optycznej są powszechnie stosowane do tego celu. Każda z tych technik ma swoje unikalne zalety i ograniczenia w kontekście różnych rodzajów zanieczyszczeń.

c. Usuwanie i kontrola zanieczyszczeń:

Gdy zanieczyszczenia zostaną wykryte, istotne jest ich skuteczne usunięcie. To może obejmować dodatkowe etapy oczyszczania, takie jak destylacja, adsorpcja lub różne metody filtracji. Ponadto kontrola procesu produkcji i przechowywania, w tym hermetyczne zabezpieczenie pojemników i rurociągów, może zapobiegać wtórnemu zanieczyszczeniu gazu.

Argon techniczny w butlach

Butle wykonane z stali różnią się wielkościami i są wypełnione argonem technicznym pod różnymi ciśnieniami. Barwa danego gazu butlowego odpowiada normie europejskiej EN 1089-3. W kontekście argonu technicznego, odpowiedni kolor to zieleń. Kompletną listę gatunków gazu i ich barw butli można przejrzeć w tym miejscu. Argon techniczny pod wysokim ciśnieniem nie jest idealnie zgodny z modelem gazu doskonałego. Na przykład, butla wypełniona argonem technicznym pod ciśnieniem 200 bar posiada o 7% więcej gazu niż sugeruje to teoria gazu doskonałego. Tymczasem butla z argonem technicznym pod ciśnieniem 300 bar przechowuje aż do 50% więcej gazu niż jej odpowiednik o ciśnieniu 200 bar. Jest to maksymalne dostępne sprężenie. Większość przedsiębiorstw oferuje argon techniczny w butlach o ciśnieniach 200 i 300 bar. Tak jak w przypadku wszystkich pojemników ciśnieniowych, butle z argonem technicznym są specjalnie przygotowywane i obsługiwane przed ich napełnieniem, aby zapewnić oczekiwaną czystość gazu i przede wszystkim bezpieczeństwo użytkowników. Z uwagi na różnorodność dostępnych butli, kluczowe jest wybór odpowiedniego wyposażenia. Pozwala to na dostosowanie ciśnienia i przepływu argonu technicznego. Poza butlami o ciśnieniu 300 bar, nie ma różnic w zastosowaniu w zależności od kraju użytkowania.

Argon techniczny skroplony w zbiornikach kriogenicznych

Na rynku dostępny jest także skroplony argon techniczny, przeznaczony dla klientów o większym zapotrzebowaniu na ten gaz. Istnieje wiele opcji zbiorników magazynowych o zróżnicowanych pojemnościach. Aby utrzymać argon techniczny w stanie skroplonym, konieczne jest jego przechowywanie w specjalistycznych zbiornikach kriogenicznych. Możliwość zakupu lub wynajmu takich zbiorników obejmuje dewary, przenośne pojemniki na ciecz (PLC), zbiorniki kriogeniczne czy mini-luzy. Ze względu na ekstremalnie niskie temperatury przechowywania, niezbędne jest rygorystyczne przestrzeganie zasad bezpieczeństwa, w tym korzystanie z odpowiednich rękawic ochronnych.

Wnioski i perspektywy przyszłości

Argon techniczny odgrywa kluczową rolę w wielu sektorach przemysłowych oraz w nauce. Jego unikalne właściwości, w połączeniu z możliwością uzyskania wyjątkowo wysokiej czystości, czynią go niezastąpionym w wielu zastosowaniach. Jednak z rosnącym zapotrzebowaniem na argon o jeszcze wyższej czystości oraz z rozwijającą się technologią, przemysł stoi przed wyzwaniami związanymi z produkcją, kontrolą i dostawą tego ważnego gazu.

ARGON TECHNICZNY - CZĘSTO ZADAWANE PYTANIA

Q: Czym jest Argon techniczny?

A: Argon techniczny to gaz techniczny o bardzo wysokiej czystości, który jest stosowany w różnych procesach produkcyjnych.

Q: Jakie są zastosowania gazu Argon technicznego?

A: Gaz Argon techniczny jest stosowany jako gaz osłonowy w spawaniu, szczególnie w metodzie TIG. Jest również używany w przemyśle elektronicznym, szklarskim, metalurgicznym i wielu innych branżach.

Q: Jak oznacza się czystość gazu Argon?

A: Czystość gazu Argon jest oznaczana liczbami, które określają zawartość zanieczyszczeń. Na przykład, Argon 4.6 oznacza, że gaz ten zawiera maksymalnie 4.6 ppm (cząstek na milion) zanieczyszczeń.

Q: Jakie są inne gazy techniczne oprócz Argonu technicznego?

A: Inne gazy techniczne to na przykład azot, hel, tlen i wiele innych.

Q: Do czego służy butla z gazem Argon?

A: Butla z gazem Argon służy do przechowywania i transportu tego gazu w celu użycia w różnych procesach przemysłowych.

Q: Jaki jest związek między gazu o czystości Argon 4.6 a gazy czyste?

A: Gaz Argon o czystości 4.6 jest jednym z gatunków gazów czystych, które charakteryzują się bardzo niską zawartością zanieczyszczeń.

Q: Kto jest producentem gazu Argon technicznego?

A: Linde jest jednym z producentów gazu Argon technicznego.

Q: Jakie są klasy czystości gazu Argon?

A: Klasy czystości gazu Argon są określane w zależności od zawartości zanieczyszczeń. Na przykład, czysty gaz Argon może mieć klasę czystości 5.0, co oznacza zawartość zanieczyszczeń na poziomie 5 ppm.

Q: Jakie są właściwości gazu Argon?

A: Gaz Argon jest gazem bezzapachowym, bezbarwnym i nietoksycznym. Jest również obojętny chemicznie.

Q: Jak gazy techniczne, w tym Argon, wpływają na procesy produkcyjne?

A: Gazy techniczne, w tym Argon, mogą wpływać na procesy produkcyjne poprzez modyfikację atmosfery i stabilizację warunków, co przyczynia się do poprawy jakości produktu końcowego.