在幾乎任何實(shí)驗(yàn)室或研究和科學(xué)設(shè)施中，都有許多設(shè)備、儀器或過(guò)程需要?dú)怏w來(lái)運(yùn)行儀器或過(guò)程或校準(zhǔn)設(shè)備。位于實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的氣瓶可能存在重大危險(xiǎn)，它們占用的空間可以更好地用于其他更合適的用途。設(shè)計(jì)、尺寸和位置適當(dāng)?shù)臍怏w輸送系統(tǒng)可以提高實(shí)驗(yàn)室的安全性。此外，關(guān)注高純度要求——純度、相容性、流動(dòng)性、結(jié)構(gòu)材料等——對(duì)于安全性、性能和成本效益至關(guān)重要。

有許多適用于氣體及其輸送系統(tǒng)的儲(chǔ)存、使用和安裝的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。本文無(wú)意詳述所有內(nèi)容，但會(huì)參考這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的部分內(nèi)容，因?yàn)樗鼈冞m用于氣體儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)的一般原則。

氣體需求審計(jì)

正確設(shè)計(jì)任何氣體裝置的第一步，無(wú)論是用于新設(shè)施還是改造設(shè)施，都是對(duì)每個(gè)地點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)室所需的氣體進(jìn)行審計(jì)或調(diào)查。確定每臺(tái)儀器需要哪些氣體、它們的純度水平、所需的輸送壓力和峰值流量需求對(duì)于確定從所需的管道尺寸到所需的存儲(chǔ)區(qū)域甚至氣體的模式或來(lái)源等一切都至關(guān)重要可能會(huì)提供。高估壓力或流量要求會(huì)導(dǎo)致更高的安裝成本和減少的氣體節(jié)省，因?yàn)闅埩粼阡撈恐械膬?nèi)容物或更高的不需要的鋼瓶月租費(fèi)。然而，低估可能會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵儀器或系統(tǒng)的氣體供應(yīng)效率低下，從而影響其使用或操作。

假如可以確定該區(qū)域每種氣體的總需求量，并且當(dāng)作為一個(gè)整體進(jìn)行編譯時(shí)，將確定建筑物需求的范圍。然后可以將平均一周或一個(gè)月的操作所需的每種氣體的總量與氣體供應(yīng)商提供的該氣體的可用選項(xiàng)進(jìn)行比較。雖然某些氣體或純度只能在高壓鋼瓶中供應(yīng)，例如用于氣相色譜儀的純度為 99.999% 的氦氣，但其他氣體（例如用于電感耦合等離子體分析儀的具有相同純度的氬氣）可以在高壓鋼瓶中供應(yīng)高壓鋼瓶或低溫液體鋼瓶，其體積相當(dāng)于多達(dá) 18 個(gè)高壓鋼瓶。為實(shí)驗(yàn)室提供不少于一周平均使用量所需的氣瓶總數(shù)將是連接作為主要供應(yīng)的理想氣瓶數(shù)量，連接相同數(shù)量的氣瓶作為備用供應(yīng)和額外數(shù)量的氣瓶作為備用。這將有助于確定氣體輸送系統(tǒng)和氣瓶存儲(chǔ)區(qū)域所需的空間和位置。 

選擇合適的氣體輸送系統(tǒng)

對(duì)于幾乎所有實(shí)驗(yàn)室氣體，保持氣體純度是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。為此，必須考慮結(jié)構(gòu)材料的選擇及其與特定氣體的相容性及其純度水平。材料與特定氣體兼容是不夠的，設(shè)計(jì)確保并保持氣體的純度是不夠的。從入口到出口，與鍛造部件相比，系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)有棒材黃銅或 316L 不銹鋼部件。任何隔膜都應(yīng)由 316L 不銹鋼制成，隔膜密封件應(yīng)采用金屬對(duì)金屬設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)應(yīng)具有 1 × 10–8標(biāo)準(zhǔn)厘米3 /秒氦氣的最小泄漏完整性，這相當(dāng)于 3.1 年內(nèi)逸出或進(jìn)入的立方厘米體積。這不僅可以確保氣體不會(huì)從系統(tǒng)中泄漏出來(lái)，而且還可以防止雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)并損害氣體的純度。對(duì)于系統(tǒng)的入口，入口連接應(yīng)該在氣缸連接中有逆流止回閥，這樣一旦系統(tǒng)投入使用，可能進(jìn)入的任何環(huán)境空氣量都被限制在非常小的量。 

氣體輸送系統(tǒng)應(yīng)能夠輸送如上所述的最大所需壓力和流量以及氣體審計(jì)確定的信息。盡管還有許多其他方面必須考慮，但主要關(guān)注的領(lǐng)域是實(shí)驗(yàn)室外的儲(chǔ)氣區(qū)在哪里、需要多少氣體以及如何將氣體輸送到最終使用點(diǎn)。遵循這些指南的用戶可以很好地選擇安全且具有成本效益的氣體輸送系統(tǒng)。