Come garantire un risultato ottimale al punto d'uso dei tuoi gas?

Non lasciare che la contaminazione alteri le tue analisi. Scopri come scegliere l'attrezzatura giusta e spurgare efficacemente le tue linee per garantire la purezza dei gas speciali fino al punto d'uso. La scelta corretta dei materiali e dei filtri contribuisce alla riduzione dei livelli di contaminazione in tutte le tue applicazioni. 

Lettura: 6 min

Impianto a gas

Anche con un gas ad elevata purezza in bombola, la qualità può essere compromessa prima di raggiungere il tuo analizzatore. Per questo è fondamentale scegliere le apparecchiature di utilizzo adeguate. Per garantire un risultato ottimale al punto d'uso, Air Liquide ti aiuta a fare le scelte giuste e può fornire ed occuparsi per te dell'assemblaggio del tuo impianto. Che si tratti di azoto o di altri gas di purezza elevata, i regolatori di punto d'uso per gas di purezza elevata assicurano un flusso stabile e sicuro fino al tuo analizzatore.

Quali sono le cause invisibili della contaminazione in un impianto?

Se il tuo "punto d'uso" riceve un gas degradato nonostante la bombola sia certificata pura, la colpa è spesso di due fenomeni fisici invisibili che inquinano le prestazioni dell’installazione:

La contaminazione da aria (retrodiffusione): è un rischio costante. A causa della differenza di pressione parziale tra i gas situati ai due lati delle pareti, è possibile che l'ossigeno o l'umidità dell'aria penetrino nelle tue tubazioni o nella tua bombola, anche se sotto pressione.

  • La spiegazione fisica: questo fenomeno è dovuto alla differenza di pressione parziale tra i gas all'interno e all'esterno del sistema. Se la pressione parziale dell'ossigeno nell'aria è superiore a quella all'interno del tubo (come accade con un gas de elevata purezza), l'ossigeno cercherà di penetrare nel sistema.
  • Conseguenze: l'impianto viene contaminato e la qualità del gas utilizzato si degrada. Anche minime tracce di ossigeno o umidità rendono più difficile il controllo della qualità e alzano i livelli di impurità a valle.

La miscela gas-aria nel sistema di collegamento: durante la sostituzione della bombola, l'aria ambiente rimane intrappolata nell'attacco se non viene applicata una rigorosa procedura di spurgo.

Rischi di contaminazione in un impianto gas

 

Raccordi delle bombole: la tua attrezzatura è a tenuta d'aria?

Per eliminare i rischi di contaminazione per retrodiffusione, la scelta del materiale che utilizzano è fondamentale:

  • L'attrezzatura deve essere adatta alla tua applicazione (regolatore monostadio oppure a due stadi, valvole, tubazioni, ecc.), non permeabile, non porosa e non reattiva.

Ecco l'impatto concreto del materiale sulla contaminazione da ossigeno (in ppm-mol) per una tubazione di 1 metro sotto argon (portata 5 l/h, 10 bar):

  • La barriera assoluta (0 ppm): l'acciaio inossidabile e il rame sono gli unici a proteggere e garantire una tenuta perfetta.
  • I materiali permeabili (da verificare e monitorare): il PTFCE (0,6 ppm), il neoprene (6,9 ppm) o il PTFE (13 ppm) lasciano migrare l'ossigeno, il che può essere sufficiente per alterare un'analisi di precisione.
  • I materiali da evitare: la gomma naturale (40 ppm) o il polivinile (27 ppm) inquinano pesantemente il gas e rovinano la qualità di un gas puro.
Contaminazione generata da diversi materiali
Esempio di contaminazione da ossigeno dell'aria in una tubazione sotto argon
(portata 5 l/h, pressione 10 bar, lunghezza 1 m, diametro 6 mm).
MaterialeContaminazione da ossigeno (in ppm-mol)
Acciaio inossidabile0
Rame0
Nylon™ o Rilsan0,05
PTFCE0,6
Perbunan5,3
Neoprene6,9
Polietilene11
PTFE13
Polivinile27
Gomma naturale40


Promemoria importante: bisogna sempre assicurarsi della tenuta, delle prestazioni e della pulizia dei materiali a contatto con il gas in ogni punto dell'impianto.

Hai domande sulla tenuta del tuo impianto?

Raccordi delle bombole: la tua attrezzatura è a tenuta d'aria?

Per eliminare i rischi di contaminazione per retrodiffusione, la scelta del materiale che utilizzano è fondamentale:

  • L'attrezzatura deve essere adatta alla tua applicazione (regolatore monostadio oppure a due stadi, valvole, tubazioni, ecc.), non permeabile, non porosa e non reattiva.

Ecco l'impatto concreto del materiale sulla contaminazione da ossigeno (in ppm-mol) per una tubazione di 1 metro sotto argon (portata 5 l/h, 10 bar):

  • La barriera assoluta (0 ppm): l'acciaio inossidabile e il rame sono gli unici a proteggere e garantire una tenuta perfetta.
  • I materiali permeabili (da verificare e monitorare): il PTFCE (0,6 ppm), il neoprene (6,9 ppm) o il PTFE (13 ppm) lasciano migrare l'ossigeno, il che può essere sufficiente per alterare un'analisi di precisione.
  • I materiali da evitare: la gomma naturale (40 ppm) o il polivinile (27 ppm) inquinano pesantemente il gas e rovinano la qualità di un gas puro.
Contaminazione generata da diversi materiali
Esempio di contaminazione da ossigeno dell'aria in una tubazione sotto argon
(portata 5 l/h, pressione 10 bar, lunghezza 1 m, diametro 6 mm).
MaterialeContaminazione da ossigeno (in ppm-mol)
Acciaio inossidabile0
Rame0
Nylon™ o Rilsan0,05
PTFCE0,6
Perbunan5,3
Neoprene6,9
Polietilene11
PTFE13
Polivinile27
Gomma naturale40


Promemoria importante: bisogna sempre assicurarsi della tenuta, delle prestazioni e della pulizia dei materiali a contatto con il gas in ogni punto dell'impianto.

Quale procedura di spurgo applicare per eliminare l'aria residua?

Il collegamento è il momento critico in cui l'aria ambiente si infiltra. La soluzione per garantire la qualità del gas è eseguire tassativamente una procedura di spurgo dell'impianto per eliminare un'eventuale contaminazione della linea di trasferimento.

L'obiettivo è duplice: questo metodo permette di eliminare l'aria e tutte le impurità residue contenute nei tuoi impianti ed apparecchiature durante la messa in servizio di ogni nuova bombola. Per raggiungere questo scopo efficacemente senza sprecare gas, la soluzione standard consiste nello spurgare l'attrezzatura tramite cicli di compressione-espansione.

Ecco la procedura di spurgo per un gas o una miscela non reattivi:

  • Fase 1: Installazione e misure di sicurezza
    Monta il riduttore di pressione sulla bombola. Prima di qualsiasi manipolazione, verifica che il riduttore sia CHIUSO (vite di regolazione allentata) e che anche le valvole di sfiato (V1) e di utilizzo (V2) siano CHIUSE.

    Spurgo di un impianto a gas - Fase 1: Installazione e misure di sicurezza
  • Fase 2: Messa sotto pressione (compressione)
    Apri leggermente la valvola della bombola e richiudila subito. Regola quindi il riduttore alla sua pressione minima tramite controllo del manometro. Questa misura consente di intrappolare il gas e le impurità sotto pressione nel corpo del riduttore.

    Spurgo di un impianto a gas - Fase 2: Messa sotto pressione (compressione)
  • Fase 3: Espansione in atmosfera
    Apri la valvola di sfiato per espellere la miscela gas-aria. Punto di attenzione cruciale: richiudi questa valvola prima che venga raggiunta la pressione atmosferica. Ciò impedisce all'aria ambiente di rientrare nel circuito per retrodiffusione.

    Spurgo di un impianto a gas - Fase 3: Scarico in atmosfera
  • Fase 4: Ripetizione dell'operazione
    Ripeti le fasi 2 e 3 (compressione ed espansione) più volte. È la ripetizione dei cicli che diluisce ed evacua i contaminanti residui.

Lo sapevi? L'efficacia è esponenziale. Maggiore è il numero di cicli di spurgo, più rapidamente diminuisce il rischio di contaminazione. Come dimostrato dalle nostre curve di lavaggio, alcuni cicli rapidi valgono più di uno spurgo continuo prolungato.

Curve di lavaggio spurgo impianto gas

 

Domande frequenti

Risposte rapide ai tuoi dubbi su come garantire un risultato ottimale al punto d'uso dei tuoi gas

D: Bisogna spurgare a lungo o spesso?
R: Spesso! L'efficacia risiede nella ripetizione dei cicli (compressione-espansione) e non nella durata di apertura della valvola. Alcuni cicli rapidi eliminano molti più contaminanti rispetto a uno spurgo continuo prolungato.

D: Quale materiale va assolutamente evitato per l'alta purezza?
R: La gomma naturale. Con una contaminazione di 40 ppm di ossigeno (contro lo 0 dell'acciaio inossidabile), questo materiale agisce come una "spugna" per i contaminanti. Non offre più una barriera affidabile per proteggere la qualità del tuo gas puro.

D: Posso usare questa procedura di spurgo (per gas non reattivi) con i gas corrosivi?
R: No. Questa procedura standard si applica esclusivamente ai gas non reattivi (come l'azoto o l'argon). Per i gas reattivi, tossici o corrosivi, l'impianto richiede attrezzature specifiche e una procedura di sicurezza dedicata.

Altre domande frequenti su come scegliere il tuo riduttore di pressione per gas da laboratorio

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