实验室气路系统是指从气源至仪器终端之间的完整气体输送工程,涵盖气源切换、管道输送、压力调节、终端使用及安全监控等环节。科学规范的气路设计是保障实验人员安全、维持气体纯度和确保仪器稳定运行的前提。
一、气源供应设计
气源供应宜采用集中供气方式,由专用气瓶间向各实验室统一供气。气源系统应设置主供与备供双气瓶组,并配置自动切换装置。当主用侧气瓶压力低于设定值时,系统自动切换至备用侧供气,实现不间断供气。气瓶间选址应远离实验室主入口和火源热源,具有良好的通风条件。易燃易爆气体与助燃气体必须分室存放,实瓶与空瓶分区存放。气瓶间墙体应采用实体结构并设置防爆门,室内安装防爆灯、防爆风机及气体泄漏报警装置。
二、管路敷设设计
管道材料应选用BA级及以上等级的SS316L不锈钢无缝管道,对于超高纯度气体要求可采用EP级管道。主管道直径原则上不小于9.52毫米,仪器空气管道为12.7毫米,末端支管不小于6.35毫米。管道连接宜采用全自动轨道焊接或高压双卡套接头,严禁使用螺纹连接,可燃气体管道不应有螺纹接口。管路宜沿墙明敷于天花板下方,每隔1.5米设置金属支架固定。管道穿过墙体或楼板处应加设预埋套管,套管内管段不得有焊缝,管道与套管间采用不燃材料封堵。氧气管道应敷设于其他管道上方,氢气管道平行安装时与其他可燃气体管道间距不应小于0.5米。

三、压力调节设计
供气系统应采用两级减压方式。第一级减压由气瓶间汇流排处的减压阀完成,将高压降至中压;第二级减压由使用终端的减压阀调节至仪器所需压力。终端控制面板应包括二级减压阀、压力表及控制阀,阀体材质应为316L不锈钢。对于纯度不低于99.9%的气体供应,宜采用316L及以上等级不锈钢材质。
四、安全与报警设计
可燃气体管道连接用气设备的支管应设置阻火器以防回火。氢气、氧气管道的末端和最高点应设放空管,引至室外并高出屋面2米以上,设置防雷保护措施。可燃气体及助燃气体管道应有导除静电的接地装置。使用易燃易爆气体的房间应设置气体泄漏报警装置,集中放置惰性气体的房间应设置氧含量报警装置。可燃气体一级报警设定值应小于或等于25%爆炸下限,环境欠氧报警设定值宜为19.5%体积分数。气瓶存放间换气次数不应低于每小时3次,可燃气体存放间不应低于每小时6次。

五、验收与标识
系统安装完成后应进行强度试验和气密性试验。强度试验压力为设计压力的1.15倍,稳压10分钟无泄漏为合格。气密性试验压力等于设计压力,停压10分钟后检查所有密封点无泄漏为合格。所有气体管道每隔1.5米应粘贴标识,标明气体名称及流向箭头。