中华人民共和国国家标准
六氟化硫电气设备中气体
管理和检测导则
The guide for processing and measuring
SF6 gas in power apparatus
中华人民共和国水利电力部1988-03-30 批准1988-10-01 实施
1 主题内容与适用范围
1.1 本导则主要是为充六氟化硫电气设备的使用部门提供设备中的气体的管理和检验的方
法。在《工业六氟化硫》产品国家标准实施之前,本导则可用于使用部门对新气的检测。
图1 六氟化硫的饱和蒸汽压曲线
GB 8905—88
杂质或杂质组合杂质或杂质组合
1.2 本导则是一个通用导则,对电气设备中六氟化硫气体检验和管理的一些特殊问题,将由
电气设备制造厂和用户双方商订。
1.3 本导则也包括了对六氟化硫气体的生产部门和电气设备制造部门提出的一些要求,这些
部门在制订各自的有关标准时应满足这些要求。
2 六氟化硫气体的一般性质
2.1 物理性质
六氟化硫气体的分子式为SF6,分子量为146.07,分子直径为4.56×10-10m。
六氟化硫气体在通常的室温和压力下呈气态,在20℃和101325Pa 时的密度为6.08g/L,
约为空气密度的5 倍。
六氟化硫气体的临界温度为45.6℃,经压缩而液化,通常以液态装入钢瓶运输,其饱和
蒸汽压曲线如图1 所示。
纯净的六氟化硫气体是无色、无嗅、无毒和不可燃的。
2.2 电气性质
2.2.1 六氟化硫是电负性气体(有吸收自由电子的倾向),具有良好的灭弧性能及高耐电压强
度。耐电压强度是受试验或使用条件影响的,在一个大气压力下,均匀电磁场中,六氟化硫
的耐电压强度约为氮气的2.5 倍。
2.2.2 纯净的六氟化硫是一种惰性气体,当温度约为180℃时,它与电气结构材料的相容性
和氮气相类似。设备中的放电会造成纯净六氟化硫气体的分解,其分解产物与结构材料是不
相容的。
2.2.3 六氟化硫气体在电弧作用下会产生分解现象,当温度高达4000K 以上,绝大部分分解
产物为硫和氟的单原子。电弧熄灭后,绝大部分分解产物又结合成稳定的六氟化硫分子,然
而有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应,产生金属氟化物和
硫的低价氟化物。
3 杂质的种类及其影响
3.1 杂质的种类
从运行的电气设备中取出的六氟化硫含有多种杂质。由于制造工艺过程的结果,其中一
些杂质在新气体中原来就已经存在。新气杂质的性质及其容许含量应符合表1 所规定的质量
标准。
其他杂质可能是设备运行时由于放电作用而产生的。
电器内部残留水分的扩散可能会使空气和水的含量超过新气体相应的初始数值。放电使
某些六氟化硫分解,其结果可能产生低氟化物及其他气体以及固体分解产物。
表1 六氟化硫质量标准
规定值(重量比) 规定值(重量比)
≤1.0ppm ≤0.05% 空气(N 2+O2)
≤10ppm ≤0.05% 4)
≤99.8% ≤8ppm
≤0.3pmm
四氟化碳(CF
水份
酸度(以ppmHF 计) 无毒
可水解氟化物(以ppmHF
计)
矿物油
纯度
毒性生物试验3.2 杂质的影响
某些杂质(例如氮)含量低时对绝缘及灭弧性能无重大影响。
对其他类的杂质必须限制其含量,以使它们无论是单独或是混合存在都不会对使用这些
气体的设备造成运行事故。例如,水、酸性杂质和氧(特别是当混合在一起时)会促进腐蚀并
导致机械功能失灵;水和任何酸性杂质混在一起时会在低温度及高气压下对设备的电气安全
带来危害;因此,这些杂质的含量必须限制,以防止腐蚀、结露。
3.3 杂质的容许含量
关于使用不纯气体的容许(杂质)极限并没有明确的规定,因为它们在很大程序上是取决
于电气设备的设计和安装位置的下述各种情况:最小的闪络距离、漏电路径的长度,封闭系
统内电弧的存在,与气体接触的各元件的性质、吸收装置,等等。制造厂应分别规定每一种
杂质含量最高值达到多少时就必须处理或更换(待定)。
3.4 毒性杂质
新六氟化硫是无毒、无色的,并且没有气味。然而,虽然它是无毒的,却不能维持生命,
在装有六氟化硫设备的地方,没有进行适当的通风以前不得进入。由于这种气体比重大,在
缺乏通风时,管沟中、密闭的小室中等可能全部为这种气体所充满,而工作人员必须知道在
这类地方有窒息的危险。这些地方应该使用氧量仪测定氧气含量,空气中氧含量应大于18%。
当六氟化硫用于电气设备内时,无论是在故障情况下或是在正常的电弧遮断情况下,它
都能被分解而产生硫-氟气体和金属氟化物的粉末。
已有的经验表明,工作人员暴露在即使是非常小量的分解产物的气体中,都会造成刺鼻
的或讨厌的气味对鼻、口及眼等的刺激明显的征兆。这种反应远在有任何明显的中毒反应之
前几秒钟内就会产生。如闻到刺激性的或不舒服的气味,操作人员应立即跑到新鲜空气中。
在正常情况下,可用抽真空处理排除所有的气体。如果经过抽真空处理后仍然有刺鼻的或讨
厌的气味存在而又必须在设备上工作时,则必须戴上防毒用具及呼吸器。
在某些设备中装有过滤器以便吸附气体的分解物。在着手拆卸过滤器之前,操作人员必
须按照制造厂家的说明书操作。
在对设备内部检查时,工作人员必须采取防护措施,以避免接触气体分解产物。若有显
著量的粉尘时,建议使用防毒面具(最好是装活性碳的过滤器)。眼晴应用工业型的防尘眼镜
保护(粉尘有时会腐蚀防尘护目眼镜的玻璃)。戴上橡皮手套以避免对皮肤的刺激。
4 取样方法
4.1 概要
取样的目的是为了能够得到能代表设备内部大部分物质的样品。在一般情况下,六氟化
硫是以气体状态存在的,因而采到的是气体样品。然而,大部分或者甚至是绝大部分的六氟
化硫会是液体,则可用液体试样,但应采取适当措施,以保证不会有液体六氟化硫残留在两
个关闭的阀门之间。
气体试样应是在足够的气体循环下得到的有代表性的样品,不应经过设备内部的过滤器
抽取。
当在设备检修的同时需要取样而又必须将设备中的气体排入容器中时(该容器中的气体
最后还是要装回到设备中去的),则可以从该容器中取试样。4.2 取样容器
虽然最理想的是从被检查的设备中将样品直接通入分析装置,但在安装现场通常是不可
能进行分析的。在这种情况下,就需要采用由惰性材料制成的容器。
当所取的样品是液态时,取样容器必须经受得起70×106Pa 的试验压力,并且不准完全
充满。在温和的气候条件下建议采用最大充气比为1kg/L,取样容器在充气前充气后要称重。
取样容器的大小必须使六氟化硫的体积能满足所进行试验项目的需要。
取样容器的脏污将会使被测试样中的杂质增加。因此,取样瓶不得用于盛装除六氟化硫
外的其他物质;用过以后,必须打开阀门将其加热至100℃,并用真空泵抽空,清除杂质。
然后将容器至少要用新的氟化硫交替充入和排空两次,最后注入稍高于大气压的新六氟化硫
贮存,供下次取样用。
在取样前,必须用真空泵抽空,并且最好是在工作现场进行,如果不方便的话,提前抽
真空的时间应尽量缩短。在可能做到的情况下,用一部分要取的样品冲洗容器。
4.3 取样管及连接
取样管从被取样设备或取样容器连接到分析装置,连接管的内径为3~6mm,长为1~
2m 的不锈钢管。接头应为全金属型,例如压接型或焊接型的。管子的内部应清洗干净,所
有的油脂、焊药等都应清除尽。
卸掉取样点的盖、塞子等,根据当时的情况用一块干布将能看得见的水擦干。用工业
热风或风机对取样点吹10~15min,把取样接头接到取样点上,检查管路是否密封完好,并
在取样前用六氟化硫液体缓和地冲洗取样管,然后方能连接取样。另一种方法是用图2 所示
的装置以新六氟化硫冲洗取样管。图2 取样连接示意
5 气体的鉴别
怀疑设备中的气体是否都是六氟化硫,以及备用六氟化硫气体与其他气体堆放一起不易
识别时,可以用以下方法鉴别。
5.1 密度的测定
称量已知体积的气体的重量。
在室温下,对空球管(玻璃球管,两端装真空活塞,容积一般是100mL)及充满蒸馏水的
球管,先后称重,准确至±0.1g;从二者的差就可得知水的重量,并从而得知该温度下球管
的容积。再将SF6 气体充入该空球管中,可称出已知体积的气体的重量,进而得出室温下气
体的密度。
5.1.1 操作步骤
将球管干燥,然后抽空称重,准确至±0.20mg,将球管冷却至比环境温度稍低一点,再
用六氟化硫充满球管。让充满气体的球管保持在室温,然后很快打开活塞,使球管中的气体
与大气压力平衡。记下当时的温度和气压,再称球管重量。
在充气过程中应以5 L/min 的速度进行充气。充气时间1 min,保证气体充满球管。
在抽真空和充六氟化硫气体时,必须注意安全防护。
5.1.2 计算
和101 325Pa),mL。
校正公式:
V =
γ= × 1000 m m 2 1 .
p ×
325 101
式中γ——密度,kg/m3
m2——球管中充满六氟化硫气体时的重量,g;
m1——抽空的球管重,g;
V——气体的体积,从调节球管压力时的温度和压力校正到基准温度和压力(例如20℃
式中V′——测量球管的容积,mL;
p——温度为t 时的压强,Pa;
t——球内气体温度,℃。
5.2 简易密度测定法
用100mL 针筒,在针筒上装一个限位器,充新六氟化硫气体,称重多次,求平均值。
针筒先用被测气体反复洗2~3 次,吸入100mL 被测气体,称重,所得的重量值在新六
氟化硫气体重量平均值的误差范围之内,便可认定该被测气体为六氟化硫气体。
6 设备中六氟化硫气体的安全管理
6.1 设备解体时对六氟化硫的安全管理
六氟化硫气体在电弧作用下,分解成气态和固态的副产物,这些产物是有毒的、有腐蚀
性的,在操作时必须注意安全。
6.1.1 设备解体前,通过气体回收装置将SF6 气体全部回收,回收的SF6 气体应装入有明显
标记的容器内准备进一步处理。设备解体后,可用干燥氮气对残余六氟化硫气体置换几次,
残余气体应经吸附剂或10%氢氧化钠溶液处理后排放到不影响人员安全的地方。
V (1)
×V ′ (2) 293
273+ t
图3
设备打开后,应放置一定时间后再进一步作业;使用前必须用吸尘器将粉尘吸干净。操
作人员工作场所应强力通风,以清除设备中的残余气体。
六氟化硫电气设备内部含有有毒的或腐蚀性的粉末,有些粉末以固态附着在设备内及元
件的表面,要仔细地将这些粉末彻底清理干净,清理用过的物品用浓度约20%的氢氧化钠
水溶液浸泡后埋掉。
6.1.2 检修操作人员与分解气体和粉尘接触时,应该穿耐酸质料的衣裤相连的工作服,戴塑
料或软胶手套,戴装活性碳的防毒呼吸器。操作人员工作完毕后应注意清洗。
6.1.3 全封闭六氟化硫电器发生故障造成气体外逸时,人员应立即撤离现场,并立即采取强
力通风,换气控制不得少于15 min 一次。在事故发生4h 内,任何人员进入室内必须穿防
护服、戴手套及防毒面具。4h 后进入室内虽然可不用上述措施,但在清扫现场时必须用上
述安全防护措施。故障时,若有人被外逸气体侵袭,应立即给他脱掉工作服,送医院诊治。
6.2 吸附剂的管理设备内装吸附剂的种类、用量及处理,应符合制造厂规定。
6.2.1 吸附剂的安装
吸附剂在安装前原则上应按规定进行活化处理。
吸附剂从干燥装置(或密封包装)内取出至安装完毕,在大气中暴露时间应尽量缩短,一
般不应超过15 min。
吸附剂安装完到开始抽真空的时间,一般不超过30 min。
6.2.2 吸附剂的处理
吸附剂的活化处理,一般用干燥的方法,干燥温度及时间按制造厂规定。
产生分解气体的设备中更换下来的吸附剂不要再生,应利用30%的氢氧化钠溶液浸泡
后深埋。
6.2.3 吸附剂的存放
吸附剂应防潮、防水、置于阴凉干燥处保管。
6.3 六氟化硫容器的安全管理
6.3.1 对生产六氟化硫气体部门的要求
六氟化硫制造厂应提供分析报告,报告中要包括八项指标:四氟化碳、空气、水分、游
离酸、可水解氟化物、矿物油、纯度和生物试验无毒合格证,这些指标应一起装入气瓶的瓶
帽中随同产品出厂。产品合格证的标志贴在气瓶上部明显部位。
6.3.2 对气体钢瓶的技术要求
a.充装六氟化硫的钢瓶的外观要求按照图3 所示。充装前,气瓶要经过真空处理干净,
使之无油污、无水分。
b.安全附件要齐全。阀体和气瓶连接处,在每次充装气体前、后都要用检漏仪进行检查,
不得有渗漏。
c.凡不能判明瓶内装何种气体或瓶内有无余压时,要对气瓶进行清洗并经水压试验处
理、换装附件和更改漆色标志。
d.检验钢印标志不全,又不能识别钢瓶装过何种气体或超过钢瓶检验期限的,一律要进
行水压试验。检验合格打上钢印标志,才准使用。
e.气瓶外观检查有缺陷,又无法确定可否使用的,必须进行探伤检验,合格后才能充装
气体。
6.3.3 充装气体时应遵守的规定
六氟化硫属可压缩液化气体,气体在压缩充装时气体充装压力为80 kgf/cm2(7.84MPa)
时,充装系数不大于1.17kg/L;充装压力为125kgf/cm2(12.25MPa)时,充装系数不大于
133kg/L。严禁过量充装,严格实行充装重量复验,充装气体过量的气瓶不准出厂。要认真
填写充装记录(包括日期、批号、毛重量、实际充装量,充装者、复检者签字)。
6.3.4 六氟化硫气体的运输、验收、储存安全管理
虽然合格的六氟化硫气体是无毒的,但有使人窒息的危险,为此在存放六氟化硫的地方
必须保持通风良好。
气瓶要有防晒、防潮的遮盖措施,而且不准靠近热源及油污的地方。安全帽、防震圈要
齐全,运输和存放时要戴好。存放气瓶要站立,标志向外,运输时可以卧放。6.3.5 对六氟化硫气体使用部门的要求
a. 对新气必须检查各瓶帽内带有的出厂卡片,按质量标准验收。
b. 气体充入设备本体前应检验其水分含量,对设备本体要进行干燥的抽真空处理。
c. 经过电弧开断后的六氟化硫,必须经过带有吸附剂的过滤装置回收,装入储气罐内
或气瓶内。如要继续使用,必要时可作生物试验。
d. 使用过的气体应与新气分类存放,贴上明显标志。
e. 使用后的气瓶要留有余气,把阀门旋紧,瓶帽旋好存放。
7 检测标准与周期
7.1 检测标准
7.1.1 六氟化硫新气质量标准见表1。
7.1.2 设备中六氟化硫气体的水分允许含量标准见表2。
7.1.3 每个气隔的年漏气率不大于1%/a(3%/a)括号内数据为非推荐值。。
表2 设备中六氟化硫气体的水分允许含量标准
有电弧分解物的隔室无电弧分解物的隔室
ppm(V/V) ppm(V/V)
≤500 ≤150
≤1000 ≤300
隔室
交接验收值
运行允许值
7.1.4 操作间空气中六氟化硫气体浓度极限值:
7.1.4.1 空气中六氟化硫气体的允许浓度不大于1000 ppm(V/V)(6g/m3)。
7.1.4.2 短期接触,空气中六氟化硫的允许浓度不大于1250 ppm(V/V)(7.5 g/m3)。
7.2 检测周期
7.2.1 水分检测
六氟化硫中水分含量是影响设备安全运行的关键指标,应予特别注意,设备投入运行后,
每半年取样测定一次;运行一年如无异常,可一年测定一次。若发现超出规定标准时,应采
用气体回收装置进行干燥处理,直至合格。
7.2.2 漏气检测
经常依据六氟化硫气体压力、温度曲线监视气压的变化。如发现异常,应找出原因。
六氟化硫设备需一年进行一次气系统检漏,用灵敏度不低于1×10-5 的检漏仪检查漏点,
以便采取措施。
7.2.3 吸附剂的更换
六氟化硫电器设备需要大修或解体时,应根据生产厂家的规定更换吸附剂。
8 六氟化硫气体杂质的试验方法
8.1 含水量的测定
一般来说六氟化硫中能冷凝的主要物质就是水,测定的方法有重量法、电解法、露点法
等。然而重量法是有效的绝对方法,因此可以用来校核其他方法,在有疑问或争议的情况下
重量法作为测定气体中含水量的仲裁方法。
含水量的日常测定可以简便地利用电解法或冷凝温度测定法(露点法)进行,冷凝温度测
定法并不是专门对水的,它所显示的将是测定范围内存在于气体中能被冷凝的物质。8.1.1 重量法
图4 重量法测定SF6 气体中的含水量
1、
8.1.1.1 原理
以一定体积的六氟化硫气体通过装有高氯酸镁(无水)作干燥剂的定量的U 形管,由管的
增重计算该体积气体中的含水量,如图4 所示。
8.1.1.2 仪器装置
干燥管:3 个高约100mm、内径约13mm 的玻璃U 形管A1、A2 和A3。管内装有两份
高氯酸镁和一份玻璃粉(355~420μm)的混合物。管子装好后立即塞入玻璃棉,压住干燥剂,
再用氯丁胶盖子盖上。
气量计:气量计的测量范围应大于50L。
过滤器:以2 号孔率(40~50μm)烧结的多孔玻璃过滤器。
无油的干燥空气设备:使空气通过装有苏打一石棉和高氯酸镁填充层的容器和设备。
旋塞:在将干燥剂管取下来称重时,如图4 所示的隔离活塞,对保持吸收系统的干燥状
态是有用的。
8.1.1.3 操作方法
用热风吹干吸收系统的入口端,包括过滤器和隔离旋塞,然后用聚乙烯短管连接A
2、A3。吸收系统的各部分应对接起来,软管作为套管应起到紧密配合的作用。A
打开旋塞,让干燥空气以250mL/min 的流速通过吸收系统,持续15min,关闭活塞,拆
下A1、A2、A3 管,并用氯丁橡胶盖子盖好管口。
用柔软而干燥的布或麂皮仔细把干燥管擦干净,并把它们放到天平室。为了保持干净,
再去操作时就必须用干燥的夹子或戴上手套或麂皮指套等。
这些管子在天平室放置20min,管子的胶塞应暂时取下,分别称重,精确到0.1mg。
按操作步骤反复进行,直到每一个干燥管在两次连续称重之间的重量差小于0.2mg 为
止。
用热风干燥取样管,然后用六氟化硫冲洗取样管。重新将干燥管A1、A2、A3 接到吸收
系统上。记下气量计数及其温度和大气压力。打开吸收系统的活塞,每分钟250mL 的流速,
使50~100L 的六氟化硫气体通过吸收系统。假如用的是湿式气量计,则指示的是干燥气体
的体积,需加上在气量计处的温度和压力下的饱和水蒸气体积。
关上钢瓶阀和针形阀,关上吸收系统的活塞,记下气量计的读数,以及气量计的温度和
大气压力。这时再用干燥空气通过吸收系统将干燥剂管的六氟化硫换出来,从吸收系统上拆
1、A2、A3 并将口塞住。如前面的操作一样,擦净,干燥并称重。
2 管重量的增加大于A1 重量增加的10%,则这两个管子都应重新
2 管不应增加重量,如果增量则需重新充装干燥
下干燥管A
假如在一次测量中,A
充入干燥剂重复试验。在整个测试过程中A
剂,并重复检测。
8.1.1.4 计算
在20℃和101 325Pa 时经过校正的六氟化硫体积Vc 按式(3)计算。
1 2
c
1( )
2
101 325[273+ 1( ) t t + ]
2 1 × . ( ) V V
(3)
p p + ×293
1 2 2
x a y b ( ) . m m +(m m . )×
1000
61. 6Vc (4)
V =
式中p1、p2——气量计在开始时和终了时的大气压力,Pa;
t1、t2——气量计在开始时和终了时的温度,℃;
V1、V2——开始时和终了时的气量计读数,L。
因此含水量是以ppm 表示(重量比)是:
式中ma——干燥处理后A1 管的重量,mg;
mb——干燥处理后A3 管的重量,mg;
mx——测量结束时A1 的重量,mg;
my——测量结束时A3 的重量,mg;
Vc——在20℃和101 325Pa 时所用六氟化硫的体积,L。
8.1.2 电解法
电解法的原理如下:
电解湿度计的原理就是让含水气体通过一个电解池,电解池装有两个铑电极,电极卷在
一个绝缘或框架内侧或外侧。两极之间除一层五氧化二磷薄膜,两极之间加上直流电压后,
只要五氧化二磷是完全干燥的,就没有电流通过。
待分析的气体通过电解池接触到五氧化二磷,五氧化二磷可吸收存在于气体中的水分。
同时,电流通过薄膜,将吸收的水电解而产生氢和氧,从法拉第定律可知,所需的电量是所
吸入的水量的度量。假如气体的流速是稳定的,并准确地知道这一流速,当已经达到稳定状
态时流过的电流就是衡量气体中含水量的度量。该电流可用灵敏的电流计测得。
8.1.3 露点法
8.1.3.1 露点法原理
气体中杂质的冷凝温度,就在气体的露点。利用气体试样通过一个密闭的槽,在槽内有
一个暴露的表面(多为金属镜面),镜面温度可人为控制,当这一表面的温度足够低时,气体
中的杂质,如水或水加上其他物质,就在镜面上冷凝形成明显的雾或“露”,或者在低温时
形成结晶的“霜”,当冷凝保持稳定状态,也就是说,不随时间延长而有增加或减少时,这
个表面温度,在实际应用上就是该气的露点。然而必须强调指出,一般绝缘气体露点较低,
冷凝稳定时的真实露点温度明显高于初次观测的冷凝温度(其实际差别随所用的仪器和许多
其他因素而异,因而起始出现冷凝时的温度不能用来确定露点)。
一种绝缘气体测定的露点不一定就是含水量的指示。然而,在某些情况下,可以方便地
得到一个对应于给定露点的纯水浓度的数据。在附录A 中列举了纯凝结水的饱和蒸汽压、
绝对湿度和六氟化硫中水以重量计的ppm 数值,这些数据指出了在一个给定的露点下能够
存在的纯水最低浓度。
8.1.3.2 露点仪器
测定露点的仪器可以分成两大类:
a.自动测定的仪器,大多数是设计成用光电管来监测凝结水的量,其输出被用来控制镜
面温度以便保持一个稳定的凝结水量;镜面温度因此也就能自动保持在所要求的露点上,这
个露点可用热电偶等测量镜面温度而获得。
b.手动测定的仪器,有多种不同的设计,但都有共同的特点,即镜面的冷却是根据凝结
水的出现或消失,而用手动控制的。它在现场使用很方便,可以避免操作上的困难,没有什
么经验的人也能很容易使用它,同时还具有高准确度。
露点槽:
设计应确保在冷镜面与环境空气之间有高的热阻,使漏到镜面的热量很小,这就保证了
在镜面各处温度相等,并和温度计的插孔的温度是一样的。冷镜面是用铜制成的,表面镀镍
并且经过抛光。
温度测定:
选用一支量程合适的玻璃液体温度计,通常从露点仪器温度计插孔内测定温度是最方便
的方法。使用的温度计是能测量室温至-60℃之间的温度,并且准确度至少为±0.5℃。这种
温度计必须在浸没3cm(杆在空气中)以上经过校准或校正,而它的最低刻度至少应在离(温度
计)球的底部14cm 处;球和杆的最大直径是7mm。
冷却剂:
在冷却槽盛有乙醇或丙醇,采用固体二氧化碳(干冰)作为致冷剂。
8.1.3.3 方法
被测气体流量固定下来,在气体流过槽至少3~5min 后,把小块固体二氧化碳投入到
杯中,注意温度计和冷点。指示温度将稳步下降直到每一块固体二氧化碳蒸发完毕为止;在
先投入的那块挥发完以前,不要再向杯内投入二氧化碳块。继续冷却,冷凝的沉积物看来
似乎是转成了白色为止。记下发生这个变化的温度,这时不再加入更多的固体二氧化碳。同
时也记下达到的最低温度。让温度又回升,并记下沉积物消失时的温度。槽中气体的露点是
在初次出现沉积物时和沉积物消失时的温度之间。
这次结果应该当作是一次试测,而既然所要求的露点已被初步确定,就应重新冷却,并
进一步读数。槽内冷却每次不得超过2℃,直到看见有沉积物时为止,这时不要再加固体二
氧化碳了。因为大致是一块像豌豆那样大小的固体二氧化碳,将使杯冷却1~2℃。这时也
不要搅拌丙酮。
按照以下的顺序记录温度t1、t2 和t3 。
a.首次出现的温度t1
在绝大多数情况下,首先出现的形式是在冷凝点的整个表面上同时全部布上白雾,因此
冷凝点非常急骤地转成白色。这是在低于真正的露点时产生的,在前述的气体流速下,露点
在0℃和-20℃之间时,它大约在低于真正的露点0.5~1℃时产生,但当露点更低时,它大
约在低于真正的露点0.5~1℃时产生,但当露点更低时,这个差别就变得更重要了(在-40℃
时直到杯的温度低于真正的露点3℃,通常是看不到首次出现的白色转变的)。
b.达到的最低温度t2
借助于上述的逐步冷却的方法,一当观察到t1 马上就中断冷却,杯的温度比首次观察到
出现沉积物时的温度不会低过0.5~1℃。然后温度逐渐回升。特别在露点低于大约-20℃时,
沉积物像是从一个普遍的明显雾状变成许多非常小的冰晶,不要把这同沉积物的消失现象搞
错了。
c.消失温度t3
细心地记下沉积物完全消失的温度。如果正确地按上述方法进行,这个温度将不会比达
到的最低温度(t2)高过6~8℃。
8.1.3.4 露点的计算
露点由达到的最低温度t2 和沉积物最后完全消失时的温度t3 之间的平均值计算而得的。
核对一个首先出现(白色)的温度t1,它是一个略低于这个平均值的温度(按照以上所述)。
而首先看到的沉积物的减少则在稍高于这个计算平均值的温度时发生。
重复观察以核对所得到的平均值的重现性(重现性为±1.0℃是符合要求的)。
如果得不到重现性数值,就应对系统彻底地冲洗,并作一系列新的观察。如果仍然得不
到重现性数值,而系统又是根据所推荐的资料制成的,则应怀疑可能有漏气的地方。
8.1.3.5 试验报告
报告应包括:
a.有效测量的平均值。
b.每个有效测量的t1、t2 和t3 的数值。
c.大气压。
8.2 四氟化碳、空气(氧、氮)的测定
8.2.1 方法原理
利用气相色谱法,也就是气固色层分离法分析六氟化硫气体。空气的浓度(或它的组分
氧、氮),以及四氟化碳、二氧化碳的浓度,可以用各组分的峰面积乘以被试化合物对检测
器响应的校正因子,用归一化法求得。
8.2.2 仪器
气相色谱仪。
检测结果用记录仪记录(满量程最好为1mV)或用积分仪记录。如图5 所示。图5 气相色谱流程示意图
8.2.3 载气
氢气或氦气。
8.2.4 分离柱
a.测定空气、四氟化碳、二氧化碳的分离柱,柱长2m,内装80~100 目的401 担体。
新柱使用前应先通载气,同时加热到180~200℃,处理6~8h。
b.测定空气和四氟化碳的分离柱,柱长2m,用涂敷2%~3%癸二酸二异辛脂——硅胶
柱;硅胶粒度40~60 目。新柱使用前在通载气的情况下,应加热到120℃,持续4~6h。
c.测定氧、氮的分离柱,柱长1m,用60~80 目13X 分子筛,分子筛在高温炉中灼烧,
温度为500~550℃,活化2~3h。
8.2.5 操作方法
气相色谱仪根据制造厂的说明书操作,六氟化硫气体进样,要使用定量进样阀。用聚四
氟乙烯管连接钢瓶与定量进样阀,最初在连接管路中间加一个压力表连通稳流阀及一个针形
阀,以便控制稳定的流速。用被分析钢瓶中六氟化硫气体,冲洗管道中的空气,然后打开进
入色谱仪的注入阀,气体进入色谱系统经分析后在记录仪或积分仪上显示各成分峰的峰形或
峰面积。
fSF6 =1.0
f( ) O N + 2 2 =0.4
fCF4 =0.7
8.2.6 计算
记录下来的不同峰的面积,与混合物中相应的重量浓度成正比。由于热导检测器对各种
成分响应存在差异,可利用相应校正因子乘不同成分的峰面积,用归一化法计算。
日常分析中可采用IEC 标准的校正因子:
归一化法是常用的一种准确、简便的方法。操作条件、进样量、载气流速的变化,对计
算结果影响比较小。计算公式:
100% W = 1
n n 2 2 1 1 (5)
A S
A S + + A S
1 1
...+A S
×
1——样品中被计算成分的百分含量;
1,S2,.,Sn——各组分重量的校正因子;
1,A2.An——各组分的峰面积。
式中W
S
A
8.3 酸度的测定
8.3.1 原理
分析方法采用酸碱滴定法。气体中的酸和酸性产物组分由稀标准氢氧化钠溶液吸收,过
量的碱用标准硫酸液回滴,根据硫酸的消耗量计算出酸度值。
8.3.2 仪器装置
a.微量滴定管
刻度精确到0.01~0.02mL。
b.洗气瓶
容量250mL 左右,其中一个采用特制的分散沙板。
c.气体流量计
采用湿式流量计,其精确度为±2%,并配以秒表或以六氟化硫气体定标的浮子流量计
来测定流速。
d.减压装置
用带有微调的减压阀或用YH·YX-11 浮标式氧气吸入器等。
8.3.3 试剂
a.溴甲酚紫指示剂溶液
称取1g 溴甲酚紫溶于100mL 乙醇(95%,分析纯)中,摇匀,待用。
b.0.01N(mol/L)标准氢氧化钠溶液。
c.0.01N 标准硫酸溶液,应标定其当量浓度。
8.3.4 操作步骤
a.将800~1000mL 的蒸馏水或去离子水煮沸5min,迅速冷却至室温,加入十几滴溴甲
酚紫作指示剂,由微量滴定管滴入0.01N 氢氧化钠溶液或0.01N 硫酸溶液,中和上述水,放
入储存瓶密封,待用。图6 SF6 酸度吸收装置
1—钢瓶;2—减压阀;3—带塞玻璃三通;4、6—带有
玻璃泡或弯钩的洗气瓶;5—带有分散沙板的(孔径90~
130μm)洗气瓶;7—湿式气体流量计
b.酸度吸收装置如图6 所示,将六氟化硫钢瓶倾斜,在液相下取样。各部分连接要紧密,
管路尽量短。然后用样气冲洗管道5~10min。
c.取蒸馏水或去离子水100mL,分别加到洗气瓶5、6 中,然后各加入2mL0.01N 的氢
氧化钠溶液,通入气样,并准确控制流速在0.5L/min。为了提高灵敏度及精确度。通入样气
的总气量建议用50L。
d.记下通气时初始及终止的室内大气压(Pa)及室温(℃)。
e.待通气毕,将洗气瓶5、6 中的吸收液分别倒入两个300mL 左右的三角瓶中,并用50mL
蒸馏水或去离子水洗涤洗气瓶,再倒入到这两个三角瓶内。同时量取150mL 水两份于另两
个三角瓶内,各加2mL0.01N 氢氧化钠溶液,用于空白试验。用0.01N 标准硫酸溶液滴定试
样和空白,当溶液由紫蓝色变为黄色即可结束,记下滴定数据。
注意:蒸馏水或去离子水暴露在空气中有吸附二氧化碳的可能,所以需要在同一环境下
进行空白与样品的滴定,操作要迅速。
如果酸度以重量计,高于约5ppmHF,上述流速和洗液中氢氧化钠浓度将导致气体流通
时间过短,在这种情况下可将气体流速减至0.1L/min,或者为取得更高的精确度,可采用更
高浓度的洗液,例如0.002N 的洗液,使气体流过时间在5~40min 范围内。
8.3.5 计算
计算公式:
H SO 0 1 0 2 20000 2 4 = HF(ppm)
c (6)
N V . . ) [( V + (V V)] ×
61. 6V
式中HF(ppm)——以氟化氢表示的试样的酸度,以重量ppmHF 表示; 2 4 NH SO ——0.01N 标准硫酸溶液经标定后的当量浓度;
V0——滴定空白时消耗硫酸液的平均mL 数;
V1,V2——分别滴定两个三角瓶中样品时,消耗硫酸溶液的mL 数;
Vc——20℃,101 325Pa 时的校正体积,L;
293Vp
c 101 325(273+ t) (7)
图7 六氟化硫可水解氟化物测定装置图
8.4.1 原理
如图7 所示向装有稀氢氧化钠溶液的吸气管中,冲入分析气体,所产生的氟离子用镧-
茜素络合试剂显色,以比色法测定。
1—钢瓶;2—减压阀;3—玻璃带塞三通;4、7—带有弯钩的气体洗气瓶;
V =
V——通气时气样的体积,L;
p——通气时室内初始及终止的平均大气压,Pa;
t——通气时初始及终止的平均室温,℃;
6.16——六氟化硫气体在101 325 Pa 和20℃时的密度,g/L。
8.4 可水解氟化物的测定
5— 带有3 号沙板烧结玻璃的气体洗气瓶;
6—带有1 号沙板烧结玻璃的气体洗气瓶; 8—湿式气体流量计
8.4.2 装置
容量为1L 的吸气管,其上有一开口短管,短管上盖一个乳胶盖。
10mL 的皮下注射器。
水银密封液。
光度计(比色池2cm 或4cm)
8.4.3 试剂a.茜素氟蓝(3 氨基甲基茜素-N N-二乙酸)。
b.密度为0.880g/mL 的氢氧化铵溶液。
c.乙酸铵溶液,20%(重量/体积)。
d.无水乙酸钠。
e.冰乙酸。
f.丙酮。
g.氧化镧。
h.盐酸0.1N。
i.2M 盐酸:把17.2mL 的盐酸(密度为1.18g/mL)用水稀释到100 mL。
j.氟化钠。
k.氢氧化钠溶液;0.1N。
l.镧-茜素络合试剂。
把0.048g 茜素氟蓝溶液加在0.1mL 的氢氧化钠溶液、1mL 乙酸铵溶液和几毫升水的混
合液中,溶液经瓦特曼1 号滤板滤入一个250mL 容量瓶中,该容量瓶装有8.2g 的无水乙酸
钠和溶于足量水中的6.0mL 冰乙酸,用少量水洗涤滤板,然后在搅拌下缓慢加入100 mL
丙酮。
将0.041g 氧化镧溶于2.5mL 的2M 盐酸中,缓慢加热,以助溶解。把热溶液和丙酮水
溶液在容量瓶中混合,并用水把溶液稀释至250mL,溶液完全混合并待其冷却后,将其体
积调整到250mL,该试剂在一周内是稳定的。
m.氟化钠储备液,1mg 氟化钠/mL。
把2.210g 干氟化钠溶解于含有1mL 的0.1N 氢氧化钠溶液的50mL 水中,并用水稀释至
1L。储存在聚乙烯瓶中。
n.标准氟化钠溶液,10μg 氟化钠/mL。
把氟化钠储备液稀释100 倍,需要当天配制。
8.4.4 步骤
把吸气管抽空,将气体取样点与一个T 形管连接,T 形管的一头接到水银密封中,打开
取样阀门,让气体以稳定的流速通过密封液面发泡,小心地打开旋塞,使气体流入取样吸气
管,观察密封液,确保不把水银吸进吸气管。
当气体在密封液中再次发泡,说明吸气管全部吸满了,拆下吸气管,迅速地开关旋塞使
压力达到大气压,用皮下注射器,注入10mL0.1N 的氢氧化钠溶液到吸气管中,每隔5 min
摇动1 min,摇动1h。
将该溶液从吸气管中移入小烧杯中,加0.1N 盐酸溶液(将pH 值调节到5,再倒入100mL
的容量瓶中,加入10mL 镧-茜素络合试剂),用水稀释至刻度,混合后避光静置30min,再
将溶液倒入2cm 或4cm 的比色池中,在600nm 的波长处测量溶液的光密度,以试剂空白为
参比(包括10mL 的0.1N 氢氧化钠溶液),从校正曲线读出氟含量。最好是每天都画出新的校
正曲线。
8.4.5 校正曲线
分别将0,0.5,1,1.5 和2mL 含量为10μg/mL 的标准氟化钠溶液加到10mL 的0.1N
氢氧化钠中,用0.1N 盐酸溶液将pH 值调节到5,再倒入100mL 的容量瓶中,然后按上述
步骤操作。
8.4.6 计算结果
计算可水解的氟化物含量,以HF 的ppm 计(重量比):
20 HF(ppm) =
293
000n
p
325 101
19 . × × 616V ×
t 273+ (8)
式中 n——以氟化物形式出现的氟含量,μg;
V——吸气管的体积,mL;
p——大气压力,Pa;
t——环境温度,℃。
8.5 矿物油的测定
8.5.1 原理
采用红外光谱法。用一定量的六氟化硫气体通过四氯化碳溶液,气样中的矿物油被四氯
化碳溶液吸收,然后用红外分光光度计测定在2930cm-1(波数)处溶液中矿物油(相当于石蜡烃
中甲基,次甲基的特征峰)的百分透过率,从吸光度公式换算出2930cm-1 处的吸光度,根据
朗伯-比耳定律,吸光度与浓度呈线性关系,利用标准溶液吸收曲线定量求出六氟化硫气体
中矿物油的含量。
8.5.2 仪器装置
红外分光光度计或者用红外油分浓度计。
8.5.3 试剂
a.四氯化碳(分析纯),使用前需重蒸。
b.压缩机油用30 号机油,亦可用制造厂使用的同类机油。
8.5.4 操作步骤
a.吸收六氟化硫气体中的矿物油
按照图8 装置的取样线和吸收系统,取重蒸四氯化碳30mL 分别放入洗气瓶5、6 中,
并取10mL 放入洗气瓶7 中,洗气瓶均放在冰浴中冷却。通六氟化硫气体,先经洗气瓶4 放
空,然后以每小时10L 的流速流经洗气瓶5、6、7,通气量为30~50L。通气毕,将洗气瓶
5、6、7 内溶液并入50mL 容量瓶中,再用重蒸的四氯化碳洗涤气瓶,用洗涤液将容量瓶稀
释至刻度Vf。吸收时分别记下室内初始及终止的大气压(Pa)及温度(℃)。图8 SF6 矿物油吸收装置
1—六氟化硫气体钢瓶;2—减压阀;3—玻璃三通;4—洗气瓶;
5、6—带有烧结沙板的125mL 洗气瓶;7—弯钩125mL 洗气瓶;
8—湿式气体流量计;9— 冰浴
b.绘制标准吸收曲线
用30 号机油加入到重蒸的四氯化碳溶液中,配制若干个系列的标准溶液,其浓度为
2.5~15mg/L。用红外分光光度计测出在2930cm-1 处各溶液的百分透过率T,再以百分透过
率T 与吸光度A 的换算表查出相应的吸光度A,以吸光度A 为纵坐标,以浓度a 为横坐标
作标准吸收曲线。
c.用红外分光光度计测量样品的百分透过率T,由换算表查出相对应的吸光度A,再从
标准吸收曲线上,由吸光度A 查出相对应的浓度。
C =
a V .
6.16 c (9) V
f
293Vp V = c 101 325(273+ t) (10)
8.5.5 计算
计算公式:
式中C——气样中的矿物油,以重量ppm 计;
Vf——通气时气样的体积,L;
a——四氟化碳中矿物油浓度,mg/L;
Vc——为20℃101 325Pa 时的校正体积,L;
V——通气时气样的体积,L; p——通气时室内初始及终止的平均大气压,Pa;
t——通气时初始及终止的平均室温,℃;
6.16——六氟化硫气体在101 325Pa 和20℃时的密度,g/L。
8.6 六氟化硫气体毒性生物试验
8.6.1 试验条件
每次试验用体重为20g 左右雌性小白鼠15 只,分为三组,两组作为通气试验用,一组
作为正常比较用。将两组分别放在两个试验容器内,试验容器内为79%的六氟化硫和21%
氧组成的气体,保持24h 试验。在此期间应供应足够量的鼠食和水。
六氟化硫气体是由倾斜的钢瓶中取得的,以便产生的气体能真正代表液相,所需的氧气
由氧气钢瓶供给。79%的六氟化硫气体和21%的氧气的体积比可用调节两个经过校准的气体
流量计而得到,两种气体先进入混合器混合,再进入试验容器。气体每分钟流量不得小于试
验容器体积的1/8。
8.6.2 试验设备(见图9)
图9 六氟化硫气体毒性实验装置示意图
1—氧气瓶;2—六氟化硫瓶;3—压力表;4—稳压阀;5—针形阀;
6—毛细管流量计;7—气体混合器(水抽子);8—染毒缸;9—过滤筒;
10—水瓶;11—小白鼠;12—食物;13—5 分子筛;14—活性碳;
15—活性氧化铝
a.毛细管流量计,两支;
b.试验容器(真空干燥器)两个,容量大于300mL;
c.气体混合器(水抽子)一个; d.皂膜流量计一支;
e.秒表一块;
f.气体过滤罐(内装吸附剂)。
SVP1)
8.6.3 观察
在试验期间应经常观察白鼠有无不正常状态,每30min 分别记录两个试验容器内小白
鼠的活动情况。直接接触六氟化硫气体的一组小白鼠更要细心观察,经24h 试验后,将白鼠
分别放到笼子中继续观察72h。
8.6.4 结果的判断
a.小白鼠经24h 试验及72h 观察,依然很好,可以判定气体无毒。
b.小白鼠的任何失常现象都必须细心观察,如果观察到有明显的毒性症状,那么应当认
为是毒性反应。
如果偶尔有一个或几个小白鼠出现异常迹象,也可能在试验期间或观察期间死了,一方
面考虑这与实验处理没有关系,确实是毒性造成。在有条件的地区都应进行详细的鼠尸体解
剖;另一方面,如果被试验的两组小白鼠均有死亡,就考虑重复实验,并按照以下情况检查。
检查通气系统是否堵塞或漏气。
室温过高或过低(一般试验温度为25℃左右)。
吸附剂是否失效(原则上应试验一次就更换,保证实验结果)。
露点
℃
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
mbar
23.36
21.95
20.62
19.36
18.17
17.04
15.97
14.96
14.01
13.11
12.27
11.47
10.72
10.01
9.34
8.72
8.13
7.57
7.05
附录A
洁净水蒸气的湿度数据
(补充件)
表A1
AH2)
g/m3
17.30
16.26
15.26
14.33
13.45
12.61
11.82
11.08
10.37
9.71
9.09
8.49
7.93
7.41
6.91
6.45
6.01
5.60
5.22
SF6 中重量3)
ppm
2 840
2 670
2 510
2 360
2 210
2 070
1 940
1 820
1 700
1 600
1 490
1 400
1 300
1 220
1 140
1 060
989
922
858 1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-19
-20
-21
-22
-23
-24
-25
-26
-27
-28
-29
-30
-31
-32
-33
-34
-35
-36
-37
-38
-39
-40
-41
-42
-43
-44
6.56
6.11
5.62
5.17
4.75
4.37
4.01
3.68
3.37
3.09
2.84
2.59
2.37
2.17
1.98
1.81
1.65
1.51
1.37
1.25
1.13
1.03
0.94
0.85
0.77
0.70
0.64
0.57
0.52
0.47
0.42
0.38
0.34
0.31
0.28
0.25
0.22
0.20
0.18
0.16
0.14
0.128
0.114
0.102
0.091
0.081
4.86
4.52
4.16
3.83
3.53
3.25
2.97
2.73
2.50
2.29
2.09
1.92
1.76
1.61
1.47
1.34
1.22
1.11
1.01
0.922
0.839
0.763
0.693
0.629
0.570
0.516
0.467
0.423
0.382
0.345
0.311
0.281
0.253
0.228
0.205
0.187
0.165
0.148
0.133
0.119
0.106
0.094
0.084
0.075
0.067
0.059
799
743
684
629
577
532
488
448
410
376
344
316
289
264
240
221
201
183
167
152
138
125
114
103
94
85
78
70
63
57
51
46
41
37
34
30
27
24
22
20
17
16
14
12
11
10 -45
-46
-47
-48
-49
-50
-51
-52
-53
-54
-55
-56
-57
-58
-59
-60
注:1)SVP——饱和蒸汽压,相应于20℃、10℃、0℃的校正值。符合国标Skeleton 蒸
汽表(1963 年)中的平均值,中间值则符合Bain′s 内插法(国家工程实验室蒸汽表,1964 年),
0℃以下的数据摘自Smithsonian 气象表,1951 年第6 版, 并参考了结冰的条件。
2)AH——绝对湿度,这数值表示为单位体积内含有水蒸气的重量,这体积相当于
测得露点的一个样品所取的体积。假设(a)样品是在相同的压力和相同的体积下;(b)则是样
品取自20℃时的体积。
3)ppm——百万分之几。
SF6 的含水量,以重量ppm 表示,它等于121.7×SVP。
SVP 单位mbar,假设总压力为1 013mbar,1mbar=1hPa。
B1 原理
可水解氟化物可用另外两种方法测定,其原理是以氢氧化钠溶液吸收六氟化硫气体中含
有的可水解氟化物,从而生成氟化物离子溶液;随后在[方法一]中用锆-茜素试剂比色法,
在[方法二]中用镧-茜素氟蓝试剂比色法,分别测定溶液中的氟化物。
仪器装置
a.洗气瓶
3 个容量125 mL 左右的洗气瓶,其中两个装特制的烧结玻璃沙板(1 号和3 号沙板)。
b.气体流量计
采用湿式流量计,其精确度为±2%,并配以秒表或以六氟化硫气体定标的浮子流量计
来测定流速。
c.减压装置
用带有微调的减压阀或用YH·YX-11 浮标式氧气吸入器。
0.072
0.064
0.057
0.050
0.044
0.039
0.035
0.030
0.027
0.024
0.064
0.021
0.018
0.016
0.014
0.012
0.035
0.011
0.053
0.047
0.041
0.037
0.032
0.029
0.025
0.022
0.020
0.017
0.047
0.015
0.013
0.011
0.010
0.009
0.025
0.008
附录B
可水解氟化物的测定
(参考件)
8.7
7.8
6.9
6.1
5.4
4.8
4.2
3.6
3.3
2.9
7.8
2.5
2.2
2.0
1.7
1.5
4.2
1.3 d.试剂
标准氟化钠溶液
精确称取氟化钠(优级纯,在200℃烘干2h)2.21g(相当含氟量1000mg)溶于含1 mL0.1N
氢氧化钠的50mL 水溶液中,加微热待其溶解,倒在1000mL 容量瓶中,用水稀至刻度,摇
匀,再倒入聚乙烯瓶中密封储存。
用时,精确稀释上述溶液100 倍。即得溶液中含10μg/mL 氟离子的标准氟化钠溶液。
注意:各种试剂和操作过程用的蒸馏水,需重蒸三次或采用去离子水,用氟电极测定,
需有260 mV 以上的负值。
以上为两种方法共同需要的仪器试剂,每种方法尚需要再分别补充。
B2 锆-茜素试剂比色法[方法一]
B2.1 仪器
100 mL 比色管15 支左右,直径、刻度、管壁厚要求一致。
B2.2 试剂
2N 与0.5N 盐酸溶液。
1N 氢氧化钠溶液。
锆-茜素试剂(锆-茜素酸指示剂):
a.茜素磺酸钠溶液:称取1.84g 茜素横酸钠(分析纯)用水溶于250mL 容量瓶中,定容,
摇匀,待用。
b.硝酸氧锆溶液:称取0.37g 硝酸氧锆(分析纯),用水溶于250mL 容量瓶中,定容,摇
匀,待用。
c.2.10~2.12N 的硫酸溶液:标定硫酸溶液,使其浓度在2.10~2.12N 的范围内。
将25mL 的硝酸氧锆溶液置于1000mL 容量瓶中,在不断搅拌下逐滴加入25mL 茜素磺
钠溶液,再加入500mL2.10~2.12N 硫酸溶液,用水稀至刻度,摇匀,待用。此液即锆-茜素
试剂。
B2.3 操作步骤
a.分别精确吸取0,0.5,1,2,.,10mL 的10μg/mL 氟离子的标准氟化钠溶液加入
各自100mL 的比色管中,排列为0.5,10,.,100μg/100mL 氟离子的标准溶液色阶,即
标样管。
b.测定装置如图7,将六氟化硫钢瓶倾斜,待液相取样,要求各部分连接紧密,管道要
短,然后用气样冲洗管道约5~10 min。
c.在洗气瓶5、6、7 中,各加入20mL1N 氢氧化钠溶液,通入气样,准确控制流速在
15~20mL/min,通气量取5L,如果试样含氟量低,要提高检测的灵敏度和准确度,可加大
通气量至10,15 或20 L。
d.记下通气初始时终止时的室内大气压(Pa)及室温(℃);当通气时间较长或温差及压差
变化大时,则每隔一定时间记录,取算术平均值。
e.待通气毕,将洗气瓶5、6 的吸收液及洗气瓶7 的吸收液分别依次倒入100mL 及50mL
容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀后分别从中取出30mL 至两比色管。再在标样管中加入相
当样品含碱量(即12mL 1N 氢氧化钠),标样与样品管各加入约6mL2N 的盐酸中和(应事先
试验确定盐酸用量)然后各加入10mL 锆-茜素酸指示剂,用水稀释至刻度,搅匀显色14h 左
右,进行目视比色,求其含氟量。
注意:测定完毕,用0.1N 或0.2N 氢氧化钠溶液清洗玻璃皿。
B2.4 计算
计算公式:
F× ′×50 100
30
+ F
30 HF(ppm)= × 20
19 6.16Vc (B1)
式中HF(ppm)——试样的可水解氟化物,以氟化氢表示的重量ppm 值;
F,F′——样品与标样比色后所得的含氟量(F 为100mL 瓶的含氟量,
F′为50mL 瓶的含氟量);
50 100
30 , 30 ——吸收液分别稀释至100 及50mL,从中取出30mL 测定的换
293pV Vc =
101 325(273 + t) (B2)
算关系;
6.16——六氟化硫气体在20℃时,101 325Pa 的密度,g/L;
20
19 ——氟离子换算到以氟化氢表示的换算;
Vc——20℃、101 325Pa 时的校正体积,L。
式中V——通气时气样体积,L;
p——通气时室内的平均大气压,Pa;
t——平均温度,℃。
B3 镧-茜素氟蓝试剂比色法[方法二]
B3.1 仪器
a.72-1 型分光光度计,使用其他具有610nm 波长的分光光度计亦可。
b.酸度计。
c.电磁搅拌器。
B3.2 试剂
a.0.2N 及1N 氢氧化钠溶液。
b.1N 盐酸溶液。
c.丙酮(分析纯)。
d.苯二甲酸氢钾饱和溶液。
e.镧-茜素氟蓝试剂:
(a)0.002M 茜素氟蓝溶液——称取0.77g 茜素氟蓝(又名氟试剂),放入1000mL 棕色容量
瓶中,加入10mL0.2M 氢氧化钠溶液搅拌使其全溶,加水接近刻度,滴加0.3mL 苯二甲酸
氢钾饱和液,调节pH=5.0,加水至刻度,摇匀,待用。
(b)0.002M 硝酸溶液——称取0.866g 硝酸(分析纯),用水溶于1000mL 容量瓶近刻度,
加入0.06mL 苯二甲酸氢钾饱和液,调节pH 为5.0,加水至刻度,摇匀,待用。(c)0.2M 苯二甲酸氢钾-0.5N 六次甲基四胺缓冲液(pH
为5.0,简称缓冲液):
(Ⅰ)0.2M 苯二甲酸氢钾溶液——称取20.423g 苯二甲酸氢钾(优级纯,100℃烘干3h)置
于烧杯中,加水,微热并搅拌使其全溶,冷却,再置于500mL 容量瓶中用水稀释至刻度,
摇匀,待用。
(Ⅱ)0.5M 六次甲基四胺溶液——称取35.1g 六次甲基四胺(分析纯)置于烧杯中,用水使
其溶解,移入500mL 容量瓶,用水稀释至刻度,摇匀,待用。
量取25mL 0.2M 苯二甲酸氢钾溶液于烧杯中,移至电磁搅拌器,自滴管中滴加0.5M
六次甲基四胺溶液,在搅拌下用酸度计测定,当pH 为5.0 时,停止滴加六次甲基四胺溶液(用
量约10mL),即为缓冲液。
按照茜素蓝试剂∶硝酸溶液∶缓冲液∶水为45∶45∶45∶64 的体积比例混合,即为镧-
茜素氟蓝试剂,该溶液应于使用前临时配制。
B3.3 操作步骤
a.精确吸取0,0.5,1.0,1.5,2mL 的10μg/mL 的氟离子标准溶液,分别置于5 个烧
杯中,再加入4mL1N 氢氧化钠溶液,待用。
b.同[方法一]的b。
c.在洗气瓶5、6、7 中分别加入20mL 1N 的氢氧化钠溶液,通入气样,精确掌握流速
在0.15L/min,通气量可取10L,与[方法一]的原则相同,也可取15 或20 L。
d.同[方法一]的d。
e.通气毕,将洗气瓶5、6 的吸收液及洗气瓶7 的吸收液分别依次倒入50mL 及25mL 容
量瓶中,再分别用水洗涤气瓶,用洗涤液及水稀释至刻度,摇匀,从各容量瓶中取出5mL
分别倒在烧杯中,同时与a 中的各烧杯内溶液,分别用盐酸调节其pH 为5.0(用pH 试纸检
验,在调节pH 前,先作一空白,求得盐酸估计用量),分别将各烧杯内溶液移入各50mL 的
容量瓶中,用水洗涤后并入各自瓶中,加入丙酮及镧-茜素氟蓝试剂各10mL,用水稀释至刻
度,摇匀,在避光下放置1h。然后以不含氟量的瓶作空白,置于1cm 或2cm 的比色皿中,
用72-1 型分光光度计,在610nm 的波长下测定其光密度,并以a 项标样光密度为纵坐标,
以相应的氟化钠溶液浓度(Fμg/50mL)为横坐标,作图,得到一条通过原点的直线,即为标
准工作曲线,用样品测得的光密度在工作曲线上查得含氟量。清洗玻璃器皿同[方法一]。
根据标准工作曲线上的斜率,亦可以用光密度来求得含氟量。
B3.4 计算
= ×10 5 HF(ppm) 20
19
1n n + 2
6.16Vc (B3)
20
式中Vc , 19 ,6.16——同[方法一];
n1,n2——气样容量瓶中的含氟量;
10,5——一样品体积的换算关系。
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附加说明:
本标准由水利电力部高压封闭组合电器标准化技术委员会提出。
本标准由水利电力部电力科学研究院负责起草。
本标准主要起草人金耀珠、刘汉梅、徐燕。