1、安全程序钢瓶阀门排气口接头引言压缩气体协会（CGA）的接头标准委员会负责为特殊气体指定标准接头和为这些接头的制造确定详细的尺寸。建立这些标准的主要目的是防止不相容气体的相互连接和在制造商之间提供连续性。指定接头还防止了在不相容压力下同样气体的交叉连接。有四组基本的阀门排气口接头：(1) 用于普通的工业气体设施的接头；(2) 用于自给式呼吸器（SCBA ）装置的接头； (3)用于超高完整性装置的接头；和(4)用于医疗气体设施的指度针接头。尽管本安全程序只说明用于工业压缩气体设施和超高纯度气体设施的接头，这些资料中的许多也适用于其它两组接头。在北美，排气口接头通常由在字母CGA之后的三位数字指定名
2、称，例如 CGA 350。CGA是压缩气体协会的只取首字母的缩写。有时候超高完整性接头的指定名称的前面是“DISS”，而不是更常用的CGA。DISS 是直径指数安全系统的只取首字母的缩写。典型的接头根据它是弹头接头还是衬垫接头，一个典型的接头由三个或四个零件组成。一个弹头接头由一个阀门排气口、一个螺母和一个管接口组成。螺母放在管接口的上面，因而管接口靠在螺母的螺纹正面。螺母有直螺纹，直螺纹咬合阀门排气口上的配合螺纹，拉动管接口靠在阀门排气口的密封面上。在螺纹上不形成密封。不漏气的密封形成在管接口和阀门排气口座之间，在它们接触的一个非常小的接触圆周处。这种接头的成功依赖于管接口和阀门排气口密封在
3、接触点的表面状况。一些弹头接头具有一个软头管接口或在管接口上有一个O形圈，以改善密封。这使得不用扳手，而是使用带手轮的螺母就可以进行连接。这些接头称为手紧接头。一个衬垫接头有四个零件：一个阀门排气口、一个管接口、一个螺母和一个衬垫（或垫圈）。衬垫接头的管接口不是象弹头接头那样的子弹形，而是平的，以便压缩衬垫。阀门排气口密封区域也是平的。螺母配合在管接口上，因而管接口靠在螺母的螺纹正面。垫圈放在螺母内的管接口的平面上。螺母的直螺纹同阀门排气口的配合螺纹咬合在一起并上紧，来压缩在两个密封表面之间的衬垫。标准工业阀门排气口接头设计得可以提供一种“不冒泡”接头。这是指用肥皂水溶液或把它浸在水中来对接头
4、检漏。起泡说明有泄露。检漏溶液的检漏能力是不同的。但是，标准接头的泄露率在每秒1 x 10-3 到1 x 10-5 毫升氦范围内。依赖于表面光洁度、衬垫材料和机械状况，用这些接头可以获得更慢的泄露率。但是，获得更慢的泄露率可能是困难和不协调的，这是为什么发展超高完整性排气口接头的一个主要原因。l密封要求的力应该用多大的力来完成密封而又不损坏接头，这是关于排气口接头的最混乱的问题之一。影响完成合格的密封所要求的力的变量有很多。对于弹头接头，变量包括建材、接触表面的状态、螺纹的状态和加工质量。建材影响接头的几个方面。较硬的材料，如不锈钢没有其它金属光滑，这导致了螺纹咬合的更大的摩擦。光滑性还影响了
5、这些密封表面的耐久力，以及那些表面配合和密封的能力，也就是说，越硬的建材越难以密封。这些材料通常还难以加工，难以制造出光滑的螺纹。密封接触点的表面光洁度和状态也是很关键的。较软的材料，如黄铜，更容易受到损伤，但是也更有延展性，因此它们实际上可以通过变形来最大限度减少缺陷。排气口接头的密封表面的加工质量通常不是问题，但它会影响螺纹。对于较硬的建材更是如此。它们的螺纹表面可能是粗糙的，当进行和断开连接时，它们会引起大于正常情况的摩擦或者甚至金属表面磨损。被损坏的或严重磨损的螺纹也会引起关于密封的问题。一些弹头接头具有一个软头或在管接口上有O形圈。这些接头上的螺母上通常装有手轮。因为它们不使用工具进
6、行连接和密封，有时候这些接头称为手紧接头。如果你的接头要求比表1建议的值更大的力，检查接头，看密封表面是否有损伤、肮脏或磨损，或螺纹是否磨损或损伤。替换任何损伤或磨损的接头。用于衬垫接头的垫圈材料对于衬垫接头，垫圈的结构材料对于使用的气体的相容性和垫圈的机械性能都是很重要的。垫圈材料是非金属性的或金属性的。非金属衬垫可以由许多不同材料制成。最普通的CGA垫圈用纤维、尼龙、PTFE（特氟纶）或CTFE 制造。典型的金属垫圈用铅或软铜制作。每种材料都由它的优点和缺点。对于衬垫的第一个要求是同正在操作的产品的相容性。要考虑的一些其它性质是泄露完整性、渗透、冷变形、排气、颗粒脱落和成本。对于衬垫接头，
7、所要求的上紧的力量稍微依赖于正在使用的垫圈材料。Air Products为特定的应用推荐了专门的垫圈材料。尼龙衬垫被推荐用于医用卡箍接头，而纤维垫圈一般用于二氧化碳设施。PTFE同大多数气体相容，是用于特种气体的最常用的垫圈材料。但是，PTFE有一些使它成为垫圈材料的较差选择的性质。它有冷变形的倾向。当压力施加到材料上时，冷变形发生，材料向远离压力的方向流动。当垫圈移动时，垫圈上的密封压力减小，可能导致逐步发展为泄露。正在流动的垫圈材料还会限制气体流程和堵塞在接头螺纹内。PTFE还能透过水蒸汽和氧气，在敏感过程中这会导致微小污染。当PTFE用于使用可以同水反应的酸性或碱性气体气体的系统时，它们
8、的水蒸汽会在系统内导致腐蚀性酸性或碱性液体的生成。对于大多数特种气体，推荐使用CTFE，而不是PTFE，这是因为CTFE对氧气和水蒸汽的渗透性更差，冷变形也较小。这导致了更好的泄露完整性，减少了对污染的担心。在一些应用中，在PTFE中混合了固体填充材料，如氟化钙或黄铜，用于减少冷变形和PTFE的渗透率。当PTFE 垫圈用于去除水蒸汽污染十分关键的酸性气体设施时，这是特别重要的。铅或退火铜垫圈最经常用于氟和其它活泼氟化物设施。要得到最好的成效，每次换钢瓶的时候装一个新的垫圈。对于许多衬垫接头，上的过紧会导致垫圈被压进接头孔，限制或甚至阻断气流。过紧的垫圈会扭曲到接头的螺纹里，使拆卸或取掉垫圈变得
9、很困难。为了防止这种情况发生，避免用过大的上紧力，并且每次换钢瓶的时候装一个新的垫圈。衬垫接头把阀门和接头机械地连接在一起的力比弹头接头的力小。这意味着如果下游设备扭动或震动，这些接头比弹头接头更容易产生泄露。接头超高完整性装置或DISS接头设计用于对于系统的泄露完整性要求非常高的应用，主要是在半导体工业中。DISS接头是一种衬垫型接头，由阀门排气口、螺母、管接口和衬垫组成。密封接触面比一般工业接头的密封接触面复杂得多。垫圈通常用退火镍制成，具有非常光滑的表面。管接口和阀门排气口上的密封点由非常光滑的l垫珠组成。当螺母拧到阀门螺纹上时，它把管接口推进阀门排气口，压缩在两个垫珠之间的垫圈。垫珠被
10、压进垫圈里，使得非常光滑的垫珠在垫圈里形成压扁密封。DISS接头成功密封的关键是密封表面的极端平滑。必须保护这些表面，以维持高度的泄露完整性。因为在每次压缩之后软化的镍垫圈会变硬，每次接头上紧时必须使用新衬垫。DISS接头成功密封的的另一个关键因素是控制上紧的转矩或力。要求足够的力量来把金属密封表面推进垫圈，但太大的力量会损伤垫珠表面。因此，应该使用转矩扳手来上紧DISS接头。推荐的上紧转矩对于镍DISS垫圈是35英尺-磅，对于CTFE垫圈是12到15 英尺-磅。可以用稍微大一点的力，不会立刻损伤接头零件，但是禁止用大于45英尺 -磅的力来上紧镍垫圈。如果用不超过45 英尺 -磅的力能够达到要
11、求的密封，这种接头就可以使用。如果不能达到充分的密封，试一个新垫圈。如果新垫圈还是不行，换接头。排气口密封的关键排气口密封是许多阀门排气口的重要零件。它们是设计用来在钢瓶阀门通过阀座产生泄露的情况下提供一个二次密封。排气口密封设计得可以安全地承受全部钢瓶压力。记住，交通部规范要求在许多产品上安装排气口密封。当钢瓶从设施上拆卸下来时，要重新安装排气口密封，这也是极端重要的。排气口密封同排气口接头一样重要；要确保所要求的所有垫圈都在正确的位置而且状态良好。对于特定的阀门排气口，确保所有排气口密封都按与CGA接头同样的转矩要求正确上紧。如果垫圈不在或者垫圈必须更换，选择一个同相关的产品相容的替代品。如果你没有垫圈，同你的供应商联系，要求一个替代品。
