ASTM G93/G93M 富氧环境中使用的材料和设备的清洁度等级和清洁方法

ASTM G93/G93M 富氧环境中使用的材料和设备的清洁度等级和清洁方法

美国材料与试验协会 (ASTM) 标准《ASTM G93/G93M 富氧环境用材料和设备清洁度等级及清洁方法标准指南》涵盖了用于富氧环境的材料和设备的清洁方法和设备的选择。在使用富氧空气、氧气与其他气体的混合气体或其他氧化性气体时遇到的污染问题,可以采用适用于大多数金属和非金属材料和设备的相同清洁程序来解决。附录中提供了针对特定材料、部件和设备的清洁示例,以及针对特定应用的清洁方法。

ASTM G93/G93M 富氧环境中使用的材料和设备的清洁度等级和清洁方法

本指南涵盖了各种应用所需的清洁度等级,以及达到和验证这些等级的方法。本指南适用于化学、溶剂和水基工艺。本指南还介绍了在暴露于氧气或富氧环境中的系统中选择所需清洁度等级时,非必需材料。

本指南提出了一个实用的清洁度等级范围,可以满足大多数系统的需求,但并未定量地阐述可能需要加强清洁或导致更高污染程度的诸多情况。此外,指南也没有推荐在现有方法中测量或监测这些清洁度的具体方法。

本指南旨在为合格技术人员提供关于富氧环境中所用清洁材料和设备的清洁方法选择的必要信息。本指南为合格技术人员确定氧气系统清洁要求提供指导。但本指南并未规定清洁级别。

氧气系统组件清洁不充分可能导致污染物或组件通过各种机制(包括颗粒、机械或气动冲击)点燃。ASTM G88 指南对这些机制进行了详细描述。

氧气系统中充分的污染控制对于最大限度地减少污染相关的危害和部件故障至关重要。此外,还必须最大限度地减少污染,以确保产品纯度达到可接受的水平。

从材料和组件中去除污染物取决于系统配置、建筑材料以及污染物的类型和数量。

本文提供的清洁程序示例可针对指定的材料、组件和设备进行遵循或指定。通用清洁文本可用于识别未详细介绍的材料、组件、设备和应用的清洁程序。ASTM G127 指南可用于指导选择清洁剂和清洁程序。

在氧气发挥关键作用的行业中,例如航空、医用气体供应、制药和工业制造,火灾和爆炸风险始终存在。氧气对生命和许多工艺至关重要,但当存在污染物时,它会显著加速燃烧。为了减轻这些危害,严格的清洁材料和设备标准至关重要。ASTM G93 提供了一个框架,用于选择合适的清洁技术,确保组件不含可能在富氧环境中点燃的残留物。

ASTM G93 标准解决了氧气服务领域的独特挑战。该标准强调,即使是微量的碳氢化合物、颗粒物或水分也可能会促进燃烧,从而凸显了精确清洁的必要性。随着氧气系统在太空探索和清洁能源等新技术中的日益普及,该标准仍将发挥越来越重要的作用。

富氧环境是指氧气浓度(体积分数)超过23,5%的环境,包括纯氧系统。在这样的环境中,污染物会充当燃料源。例如,阀门上的薄油膜在高压下可能着火,导致灾难性的故障。过去发生的事故,例如航天器或医院氧气管道中的氧气起火,都凸显了其中的风险:一次疏忽就可能导致生命损失、设备故障和代价高昂的停机。

ASTM G93 标准的重要性在于其积极主动的方法。它为技术人员提供了数据驱动的方法来评估风险并实施控制。通过规定清洁度等级,该标准有助于防止氧气火灾。氧气火灾是一种快速燃烧的火灾,与典型的火灾不同,因为它在纯氧中缺乏点火源阈值。遵守该标准不仅可以保护操作,还可以符合 NASA、OSHA 和 FDA 等组织的监管要求。

ASTM G93 标准采用灵活的、基于风险的方法,可以适应特定的应用,从低压医疗设备到高速火箭发动机。

本指南涵盖了根据其有效性和应用领域分类的各种技术:

  • 机械清洁:使用无绒布擦拭或刷洗,去除粗颗粒污染物。适用于初始阶段,但仅靠机械清洁不足以满足高纯度需求。
  • 化学清洗:包含丙酮或碱性溶液(例如氢氧化钠乳液)等溶剂。例如,将材料浸入加热的碱性溶液中,然后冲洗,可以去除有机残留物。该标准警告不要使用可能释放新污染物的不相容化学品。
  • 精密清洗:采用氟化溶剂蒸汽脱脂或超声波清洗等先进方法。这些方法适用于去除亚微米颗粒的关键部件。

具体选择取决于材料类型(例如金属、塑料)和系统压力。ASTM G93 强调清洁后干燥,通常使用热风或真空干燥箱,以防止水分滞留。

与更严格的标准不同,ASTM G93 标准根据风险定义了四个清洁度等级:

  • A级:最高洁净度,超低颗粒物和残留物。典型应用:航空航天推进系统、高压舱。非挥发性残留物限量:不超过0,1毫克/0,1立方米2
  • B级 高清洁度,碳氢化合物含量极低。典型应用:医用氧气输送、高压气体管线。非挥发性残留物限量:0,1-1毫克/0,1立方米2.
  • C级介质适用于一般氧气应用。典型应用:工业管道、焊接设备。非挥发性残留物限量:1-10毫克/0,1立方米2.
  • D级 适用于基础、低风险、低压环境。典型应用:储罐、常温氧气混合器。非挥发性残留物限量:小于10毫克/0,1立方米2.

这些级别用于指导选择,其中A级代表极度危险,D级代表无害用途。颗粒计数(例如通过激光扫描)和NVR测量(重量分析)可确定是否符合要求。

清洁后验证是不可协商的。方法如下:

  • 目视检查:在白光或紫外线下检测残留物。
  • 擦拭测试:对浸有溶剂的擦拭布进行颗粒分析。
  • 重量分析:称量提取物以测量非挥发性残留物的量。
  • 先进技术:通过光谱法测试溶剂冲洗液中是否存在微量有机物。

归根结底,ASTM G93 标准不仅仅是一项技术标准,更是针对氧气系统中隐形威胁的保障。它提供了切实可行的清洁和验证指导,使各行各业能够安全高效地运行。从医疗器械设计到火箭设计,遵守这一标准都能确保氧气始终是我们的盟友。

我们机构运营多年,密切关注全球科技发展,拥有经验丰富的专业团队和广泛的基础设施,为各行各业的企业提供广泛领域的测试、测量和分析服务。此外,我们还提供符合 ASTM G93/G93M 标准指南的测试服务,该指南适用于富氧环境中使用的材料和设备的清洁度等级和清洁方法。

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