آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم یکی از مراکز بسیار حیاتی در صنایع گازهای صنعتی و آزمایشگاهی به شمار میرود، زیرا هلیوم (He) به دلیل ویژگیهای منحصربهفرد خود مانند بیاثربودن شیمیایی، وزن مولکولی پایین، رسانایی حرارتی بالا و نقطه جوش بسیار پایین، در بسیاری از صنایع حساس از جمله هوافضا، الکترونیک، پزشکی و کرایوژنیک کاربرد دارد. اما نکته کلیدی اینجاست که کیفیت و خلوص هلیوم در هر یک از این کاربردها باید با دقت بالا و بر اساس استانداردهای بینالمللی تأیید شود. این وظیفه بر عهده آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم است؛ جایی که ترکیب، خلوص، ناخالصیها و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی این گاز با ابزارهای دقیق و روشهای علمی اندازهگیری و گزارش میشود.
نقش و اهمیت آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم
در نگاه اول ممکن است آزمایش گاز هلیوم ساده به نظر برسد، اما واقعیت این است که بررسی خلوص گاز هلیوم و تشخیص وجود حتی مقادیر بسیار جزئی از ناخالصیها نیازمند تجهیزات بسیار پیشرفته و استاندارد است. وجود ناخالصیهایی مانند اکسیژن ، نیتروژن، هیدروژن، آرگون یا رطوبت در گاز هلیوم میتواند عملکرد بسیاری از سیستمها را مختل کند.
بهعنوان مثال، در صنعت نیمهرساناها، گاز هلیوم بهعنوان گاز حامل یا گاز پاککننده (Purge Gas) استفاده میشود و اگر خلوص آن پایین باشد، ممکن است کیفیت ویفرهای سیلیکونی بهشدت کاهش یابد. در صنایع جوشکاری نیز ناخالصیها میتوانند موجب تخلخل در جوش شوند. از این رو، آزمایشگاه آزمون هلیوم نه تنها کیفیت محصول را تضمین میکند بلکه در واقع، اعتبار تولیدکننده گاز را نیز حفظ مینماید.
بخشهای اصلی آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم
یک آزمایشگاه تخصصی آزمون گاز هلیوم معمولاً شامل چند بخش مجزا ولی مرتبط است که هر کدام وظیفه مشخصی دارند:
۱. بخش دریافت و آمادهسازی نمونه
در این بخش نمونه گاز از سیلندرهای مختلف دریافت، ثبت و کدگذاری میشود. سپس فشار، دما و شرایط اولیه نمونه اندازهگیری و با مشخصات فنی مطابقت داده میشود. اگر نمونه آلوده یا ناقص باشد، به مرحله بعد وارد نمیشود.
۲. بخش کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography – GC)
یکی از مهمترین ابزارهای آزمون گاز هلیوم، دستگاه کروماتوگراف گازی است. این دستگاه با استفاده از ستونهای مخصوص و آشکارسازهایی مانند TCD (Thermal Conductivity Detector) یا FID (Flame Ionization Detector) قادر است ناخالصیهای موجود در گاز را با دقت بسیار بالا شناسایی و کمّیسازی کند. در این مرحله، ترکیباتی مانند اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، متان، دیاکسید کربن و رطوبت قابل اندازهگیری هستند.
۳. بخش طیفسنجی جرمی (Mass Spectrometry)
در آزمایشگاههای پیشرفتهتر، از طیفسنج جرمی یا GC-MS برای تعیین دقیقتر ماهیت ناخالصیها و شناسایی عناصر کمیاب استفاده میشود. این روش قادر است ترکیبات را تا سطح ppb (قسمت در میلیارد) تشخیص دهد که برای کاربردهای تحقیقاتی و کرایوژنیک حیاتی است.
۴. بخش آزمونهای فیزیکی
در این بخش خواص فیزیکی گاز هلیوم مانند فشار، چگالی، دمای بحرانی، نقطه جوش، رسانایی حرارتی و ویسکوزیته اندازهگیری میشود. برخی از این آزمونها به کمک دستگاههای دقیق مانند Viscometer، Pressure Gauge و Flowmeter انجام میگیرد.
۵. بخش آزمون نشت (Helium Leak Test)
یکی از کاربردهای خاص گاز هلیوم در آزمایشگاهها، تست نشت است. در این آزمون، از هلیوم بهعنوان گاز نشانگر (Tracer Gas) استفاده میشود، زیرا کوچکترین مولکول را دارد و در صورت وجود هرگونه نشتی در سیستم، بهسرعت شناسایی میشود. تجهیزات مخصوص این آزمون مانند Helium Leak Detector یا Mass Spectrometer Leak Detector (MSLD) قادرند نشتیهای بسیار ریز را شناسایی کنند.
روشهای تحلیلی مورد استفاده در آزمون گاز هلیوم
کروماتوگرافی گازی (GC)
اصلیترین روش تحلیل گاز هلیوم، GC است. این روش بر پایه اختلاف زمان عبور ترکیبات از ستون کروماتوگرافی استوار است. با انتخاب ستون مناسب و دمای بهینه، میتوان انواع گازهای ناخالص را از هم جدا و مقدار هرکدام را تعیین کرد.
طیفسنجی جرمی
در این روش، مولکولها یونیزه و بر اساس نسبت جرم به بارشان جداسازی میشوند. این روش برای تشخیص گازهای نادر و آلایندههای سطح پایین مناسب است.
جذب سطحی و تحلیل رطوبت
برای سنجش رطوبت موجود در هلیوم از دستگاههای Hygrometer یا Moisture Analyzer استفاده میشود. وجود آب حتی در مقادیر بسیار کم (کمتر از ۱ ppm) میتواند در سیستمهای سردکننده یا خلا ایجاد یخزدگی کند.
استانداردهای بینالمللی آزمون گاز هلیوم
برای انجام آزمونهای معتبر و قابل استناد، آزمایشگاه باید بر اساس استانداردهای جهانی فعالیت کند. مهمترین این استانداردها عبارتاند از:
ISO 17025: استاندارد مدیریت کیفیت و صلاحیت فنی آزمایشگاهها
ISO 10156: تعیین خواص اشتعالپذیری گازها
ASTM D1945: روش استاندارد آنالیز گازهای سبک با کروماتوگرافی گازی
ISO 14687: الزامات کیفیت گازهای مورد استفاده در سلولهای سوختی (از جمله هلیوم)
رعایت این استانداردها باعث میشود نتایج آزمونها قابلیت مقایسه، ردیابی و تأیید توسط مراجع بینالمللی داشته باشند.
تجهیزات کلیدی در آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم
برای دستیابی به نتایج دقیق، وجود تجهیزات استاندارد و کالیبرهشده ضروری است. از جمله این تجهیزات میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
دستگاه GC با دتکتور TCD یا FID
دستگاه GC-MS برای آزمونهای ترکیبی
دستگاه Helium Leak Detector
سیستم High-Purity Gas Sampling System
رطوبتسنج با دقت بالا
مانومترهای دیجیتال و ترمومترهای کالیبره
سیستم تأمین برق بدون وقفه (UPS)
نرمافزارهای ثبت و تحلیل دادهها
تمامی این تجهیزات باید بهطور منظم توسط گازهای کالیبراسیون استاندارد تنظیم (Calibrate) شوند تا خطای اندازهگیری به حداقل برسد.
فرایند کنترل کیفیت در آزمایشگاه آزمون هلیوم
آزمایشگاههای معتبر، بهویژه آنهایی که دارای گواهینامه ISO 17025 هستند، فرایند کنترل کیفیت دقیق و چندمرحلهای دارند.
این فرایند شامل:
کنترل و تأیید صحت دستگاهها پیش از هر آزمون
استفاده از گازهای مرجع با گواهی Certificate of Analysis (COA)
ثبت خودکار نتایج و بررسی تطبیقی با مقادیر مرجع
گزارشدهی دقیق با ذکر عدم قطعیت اندازهگیری (Uncertainty)
نگهداری سوابق آزمونها برای بازرسیهای آتی
کاربردهای صنعتی آزمون گاز هلیوم
نتایج آزمون گاز هلیوم در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد:
صنایع الکترونیک: برای خالصسازی فرآیندهای تولید نیمهرسانا
پزشکی و تصویربرداری (MRI): اطمینان از خلوص هلیوم مایع در سیستمهای خنککننده
صنایع جوشکاری: بررسی خلوص گاز محافظ
صنایع هوافضا و دفاعی: تست نشت در سامانههای فشار بالا
صنایع کرایوژنیک: اطمینان از کیفیت گازهای مورد استفاده در دماهای پایین
کاربردهای تحقیقاتی: بررسی خصوصیات مولکولی در دماهای فوق پایین
ایمنی در آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم
هرچند هلیوم گازی بیاثر و غیرسمی است، اما رعایت اصول ایمنی در محیط آزمایشگاه الزامی است. تهویه مناسب، استفاده از کپسولهای دارای شیر اطمینان، بررسی نشتیها و نگهداری سیلندرها در حالت ایستاده از جمله الزامات ایمنی هستند. همچنین پرسنل باید آموزش دیده باشند تا در صورت افت فشار یا نشتی بتوانند اقدامات فوری انجام دهند.
خدمات آزمایشگاه آزمون گاز هلیوم در شرکت سپهر گاز کاویان
شرکت سپهر گاز کاویان بهعنوان یکی از مجهزترین مراکز آزمون گازهای صنعتی و آزمایشگاهی در کشور، خدمات تخصصی آزمون گاز هلیوم را مطابق با استانداردهای بینالمللی ارائه میدهد.
این خدمات شامل:
نمونهبرداری در محل و حمل ایمن نمونهها
آنالیز کامل ترکیب گازی با GC و GC-MS
اندازهگیری رطوبت، اکسیژن، نیتروژن و سایر ناخالصیها
صدور گواهی آنالیز (COA) معتبر با ذکر حدود عدم قطعیت
مشاوره فنی در زمینه ذخیرهسازی و انتقال گاز هلیوم
کالیبراسیون تجهیزات آزمون با گازهای استاندارد
آدرس و اطلاعات تماس:
دفتر فروش: تهران، شهرستان قدس، شهرک ابریشم، بلوار تولیدگران، ساختمان یاس، واحد ۳
کارخانه: استان البرز، شهرستان نظرآباد، شهرک صنعتی سپهر، بلوار کارآفرین، خیابان آذر غربی، پلاک ۱۱
تلفن: ۰۲۱-۴۶۸۳۵۹۸۰ | ۰۲۱-۴۶۸۳۷۰۷۲
وبسایت: www.kaviangas.com
بدون دیدگاه