Dok/Spezg.katalg/Teil 2/03.99

0,5
Konzentration [ ppm ]
0,4
spezialbehandelte Aluflasche
0,3
unbehandelte Aluflasche
0,2
0,1
0
0
12
24
36
Zeit [ Monate ]
54
48
60
Gasgemische/
Prüfgase
55
Gezielte Information durch Gefahrgutaufkleber und die neue (N) Schulterfarbgebung
56
Gasgemische/Prüfgase
Gasgemische sind Druckgase, die aus mehreren Molekülarten bestehen und die homogen gemischt sind.
Prüfgase sind eine Untergruppe der Gasgemische, an die
bzgl. der Herstelltoleranz, der Meßunsicherheit und der Reinheit der Ausgangsprodukte besondere Anforderungen gestellt
werden.
Sie werden vorwiegend zur Kalibrierung von Meßgeräten
eingesetzt. Darüber hinaus erfüllen sie aber noch wesentliche
Aufgaben bei Verfahren und experimentellen Untersuchungen,
für die Gasgemische genau definierter Zusammensetzung
benötigt werden.
Technische Gasgemische können gem. TRG 102, Anlage 1 in Reingasflaschen gefüllt werden.
Standard-Gasgemische/-Prüfgase sind vorwiegend ab
Lager lieferbare Gemische.
Zur eindeutigen Beschreibung eines Gasgemisches/Prüfgases wird nicht nur die Art des Grundgases und der Beimengung(en), sondern auch eine Angabe zum Stoffmengenanteil
bzw. zur Konzentration benötigt.
Stoffmengenanteil:
Ist das Verhältnis der Stoffmenge der Beimengung zur
Summe der Stoffmengen aller Bestandteile des Prüfgases.
Konzentration:
Stellt das Verhältnis der Quantität dieser Beimengung zum
Volumen der Mischphase dar.
Zur eindeutigen Kennzeichnung sind folgende Angaben
möglich:
– Stoffmengenanteil,
z.B. mol/mol, mmol/mol, µmol/mol = ppm
– Volumenanteil, z.B. m3/m3, l/m3, ml/m3 = ppm
– Massenkonzentration, z.B. kg/m3, g/m3, mg/m3
– Volumenkonzentration, z.B. m3/m3, l/m3, ml/m3
– Stoffmengenkonzentration, z.B. mol/m3, mol/l, mmol/l
Erläuterung wichtiger Begriffe
In den Richtlinien des Vereins Deutscher Ingenieure sind in
VDI 3490 Blatt 1 die wichtigsten Definitionen aufgeführt:
Dabei sind Volumenangaben stets auf den Normzustand
(1,013 bar; 273,15 K) bezogen. Volumenanteilen sind ideale
Gasvolumina (= Molanteile) zugrundegelegt.
Prüfgas:
„Ein meistens verdichtetes Gasgemisch, das in der Regel
aus einem Grundgas und aus einer oder mehreren Beimengungen besteht.“
Grundgas:
„Ein reines Gas oder Gasgemisch, das in der Regel als
Hauptbestandteil die zur Kalibrierung bestimmten Beimengungen ergänzt.“
Beimengung:
„Ein gas- oder dampfförmiger Bestandteil eines Prüfgases,
der qualitäts- und quantitätsmäßig bekannt ist und unmittelbar zur Prüfung und Kalibrierung benutzt wird.“
Abgasuntersuchung mit Eichgasen
(= Prüfgase mit besonderer Qualifikation)
57
Herstellung von Prüfgasen
Ausgangsprodukte
Für die Herstellung von Prüfgasen werden Gase hoher
Reinheit und Dämpfe von reinen Flüssigkeiten eingesetzt.
Neben den Reingasen aus unserem Lieferprogramm stehen
zahlreiche weitere Substanzen als Beimengungen zur Verfügung.
Ventilwerkstoff ist je nach Materialverträglichkeit Messing
oder Edelstahl. Von der Bauart her werden vorwiegend Membranventile verwendet.
Gegenüber der Zusammensetzung spielt die Reinheit bei
Gasgemischen oft eine untergeordnete Rolle. Sie ist naturgemäß begrenzt durch die Reinheit der für die Mischung verwendeten Reingase. Ausgehend von den dort gegebenen
Größenordnungen sind auch Gehalte an möglicherweise unerwünschten Beimengungen in Gasgemischen zu erwarten.
Sollte eine Anwendung (z.B. Geiger-Müller-Zählrohre, Ionisationskammern o.ä.) hier besonders anspruchsvoll sein, so kann
dies auf Wunsch bei der Herstellung eines Gemisches durch
Festlegung besonders hoher Reinheitsanforderungen berücksichtigt werden.
Technische Machbarkeit
Je nach Kundenwunsch können Prüfgase mit einer oder
mehreren Beimengungen in einem Grundgas vom unteren
ppb- bis zum %-Bereich hergestellt werden.
Linde hat Erfahrungen mit mehr als 200 reinen Gasen oder
Dämpfen als Beimengungen für Gasgemische. Die sich aus
dieser Zahl ergebenden theoretischen Kombinationsmöglichkeiten von bis zu 20 Beimengungen in einem Druckgasbehälter erreichen eine Anzahl größer 1026.
Entleerung und gasartspezifische Zuordnung bei der
Vorbereitung von Prüfgasflaschen für korrosive Gemische
In der Praxis ergeben sich Einschränkungen bzgl. der
Mischung verschiedener Gasarten miteinander oder bzgl. des
höchstmöglichen Fülldrucks durch Sicherheitsmaßgaben,
aber auch durch chemische oder physikalische Gesetzmäßigkeiten. Gegebenenfalls sind, abhängig von der Konzentration,
Fülldruckreduzierungen erforderlich, wenn Dämpfe von Flüssigkeiten oder andere leicht kondensierbare Stoffe als Beimengungen gewünscht werden.
Behältervorbehandlung
Je nach Anforderungen wird die Innenoberfläche der Behälter mit unterschiedlichen Methoden bearbeitet. Unabhängig
davon werden Prüfgasbehälter vor der Befüllung einem umfangreichen Spül-/Evakuierzyklus bei gleichzeitiger Erwärmung
der Druckgasflaschen unterzogen. Damit wird erreicht, daß
auch Spuren von Gasen, Dämpfen und speziell Feuchte bis
unter die analytische Nachweisgrenze entfernt werden.
Bei diesen Entscheidungen stehen dem Anwender unsere
langjährigen Erfahrungen zur Verfügung.
In besonderen Fällen (z.B. bei Gemischen mit niedrigen
korrosiven Anteilen) wird der Spülvorgang durch eine Feuchtemessung kontrolliert. Nur eine so aufwendige und konsequente Behältervorbehandlung ermöglicht die Herstellung stabiler
Prüfgase.
Behälter- und Ventilauswahl
Üblicherweise werden Druckgasbehälter aus Stahl oder
Aluminiumlegierungen, in Ausnahmefällen auch aus Edelstahl,
eingesetzt.
58
Herstellmethoden
Die Auswahl der Herstellmethode richtet sich u.a. nach
den geforderten Herstelltoleranzen. Für die Herstellung von
Gasgemische/Prüfgase
Gasgemischen/Prüfgasen in Druckgasbehältern werden bei
Linde üblicherweise folgende Methoden eingesetzt:
Gravimetrische Methode
Bei der gravimetrischen Herstellung werden modernste
hochauflösende Präzisionswaagen mit hoher Tragkraft eingesetzt. Damit ist der direkte Bezug der eingewogenen
Gase zur Basisgröße „kg“ bzw. „mol“ gegeben. Prüfgasgemische im ppm-Bereich können gegebenenfalls unter Verwendung geeigneter „Vorgemische“ gravimetrisch hergestellt werden.
Volumetrisch-gravimetrische Methode
Bei dieser Herstellmethode handelt es sich um ein kombiniertes Verfahren. Es wird meistens dann angewandt,
wenn Beimengungen in kleinsten Dosierungen, z.B. mit
gasdichten Spritzen, einem Grundgas zugegeben werden.
Manometrische Methode
Hier werden die Druckänderungen nach Zugabe der einzelnen Beimengungen bzw. des Grundgases gemessen.
Dazu werden Präzisionsmanometer verwendet.
Homogenisierung
Nach dem Füllvorgang wird das Gasgemisch in einem
zusätzlichen Arbeitsschritt homogenisiert. Einmal homogenisierte Gasgemische entmischen sich nicht mehr, wie durch
theoretische Überlegungen und zahlreiche Versuche bewiesen
wurde. Das gilt natürlich nur, solange die Kondensationstemperatur einer Beimengung nicht unterschritten wird. (Entsprechend temperaturempfindliche Gemische sind speziell gekennzeichnet!)
Endkontrolle von Prüfgasflaschen
Demgegenüber ist das Ergebnis der Gasanalyse meist ungenauer als das der Abfüllung, aber eben sehr gut dokumentierbar und (fast) beliebig oft wiederholbar, so daß in der Regel
deren Ergebnis bei der Anwendung eines Gemisches in der
Meßtechnik bevorzugt wird.
Für die Durchführung der analytischen Kontrolle ist ein vielfältiger und moderner Analysengerätepark erforderlich. Bei
Linde werden zur Qualitätskontrolle u.a. folgende Geräte /Verfahren eingesetzt:
Gaschromatographie mit einer Vielzahl von Detektorsystemen
Optische Methoden (FTIR, IR, UV-VIS)
Chemilumineszenzverfahren
spezielle Sauerstoff- und Feuchtemeßsysteme
Massenspektrometrie
Atomabsorptionsspektrometrie
Induktiv gekoppelte Plasmaspektrophotometrie
Ionenchromatographie
Naßchemische Absolutverfahren
Qualitätssicherung
Die Zusammensetzung von Gasgemischen läßt sich nach
zwei Methoden ermitteln:
Einerseits durch genaue Mengenkontrolle der Beimengungen beim Füllvorgang und andererseits durch Gasanalyse des
fertigen Gemisches.
Beide Methoden haben spezifische Vor- und Nachteile:
Während die Kontrolle der bei der Mischung dosierten
Gasmengen häufig z.B. mit einer Waage hochgenau erfolgen
kann, ist dieser Vorgang nur schwer beweiskräftig dokumentierbar und naturgemäß für jedes Gemisch nur einmal möglich.
Für die Absicherung der Meßergebnisse werden folgende
Wege beschritten:
Einsatz eigener Kalibrierstandards, die auf einer speziellen
hochempfindlichen, mechanischen Balkenwaage gefertigt
werden.
Verwendung national und international verfügbarer
Standards
(Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung/BAM,
National Institute of Standards and Technology/NIST,
Nederlands Meetinstituut/NMi).
Durchführung naßchemischer Absolutmethoden
nach DIN/VDI
Vergleichsmessungen bei internen und externen Ringanalysen
59
Versandfertige Prüfgasflaschen mit angehängtem
Analysenzertifikat
Die Prüfgase mit enger Herstelltoleranz werden mit Herstell- oder Analysenzertifikat, Prüfgase der Klassen 1 und 2
mit Analysenzertifikat geliefert. Es enthält alle Angaben, die
von nationalen und internationalen Gremien zur Charakterisierung eines Prüfgases empfohlen werden (DIN 51895,
Ausgabe März 1987; VDI 3490, Blatt 2; ISO 6141 - 1984):
Aussteller der Bescheinigung
Kundendaten
Soll- und Ist-Werte mit Angaben zur Meßunsicherheit/
Herstelltoleranz
Daten des Druckgasbehälters und der Füllung
Herstellmethode
Technische Hinweise einschließlich Herstelldatum
und zeitliche Haltbarkeit (Stabilitätsdauer)
Das Original dieses Zertifikates wird jeder Prüfgasflasche in
einem Anhänger mitgegeben.
Darüber hinaus können Prüfgase mit zusätzlichem Vergleich zu Referenzstandards geliefert werden:
Prüfgase für die Automobilindustrie mit direktem Meßwertvergleich gegen verfügbare Gasestandards des NIST
Methan und methanhaltige Prüfgase mit amtlichem Zertifikat über den Brennwert und/oder die Normdichte
Prüfgase für die Abgasuntersuchung (CO, CO2, C3H8 ), die
in Gegenwart eines Eichbeamten gegen BAM-zertifizierte
Kalibriergase gemessen werden.
Stabilität
Stabilität ist der Zeitraum, in dem sich die Zusammensetzung des Prüfgases bzgl. der Beimengungen nur innerhalb
der angegebenen Meßunsicherheit (siehe Zertifikat) ändern
darf.
Die im Analysenzertifikat angegebenen Stabilitätszeiträume
basieren auf eigenen Langzeitbeobachtungen an Testreihen
und werden ständig durch neue Untersuchungen aktualisiert.
Daraus resultierende neue Erkenntnisse kommen unmittelbar dem Anwender unserer Prüfgase zugute. Prüfgase mit kritischen Beimengungen hinsichtlich der Stabilität werden insbesondere bei niedrigen Stoffmengenanteilen vor ihrer Auslieferung einer wiederholten Stabilitätsbeobachtung unterzogen.
Dieses Vorgehen bedingt zwar eine verlängerte Lieferzeit, wird
aber im Interesse des Kunden zur Qualitätsabsicherung bevorzugt.
Die unten stehende Graphik zeigt den in der Praxis beobachteten zeitlichen Funktionsverlauf von 0,4 ppm H2S, Grundgas Stickstoff. gibt den Verlauf in einer einfach behandelten
Aluminiumflasche wieder, dagegen den in einer Aluminiumflasche, die nach einem speziellen, von Linde entwickelten
Verfahren vorbehandelt wurde. Solche Behälter werden routinemäßig für besonders empfindliche Prüfgase eingesetzt.
0,5
0,4
Konzentration [ ppm ]
Zertifikat
Diese Angabe ist notwendig, da sich in der Praxis gezeigt hat,
daß sich Prüfgasbeimengungen im Verlaufe der Zeit
durch Reaktion mit der Behälterinnenwand chemisch
umsetzen können
aus physikalischen Gründen (z.B. hohes Dipolmoment des
Moleküls) durch Adsorption an die Behälterinnenwand verstärkt anlagern
wegen der Instabilität von Molekülen unter Druck verändern (z.B. Stickoxide).
spezialbehandelte Aluflasche
unbehandelte Aluflasche
0,2
0,1
0
0
12
24
36
48
Zeit [ Monate ]
Einfluß der Qualität von Druckgasbehältern
auf die Stabilität von Prüfgasen
(Sollwert: 0,4 ppm Schwefelwasserstoff in Stickstoff)
60
0,3
60
Gasgemische/Prüfgase
Prüfgase mit enger Herstelltoleranz (PEH)
sind in zwei Gruppen einzuteilen:
PEH’s, die einzeln auf einer speziellen hochauflösenden
Balkenwaage unter Ausschaltung aller vermeidbaren
Fremdeinflüsse hergestellt werden. (Der Mischvorgang wird
ausschließlich zur Erzielung geringer Herstelltoleranzen
optimiert). Die Zusammensetzung ergibt sich aus den
Daten der Einwaagen. Sie ist in der Regel wesentlich
genauer als die zusätzlich aus Plausibilitätsgründen durchgeführte Gasanalyse. Allerdings muß vorausgesetzt werden, daß auch der Beitrag der Wechselwirkung zwischen
Gasphase und Behälterinnenoberfläche innerhalb der
genannten Herstelltoleranzen bleibt. Diese Gemische finden vorzugsweise Anwendung als Linde-interne Standards
zur Absicherung von Prüfgasen der anderen Klassen.
PEH’s, die einzeln auf einer hochempfindlichen elektronischen Waage hergestellt werden. Der Mischvorgang ist auf
die Erzielung einer möglichst geringen Herstelltoleranz optimiert. Außerdem wird durch einen entsprechend aufwendigen Kalibriergasvergleich eine Meßunsicherheit von
± 1 % rel. erreicht.
Gravimetrische Einzelflaschenabfüllung
Unsicherheit der Beimengungsangabe von Prüfgasen
Angaben über die Zusammensetzung eines Prüfgases
können sowohl aus der Mischprozedur als auch durch
gasanalytische Kontrolle gewonnen werden.
Je nach verwendeter Methode, durchgeführtem Aufwand und gewünschter Zusammensetzung erstrecken
sich die dabei erreichbaren Unsicherheiten von etwa 0,1
bis 10 Prozent relativ zum angegebenen Wert.
Zur Erfüllung unterschiedlicher Anforderungen an Herstelltoleranz und Meßunsicherheit von Prüfgasen sind 4
verschiedene Prüfgasklassen lieferbar.
Die in der Tabelle aufgeführten Angaben stellen Richtwerte dar. So können sich z.B. Abweichungen bei der Herstelltoleranz ergeben, bei Beimengungen wie Helium oder
Wasserstoff aufgrund des geringen Molekulargewichts.
Gleiches kann zutreffen bei kleinen Behältern aufgrund der
geringeren Einwaagen. Auch kann die Meßunsicherheit bei
„Vielkomponenten“-Gemischen abweichen. Die individuellen Unsicherheiten sind im Zertifikat angegeben.
Prüfgasklassen
Klasse Anteil der Beimengung Herstelltoleranz
Meßunsicherheit
PEH
}
1 - 99
100 - 999
0,1 - 4,9
5 - 50
ppm
ppm
%
%
±
±
±
±
2
1
0,5
0,1
% rel.
% rel.
% rel.
% rel.
1
1 - 99
100 - 999
0,1 - 4,9
5 - 50
ppm
ppm
%
%
± 10
± 5
± 2
± 1
% rel.
% rel.
% rel.
% rel.
2
100 - 999 ppm
0,1 - 4,9 %
5 - 50 %
± 10
± 5
± 2
% rel.
% rel.
% rel.
3
0,1 - 4,9 %
5 - 50 %
± 10
± 5
% rel.
% rel.
± 1 % rel. **
2-5
2
2
1
% rel.
% rel.
% rel.
% rel.
± 5 % rel.
± 2 % rel.
± 2 % rel.
*
*
* nur aus Sicherheitsgründen chargenweise analytisch überprüft
** soweit analytische Kontrolle erfolgt
(d. h. die Meßunsicherheit kleiner als die Herstelltoleranz ist)
61
Prüfgase der Klasse 1
Flüssiggemische
werden einzeln oder chargenweise, in der Regel gravimetrisch hergestellt und einzeln analysiert. Die Zusammensetzung ergibt sich aus den Analysendaten. Bei dieser Herstellmethode liegen die Abweichungen zwischen Soll- und Istwert
bei 1 bis 10 Prozent. Die relative Meßunsicherheit beträgt je
nach Gehalt und Art der Beimengung 1 bis 5 Prozent.
In einer Druckgasflasche können Gasgemische sowohl
ausschließlich in der Gasphase, als auch „unter Druck verflüssigt“ vorliegen, d.h. der überwiegende Anteil des Gemisches
liegt dann als Flüssigkeit vor (Dichteverhältnisse zwischen
Gas- und Flüssigphase liegen grob bei 1:1000).
Prüfgase der Klasse 2
werden chargenweise abgefüllt und vorwiegend einzeln
analysiert. Die Zusammensetzung ergibt sich aus den Analysendaten. Durch die rationelle chargenweise Abfüllung kann
die Abweichung zwischen Soll- und Istwert im Bereich von 2
bis 10 % liegen, die relative Meßunsicherheit bewegt sich im
Bereich von 2 bis 5 Prozent.
Prüfgase der Klasse 3
werden chargenweise abgefüllt und nur unter sicherheitstechnischen Aspekten analytisch überprüft. Die Zusammensetzung wird aus den Fülldaten ermittelt. Die relative Herstelltoleranz liegt zwischen 5 und 10 %.
Beimengungen mit niedrigen Dampfdrücken erlauben bei
gasförmigen Füllungen nur entsprechend niedrige Fülldrücke
und damit nur eine geringe verfügbare Menge des jeweiligen
Prüfgases. Werden größere Mengen solcher Gemische benötigt, ist die Bereitstellung in flüssiger Form vorteilhaft.
Für die Entnahme des Prüfgases aus Flüssigfüllungen gibt
es folgende Möglichkeiten:
Ist der Druckgasbehälter mit einem normalen Flaschenventil ausgerüstet, kann aus dem auf den Kopf gestellten
Behälter Flüssigphase entnommen werden.
Ist das Flaschenventil mit einem Steigrohr ausgerüstet, befördert der über der Flüssigphase stehende Dampfdruck
Flüssigkeit bei aufrecht stehendem Behälter aus dem
Ventil.
Ist die Prüfgasflasche mit einem Doppelventil mit Steigrohr
ausgerüstet, kann die Flüssigentnahme durch Druckbeaufschlagung mit einem Inertgas, vorzugsweise Helium, eingestellt werden.
Palettenabfüllung mit angeschlossener Analyseneinheit
62
Analytische Qualitätskontrolle von Prüfgasen
Gasgemische/Prüfgase
In den beiden erstgenannten Fällen kann ebenfalls mit
einem Druckpolster gearbeitet werden, das zweckmäßigerweise vom Gasehersteller aufgebracht werden sollte.
Bei unterschiedlichen Dampfdrücken der beteiligten Beimengungen reichern sich die leichter flüchtigen in der Gasphase, die schwerer flüchtigen in der Flüssigphase an. Das
heißt, die homogene Verteilung der Beimengungen in der
Gesamtmenge ist während der Entnahme nicht mehr streng
erfüllt. Daraus folgt, daß sich die Zusammensetzung des Gemisches während der Gasentnahme kontinuierlich ändert, je
nachdem, ob aus der Gas- oder der Flüssigphase entnommen wird. Um die Änderung bei der Entnahme zu minimieren,
sollte wie oben beschrieben vorgegangen werden.
Die dem Behälter entnommene Flüssigphase kann direkt
oder auch nach totaler Verdampfung weiter verwendet werden.
Für vollständig bekannte Entnahmebedingungen lassen
sich die Änderungen der quantitativen Zusammensetzung
während der Entnahme berechnen.
Lieferarten
Gasgemisch-/Prüfgasfüllungen werden vorzugsweise in
Linde-Leihflaschen geliefert. Hierfür werden geeignete Behälterwerkstoffe ausgewählt. Behälterwerkstoff und Behältervorbehandlung sind auf das Gemisch abgestimmt.
Deshalb sollte für Gasgemischfüllungen möglichst nicht auf
kundeneigene Behälter zurückgegriffen werden.
Mit der Einführung der in der Tabelle aufgeführten Hochdruckflaschen aus Edelstahl konnte das Lieferangebot für
empfindliche Prüfgase, insbesondere im Bereich der niedrigen
Stoffmengenanteile, deutlich erweitert werden. Darüber hinaus
war mit dem Einsatz der Edelstahlflaschen die Aufnahme neuer Prüfgasbeimengungen in das Lieferprogramm möglich.
Prüfgase werden überwiegend in Einzelanfertigung nach
den Angaben unserer Kunden hergestellt. Eine Reihe von
Standard-Prüfgasen sind jedoch ab Lager lieferbar (siehe
Tabellen „Linde Standard-Gasgemische und -Prüfgase“,
Seite 67).
Behälter für Gasgemische/Prüfgase
Rauminhalt
AußenØ
Liter
ca. mm
ca. mm
ca. kg
118
140
140
140
219
229
204
219
229
760 x 965
760 x 965
460
1100
970
1030
590
1560
1730
1560
1640
1842
1842
2
11,5
16
19
32
45
78
81
67
950
1057
2
10
10
10
10
40
40
40
50
12 x 40
12 x 50
Länge mit Leergewicht
Kappe
des kompl.
Behälters
Linde minican®-Druckgasdosen (Einwegbehälter)
1
80
270
0,15
LS
NS
AL
ES
=
=
=
=
Behälterwerkstoff
max. Fülldruck der
Druckgasbehälter
ca. bar
Füllmenge
AL
AL
LS
NS
ES
AL
NS
ES
LS
LS
LS
200
200
200
150
200
200
150
200
200
200
200
Fülldruck und
-menge hängen
von der jeweiligen
Zusammensetzung
des Prüfgases ab.
AL
12
ca. 12 Liter
Vergüteter Stahl
Stahl mit einer Mindeststreckgrenze ≤ 390 N/mm2 (max. Fülldruck 150 bar)
Aluminiumlegierung
Edelstahl
63
Was ist bei Gasgemisch-/Prüfgasbestellungen zu beachten?
Zusammensetzung des Gemisches
Beimengung(en)
Stoffmengenanteil/Konzentration
Einheit (z.B. ppm, %)
Grundgas
Charakterisierung von Gasgemisch-/Prüfgasflaschen
Gasgemisch/Prüfgas
Flaschenfarbe:
Zylindrischer Teil:
Brillantblau
Flaschenschulter
(gem. EN 1089 Teil 3): Gelb
Gewünschte Prüfgasklasse
Anforderung an die Meßunsicherheit
Anforderung an die Herstelltoleranz
(soweit erforderlich)
Besondere Anforderungen an die Herstelltoleranz, z.B. definierter Wert darf nicht über- oder Prägung:
unterschritten werden.
Einhaltung von Nebenbestandteilen, z.B. über
den Meßwert der Beimengung hinausgehende
analytische Kontrollen
Anzahl Flaschen
Besondere Versandwünsche
Sonstige Vorgaben
RAL 1018
für giftige und/oder korrosive Gemische
Rot
RAL 3000
für brennbare Gemische
Hellblau
RAL 5012
für oxidierende Gemische
Leuchtendes Grün RAL 6018
für inerte Gemische
Gasgemisch oder Gasgemisch K
bzw. Prüfgas oder Prüfgas K
Aufkleber:
Gasarten in der Reihenfolge ihres Anteils im Gemisch
Ventilanschluß:
nach DIN 477:
Prüfgas
Verwendung von Ausgangsstoffen bestimmter
Reinheit
Flaschengröße
RAL 5007
Gasgemisch
M 19 x 1,5 LH
G 3/4
W 21,80 x 1/14 LH
G 3/4
(O2 ≤ 21 %)
(O2 > 21 %)
(O2 ≤ 21 %)
(O2 > 21 %)
Gasgemische nach TRG 102, Anlage 1 („Techn. Gasgemische“)
Flaschenfarbe:
Zylindrischer Teil:
Grau
RAL 7037
bzw. wie Reingas
Flaschenschulter
(gem. EN 1089 Teil 3): wie Reingas
Prägung:
wie Reingas
Aufkleber:
Gasarten in der Reihenfolge ihres Anteils im Gemisch
Ventilanschluß:
wie Reingas gemäß DIN 477
Bei Lieferungen in das Ausland können landesspezifische Anforderungen erfüllt
werden.
Analytische Qualitätskontrolle von Prüfgasen
64
Gasgemische/Prüfgase
Liste der möglichen Beimengungen
Die in der Liste aufgeführten Stoffe sind Beispiele für die wichtigsten bei Linde bevorrateten Gase und Dämpfe von Flüssigkeiten zur Verwendung in der Prüfgasfertigung.
Diese Liste wird aus laufenden Entwicklungsarbeiten und auf
Kundenwunsch ständig erweitert.
Acetaldehyd
Aceton
Acetylen (Ethin)
Acrolein
Acrylnitril
Ammoniak
Anilin
Argon
Arsin
Diethylsulfid
1,1-Difluorethan (R 152 a)
Dijodmethan (Methylenjodid)
Dimethylamin
Dimethylether
2,2-Dimethylpropan (Neopentan)
Dimethylsulfid
Distickstoffmonoxid (Lachgas,
Stickoxydul)
Benzol
Bortrichlorid
Bromchlordifluormethan (R 12 B 1)
Bromethen (Vinylbromid)
Brommethan (Methylbromid)
Bromtrifluormethan (R 13 B 1)
Bromwasserstoff
1,2-Butadien
1,3-Butadien
Butan (n-Butan)
1-Buten
cis-2-Buten
trans-2-Buten
1-Butin
2-Butin
Butylacetat
tert.-Butylmercaptan
tert.-Butylmethylether (MTB)
Enfluran
Ethan
Ethanol (Ethylalkohol)
Ethen (Ethylen)
Ethylacetat
Ethylamin
Ethylenoxid (Oxiran)
Ethylmercaptan
Ethylmethylketon
Carbonylsulfid (Kohlenoxidsulfid)
Chlor
Chlordifluormethan (R 22)
Chlorethan (Ethylchlorid)
Chlorethen (Vinylchlorid)
Chlorjodmethan
Chlormethan (Methylchlorid)
Chlorpentafluorethan (R 115)
Chlortrifluormethan (R 13)
Chlorwasserstoff
Cyanwasserstoff
Cyclohexan
Cyclohexanon
Cyclopropan
Decan
Desfluran
Deuterium
Diboran
Dibrommethan (Methylenbromid)
1,4-Dichlor-2-buten (cis-/trans-)
Dichlordifluormethan (R 12)
1,1-Dichlorethan
1,2-Dichlorethan
Dichlorfluormethan (R 21)
Dichlormethan (Methylenchlorid)
Dichlorsilan
1,2-Dichlortetrafluorethan (R 114)
FAM-Benzin (nach DIN 51635)
Fluor
Fluormethan (R 41)
Fluorwasserstoff
Formaldehyd
Halothan
Helium
Helium-3
Heptan
Hexafluorethan ( R 116)
Hexan
Isobutan (i-Butan)
Isobuten (i-Buten, Isobutylen)
Isofluran
Isopropylacetat
Jodethan
Jodmethan
Kohlendioxid
Kohlenstoff-13-dioxid (13CO2)
Kohlenmonoxid
Kohlenmonoxid-18 (C18O)
Kohlenstoff-13-monoxid (13CO)
Krypton
Methan
Methanol
Methoxyfluran
Methylamin
2-Methylbutan
3-Methyl-1-buten
Methylmercaptan
2-Methylpentan
2-Methylvinylether
Neon
Nonan
Octafluorcyclobutan (R C318)
Octafluorpropan (R 218)
Octan
Pentan
1-Penten
2-Penten (cis-/trans-)
Phosgen
Phosphin
Propadien (Allen)
Propan
1-Propanol
2-Propanol
Propen (Propylen)
Propin (Methylacetylen)
Sauerstoff
Schwefeldioxid
Schwefelhexafluorid
Schwefelkohlenstoff
Schwefelwasserstoff
Sevofluran
Silan
Stickstoff
Stickstoffdioxid/Distickstofftetroxid
Stickstoffmonoxid
Styrol
1,1,1,2-Tetrachlorethan
1,1,2,2-Tetrachlorethan
Tetrachlormethan
Tetrafluormethan (R 14)
Tetrahydrothiophen
Toluol
Tribrommethan (Bromoform)
1,1,1-Trichlorethan
1,1,2-Trichlorethan
Trichlorethen
Trichlorfluormethan (R 11)
Trichlormethan (Chloroform)
1,1,2-Trichlortrifluorethan (R 113)
Trifluormethan (R 23)
Trimethylamin
Wasserdampf
Wasserstoff
Xenon
Xylol (o-, m- oder p-Xylol)
65
Flaschenlager für Prüf- und Reingase
66
Standard-Gasgemische und -Prüfgase
Für Forschung, Technik, Medizin und Analytik hält Linde
die notwendige Produktvielfalt an kurzfristig verfügbaren Standard-Gasgemischen und -Prüfgasen bereit. Die Bandbreite
erstreckt sich dabei von modernen Lasergasgemischen über
Gasgemische für die Medizin bzw. die Elektronikindustrie bis
zu den jeweils aktuellen Prüf-/Kalibriergasen für die Emissionsund Immissionsmessung, sowie für die Analytik bzw. Spurenanalytik.
Beispiele dazu sind den folgenden Tabellen zu entnehmen.
Beispiele für Gasgemische/Prüfgase in der Analytik
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Leuchtendes Grün
G 3/4
10
50
600
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
50
1,5
7,5
18 – 21 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,5
30 – 40 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Hellblau
G 3/4
10
50
2
10
Oxidansgas
40 % Wasserstoff
Rest Helium
Rot
W 21,80 x 1/14 LH
50
10
Brenngas für FID
Rot
M 19 x 1,5 LH
50
10
Synthetische Luft
KW-frei
20 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
CnHm ≤ 0,1 ppm
Füllmenge
Anwendung
m3
2
10
120
Betriebsgas für GC-Detektoren
Spül- und Nullgas
für Probenahmeeinrichtungen
und Meßgeräte
P 10- /P 5-Gas
ECD
10 /5 % Methan
Rest Argon
P 10 Rot
P 5 Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14 LH
50
10,9
Betriebsgase für die ECD-Analytik
P 10-Gas
für Spektrometrie
10 % Methan
Rest Argon
Rot
W 21,80 x 1/14 LH
50
10,9
Betriebsgas für Proportionalzählrohre
zur Messung radioaktiver Strahlung
Rot
M 19 x 1,5 LH
50
7,5
10
50
2,1
10,5
10
50
1,4
6,8
H2 /Ar für Spektrometrie
2 – 5 % Wasserstoff
Rest Argon
≤ 2,9 % Leuchtendes Grün
> 2,9 % Rot
W 21,80 x 1/14 LH
4
% Stickstoff
1,5 % Kohlendioxid
Rot
4
% Ethan
M 19 x 1,5 LH
1
% Propan
0,2 % Butan
0,2 % Isobutan
0,05 % Pentan
0,05 % Isopentan
0,05 % 2,2-Dimethylpropan
0,05 % Hexan
Rest Methan
10
% Methan
Rest Stickstoff
Rot
W 21,80 x 1/14 LH
10
50
2
10
Schutz-/Spülgas
für Funkenspektrometer
11D - Kalibriergasgemisch
zur Brennwertmessung
mit Prozeßgaschromatographen
Reagenzgas für AED
Weitere Gasgemische sind ab Lager verfügbar oder können auf Anfrage gefertigt werden.
67
Beispiele für Prüfgase in der Emissions- und Immissionsmessung
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
1/2,5/4/8 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
400 ppm (500 mg/m3)
Kohlenmonoxid
Rest Stickstoff
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Füllmenge
m3
10
1,5
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
700 ppm (2000 mg/m3)
Schwefeldioxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
90 ppm (121 mg/m3)
Stickstoffmonoxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
100 ppm (135 mg/m3)
Stickstoffmonoxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
300 ppm (400 mg/m3)
Stickstoffmonoxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
1 - 20 ppm Formaldehyd
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,0 -1,2
200 - 500 ppb
Stickstoffmonoxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,5
200 - 500 ppb
Stickstoffdioxid
Rest Synthetische Luft
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,5
200 - 500 ppb
Schwefeldioxid
Rest Synthetische Luft
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,5
Leuchtendes Grün
M 19 X 1,5 LH
10
1,5
Eichgas A
3,5 % Kohlenmonoxid
14 % Kohlendioxid
2000 ppm Propan
Rest Stickstoff
Eichgas B
0,5 % Kohlenmonoxid
6 % Kohlendioxid
200 ppm Propan
Rest Stickstoff
30 - 150 ppb Benzol
30 - 150 ppb Toluol
30 - 150 ppb Xylol
Rest Synthetische Luft
oder Stickstoff
Emissionsmessungen an
Feuerungsanlagen gemäß den
gesetzlichen Bestimmungen aus
BImSchG und TA-Luft
Eichgase für die
Abgasuntersuchung (AU)
mit amtlichem Prüfschein
Emissionsmessung,
Raumluftüberwachung
Immissionsmessungen
Weitere Prüfgase sind ab Lager verfügbar oder können auf Anfrage gefertigt werden.
68
Anwendung
BTX-Prüfgas
Standard-Gasgemische und -Prüfgase
Beispiele für Gasgemische in der Medizin
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Carbogen
5 % Kohlendioxid
Rest Sauerstoff
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Füllmenge
Anwendung
m3
Weiß/Grau
G 3/4
10
50
2
10
6 /15 Gew.-% Ethylenoxid
Rest Kohlendioxid
≤ 9 % Leuchtendes Grün
> 9 % Rot
W 21,80 x 1/14 LH
50
37,5 kg
10 /15 % Kohlendioxid
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
W 24,32 x 1/14
10
2
Leuchtendes Grün
M19 x 1,5 LH
10
1,5
6 % Kohlendioxid
12 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
W 24,32 x 1/14
10
2
5 % Kohlendioxid
20 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
W 24,32 x 1/14
10
2
Leuchtendes Grün
M19 x 1,5 LH
10
1,5
5 % Kohlendioxid
Rest Synthetische Luft
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
20,9 % Sauerstoff
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
0,25 % Kohlenmonoxid
18
% Helium
Rest Synthetische Luft
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
Unterstützung der Atemfunktion;
Bebrütung in der Biochemie
Sterilisation von
medizinischen Geräten
Blutgasanalyse
Lungenfunktionskontrolle
Weitere Gasgemische sind ab Lager verfügbar oder können auf Anfrage gefertigt werden.
69
Beispiele für Gasgemische in der Laseranwendung
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Füllmenge
m3
LASPUR ® 110
4,5 % Kohlendioxid
13,5 % Stickstoff
Rest Helium
Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14
50
LASPUR ® 207
3,4 % Kohlendioxid
15,6 % Stickstoff
Rest Helium
Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14
50
Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14 LH
10
Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14
50
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
50
7,5
Leuchtendes Grün
1 LH
50
7,5
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
50
7,5
Gelb
M 19 x 1,5 LH
10
10
0,3
1,5
Gelb
1
10
0,3
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
LASPUR ® 208
3 % Xenon
3 % Sauerstoff
4 % Kohlendioxid
6 % Kohlenmonoxid
19 % Stickstoff
Rest Helium
LASPUR ® 216
5 % Kohlendioxid
40 % Stickstoff
Rest Helium
LASPUR ® 258
0,25 % Wasserstoff
3
% Kohlenmonoxid
7,5 % Kohlendioxid
15
% Stickstoff
Rest Helium
LASPUR ® 264
0,5 % Wasserstoff
4 % Kohlenmonoxid
8 % Kohlendioxid
16 % Stickstoff
Rest Helium
LASPUR ® E80
5 % Fluor
Rest Helium
LASPUR ® E85
5 % Chlorwasserstoff
Rest Helium
9,1
Betriebsgas für CO2-Laser
10
1,5
10
Weitere Gasgemische sind ab Lager verfügbar oder können auf Anfrage gefertigt werden.
70
Anwendung
Betriebsgase für Markierlaser
Betriebsgas für Excimer-Laser
Standard-Gasgemische und -Prüfgase
Beispiele für Gasgemische in der Elektronikindustrie
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Füllmenge
Anwendung
m3
15 % Arsin
Rest Wasserstoff
Gelb
W 21,80 x 1/14 LH
0,38
19 l
Ionenimplantation
15 % Phosphin
Rest Wasserstoff
Gelb
W 21,80 x 1/14 LH
0,38
19 l
Ionenimplantation
0,4 ppm Phosphin
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
10
1,5
Kalibrierung von MAK-Sensoren
4 - 15 % Sauerstoff
in Tetrafluormethan 3.5
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
50
1,1
Plasmaätzen von Silizium
Sonstige Gasgemische für Wissenschaft, Forschung und Technik
Produktbezeichnung
Zusammensetzung
Farbe Flaschenschulter
Ventilanschluß
nach DIN 477
Flaschengröße
Rauminhalt
Liter
Füllmenge
Anwendung
m3
Lampenargon
5 - 20 % Stickstoff
Rest Argon
Leuchtendes Grün
W 21,80 x 1/14
10
50
2,1
10,5
Füllgas für Glühlampen
10 - 20 % Helium
Rest Stickstoff
Leuchtendes Grün
W 24,32 x 1/14
10
50
2
10
Lecksuche
4 - 10 % Wasserstoff
Rest Stickstoff
≤ 5,7 % Leuchtendes Grün
> 5,7 % Rot
W 21,80 x 1/14 LH
50
10
Formiergas für die Metallurgie
und Halbleiterfertigung
≤ 5,7 % Leuchtendes Grün
> 5,7 % Rot
M 19 x 1,5 LH
50
7,5
10
1,5
2,5 % Methan
Rest Synthetische Luft
Leuchtendes Grün
M 19 x 1,5 LH
Kalibriergas für Gaswarngeräte
Weitere Gasgemische sind ab Lager verfügbar oder können auf Anfrage gefertigt werden.
71
Plasmabrenner eines ICP-Gerätes (Schema)
72
Betriebsgase
für die Analytik
73
GC-MS-Kopplung zur Qualitätssicherung von Reingasen
74
Betriebsgase für die Analytik
Qualitativ hochwertige Betriebsgase sind eine elementare
Voraussetzung für den störungsfreien und zuverlässigen Betrieb von modernen Meßsystemen. Betriebsgase oder auch
Nullgase dürfen keine die Messung störenden Nebenbestandteile aufweisen.
Neben dem Einsatz als Prüfgas zum Kalibrieren von Meßgeräten (siehe Kapitel „Gasgemische/Prüfgase“) haben Gase
als Betriebsmittel vielfältige Aufgaben. Betriebsgase dienen in
der Probenvorbereitung als Extraktions-, Stripp- oder Kältemedium, um Proben zu extrahieren, leichtflüchtige Substanzen auszutreiben oder die Anreicherung in einer Kältefalle zu
ermöglichen. Betriebsgase ermöglichen als Nullgas die Einstellung des Nullpunktes bzw. als Träger-, Schutz-, Spül-,
Brenn-, Reaktions- oder Oxidansgas den störungsfreien und
zuverlässigen Betrieb von analytischen Meßgeräten.
Qualitätssicherung
Die gasanalytische Eingangs- und Ausgangskontrolle
gewährleistet die Einhaltung der angegebenen Spezifikation.
Dabei kommen Meßverfahren wie die Gaschromatographie
mit verschiedenen Detektoren, die Massenspektrometrie mit
diversen Ionisationsverfahren, die FTIR-Spektroskopie, die
Atomabsorptionsspektrometrie und weitere analytische
Meßverfahren zum Einsatz. Weitere Angaben über die Nebenbestandteile in den Reingasen findet man im Kapitel „Reingase“ des Spezialgasekatalogs, auf den Linde-Datenblättern
bzw. für einzelne Reingase im Kontrollzertifikat, das sich an
der Gasflasche befindet.
Betriebsgase mit Bezeichnungen wie Kohlendioxid
SFC/SFE, Kohlendioxid SFE-hochrein, Synthetische Luft KWfrei, Stickstoff CO-frei oder Stickstoff ECD usw. weisen auf
bestimmte Anwendungen hin. Bei diesen speziellen Betriebsgasen wird bei der Herstellung und Qualitätssicherung
die spätere Anwendung berücksichtigt. So werden Betriebsgase für die ECD-Analytik im Rahmen der Qualitätskontrolle
mit einem ECD (Elektroneneinfangdetektor) auf störende
Nebenbestandteile wie Halogenkohlenwasserstoffe im untersten ppb-Bereich überprüft. Für den Einsatz von Kohlendioxid
zur Probenextraktion (SFE = Super Fluid Extraction) werden
zwei Qualitäten für die Routine- bzw. Spurenanalytik angeboten.
Linde: Alles aus einer Hand
Von der Reinstgasherstellung bis zur Bereitstellung von
Gasen am Verbrauchsort, dem „point of use“ beim Kunden,
bietet Linde vielfältige maßgeschneiderte Versorgungskonzepte für alle analytischen Anwendungen. In den folgenden Tabellen sind wichtige Anwendungsgebiete für Betriebsgase in der
Analytik zusammengefaßt. Für weitere Fragen zu Betriebsgasen und Gasversorgungssystemen stehen Ansprechpartner in
den Vertriebs- und Spezialgasezentren zur Verfügung.
Die richtige Auswahl der Betriebsgase
Ausgehend von der analytischen Aufgabenstellung muß
der Analytiker ein geeignetes Probenaufbereitungsverfahren
und ein validiertes Analysenverfahren auswählen. Je nachdem, welche Stoffmengenanteile nachgewiesen werden sollen, müssen Betriebsgase mit entsprechend geringem Anteil
an Nebenbestandteilen verwendet werden. Zur Probenextraktion und für die Analytik mit höherem Stoffmengenanteil sollte
man Gasreinheiten von mindestens 5.0 einsetzen. Für den
Spuren- oder Ultraspurenbereich sind Reinheiten bis 7.0 erforderlich. Besteht darüber hinaus die Notwendigkeit, vor dem
„point of use“ noch vorhandene Nebenbestandteile zu entfernen, so kann dies mit geeigneten Gasnachreinigungssystemen erfolgen.
Spurenelementbestimmung mit einem ICP-Spektrometer
75
Gaschromatographie (GC)
Detektor
Wärmeleitfähigkeitsdetektor
WLD
Trägergas
Betriebsgas
Gasreinheit bzgl. Meßbereich
ppt – 100 ppb 100 ppb – 10 ppm
> 10 ppm
Wasserstoff
Helium
Argon
Stickstoff
Flammenionisationsdetektor
FID
Wasserstoff
Helium
Stickstoff
Synthetische Luft
Elektroneneinfangdetektor
ECD
Helium
Stickstoff
Stickstoff
Helium
P 10 / P 5 - Gas
Wasserstoff (% Methan in Argon)
Flammenphotometrischer
Detektor
FPD
Wasserstoff
Helium
Stickstoff
Synthetische Luft
6.0
6.0
6.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.6 5.3
5.6 5.3
5.6 5.3
KW-frei
5.0
5.0
5.0
ECD
ECD
ECD
ECD
5.6 5.3
5.6 5.3
5.6 5.3
KW-frei
5.0
5.0
5.0
5.6
5.6
5.0
5.0
Helium
Stickstoff
6.0
6.0
Heliumionisationsdetektor
HID
Helium
7.0 – 6.0
A
B
6.0
6.0
6.0
Photoionisationsdetektor
PID
Thermionischer
Detektor
TID
5.3
5.3
5.3
5.3
Bemerkung
5.3
5.3
A
C
6.0
D
Wasserstoff
Helium
Argon
Stickstoff
Synthetische Luft
Atomemissionsdetektor
AED
Helium
Massenselektiver
Detektor
(GC-) MS
Helium
Stickstoff
Wasserstoff
Sauerstoff
Methan
6.0
6.0
6.0
6.0
5.6 5.3
5.6 5.3
5.6 5.3
5.6 5.3
KW-frei
6.0
6.0
5.0
5.0
4.5
6.0
5.3
5.0
5.0
4.5
7.0 – 6.0
6.0
5.0
5.0
5.0
5.0
A
E
Bemerkung A Kohlenwasserstoff-Verunreinigungen (KW) in den Betriebsgasen führen zu einem stärkeren Basislinienrauschen und damit zur
Verschlechterung der Nachweisgrenze. Der KW-Anteil in den Betriebsgasen sollte daher so niedrig wie möglich sein.
Als Brenngas für den FID/FPD wird auch ein Gasgemisch aus 40 % Wasserstoff, Rest Helium eingesetzt.
B Der ECD-Detektor reagiert sehr empfindlich auf Verunreinigungen in den Gasen, Leitungen, Armaturen und Dichtungen durch
Substanzen hoher Elektronenaffinität wie Feuchte, Sauerstoff und FCKW´s.
Feuchte und FCKW´s verschlechtern die Nachweisgrenze.
C Leicht ionisierbare Kohlenwasserstoff-Verunreinigungen (KW) in den Betriebsgasen erhöhen das Basislinienrauschen.
Der KW-Anteil in den Betriebsgasen sollte daher so niedrig wie möglich sein.
D Aufgrund der Störanfälligkeit des HID sollte der Detektor unter Schutzgas betrieben werden.
E Neben hochreinem Helium als Träger- und Plasmagas benötigt das Spektrometer hochreinen Stickstoff als Spülgas und
verschiedene Reagenzgase, je nachdem welche Elemente gemessen werden.
Hochreine Betriebsgase und ein entsprechendes Gasversorgungssystem (siehe Kapitel „Gasversorgungssysteme“) sind neben einer exakten
Probenpräparation die wichtigsten Voraussetzungen für die störungsfreie und zuverlässige Analytik mit modernen Meßgeräten.
76
Betriebsgase für die Analytik
Atomemissionsspektrometrie (AES)
Technik
Nachweisgrenze
Gas
Gasreinheit
Flammenphotometrie
ppm Bereich
Propan
Synthetische Luft
2.5
Standard
Acetylen
Anwendung Bemerkung
Brenngas Propan ist schwerer als Luft, deshalb
Oxidansgas darf es in Kellerräumen und unterhalb
der Erdoberfläche nicht gelagert/
Brenngas verwendet werden.
Acetylen für
Flammenphotometrie
Synthetische Luft
Standard
Oxidansgas Siehe auch Anmerkung 1 und 2
Funkenspektrometrie
Spektrometrie
mit induktiv
gekoppeltem
Plasma (ICP)
ppm/ppb Bereich
ppb/ppt Bereich
Argon
Argon
für Spektrometrie
2-4% Wasserstoff
jeweils 6.0
Rest Argon
Argon
Argon
Argon
Stickstoff
Argon für
Spektrometrie
Argon für
Spektrometrie
Argon für
Spektrometrie
5.0
Schutzgas
Schutzgas
Trägergas
Plasmagas
Sauerstoff und Feuchte im Schutzgas
beeinflussen die Empfindlichkeit und
das Meßergebnis. Hochreines
Schutzgas ist zwingend erforderlich.
Die Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit ist abhängig von der Reinheit
der Gase.
Gleiches gilt für die ICP-MS.
Kühlgas
Kühlgas
Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)
Technik
Nachweisgrenze
Gas
Flammentechnik
ppb/ppt Bereich
Acetylen
Gasreinheit
Acetylen für
Brenngas Siehe auch Anmerkung 1 und 2
Flammenphotometrie
Synthetische Luft
Standard
Oxidansgas
Acetylen
Distickstoffmonoxid
Acetylen für
Brenngas Siehe auch Anmerkung 1 und 2
Flammenphotometrie
2.5
Oxidansgas
Wasserstoff
Synthetische Luft
5.0
Standard
Wasserstoff
Argon
5.0
Argon für
Spektrometrie
Umgebungsluft
Graphitrohrtechnik
ppb/ppq Bereich
Argon
Stickstoff
Hydrid- und
Kaltdampftechnik
ppb/ppt Bereich
Anwendung Bemerkung
Argon
Stickstoff
Brenngas Störende Begleitstoffe verursachen
Oxidansgas häufig Matrixeffekte.
Brenngas
Diese sehr störanfällige Flamme wird
für leichtflüchtige Elemente verwendet.
Oxidansgas
Argon für
Spektrometrie
5.0
Argon für
Spektrometrie
5.0
Inert-/Spülgas Der Nachteil des Stickstoffs ist die
mögliche Nitrid- und Cyanidbildung
Inert-/Spülgas sowie eine Reduzierung der Empfindlichkeit
Trägergas
Trägergas
Zur Empfindlichkeitssteigerung verwendet man Edelmetallträger
zur Hg-Anreicherung
Anmerkung 1 Durch die Anwesenheit von Phosphin aus der Acetylenherstellung nimmt die blaue Acetylenflamme einen milchigen Farbton
an, der die photometrische Messung stört. Aus diesem Grund sollte speziell gereinigtes „Acetylen für Flammenphotometrie“
verwendet werden.
2 Mit sinkendem Flaschendruck steigt der Acetonanteil im Acetylen. Dies verursacht Meßfehler bei Elementen, deren Empfindlichkeit stark von der Brenngas-/Oxidansgaszusammensetzung abhängt. Deshalb empfehlen Gerätehersteller die Acetylenflaschen bei einem Restdruck von 6 - 7 bar zu wechseln.
Hochreine Betriebsgase und ein entsprechendes Gasversorgungssystem (siehe Kapitel „Gasversorgungssysteme“) sind neben einer exakten
Probenpräparation die wichtigsten Voraussetzungen für die störungsfreie und zuverlässige Analytik mit modernen Meßgeräten.
77
78
Gase in
Kleinbehältern
79
Gase in Kleinbehältern
In vielen Einsatzbereichen sind große Gasflaschen zu
unhandlich. Auch andere Gründe, wie geringer oder sporadischer Gasebedarf, Sicherheitsüberlegungen, technische Voraussetzungen usw. erfordern alternative Formen der Gasebereitstellung.
Mit dem Programm „Gase in Kleinbehältern“ bietet Linde
universelle Anwendungsmöglichkeiten überall dort, wo geringes Behältergewicht oder kleinste Gasmengen gefragt sind.
Folgende Typen stehen zur Verfügung:
Linde Kleinstahlflaschen
Linde minican®-Druckgasdosen
Sämtliche Standardfüllungen in Kleinbehältern sind aus
laufender Fertigung kurzfristig lieferbar. Der Versand erfolgt
zeitsparend und kostengünstig direkt ab Lieferwerk, soweit
erlaubt auch per Post (siehe Hinweise bei den jeweiligen
Behälterarten).
Die hier beschriebenen Behälter sind nicht zur Wiederverwendung bestimmt. Für zurückgegebene Behälter und Verpackungen erfolgt keine Vergütung.
Außerdem sind in diesem Kapitel aufgeführt:
Linde Plastigas®-Beutel
Hauptanwendungsgebiete sind die Entnahme von Gasproben und das Herstellen von Prüfgasen beim Anwender.
Eine Lieferung von Gasen oder Gasgemischen in Plastigas®Beuteln ist nicht vorgesehen.
Flaschenlager von Gasen in Kleinbehältern
81
Qualitätskontrolle von Gasen
in Kleinstahlflaschen
Linde Kleinstahlflaschen
Linde Kleinstahlflaschen sind
Hochdruck-Stahlbehälter für Gase
hoher Reinheit. Sie werden als Einwegbehälter eingesetzt. Die Flaschen
sind TÜV-geprüft und entsprechen
der Druckbehälterverordnung. Der
Prüfüberdruck von 300 bar ermöglicht hohe Füllmengen. Die Gasentnahme erfolgt über baumustergeprüfte Ventile mit Seitenstutzengewinde nach DIN 477.
Die Entsorgungskosten für
zurückgegebene Kleinstahlflaschen
werden in Rechnung gestellt. Der
Rücktransport darf aufgrund von
Transportvorschriften nur in der Originalverpackung erfolgen.
Technische Daten
Volumen: 0,38 Liter
Leergewicht (mit Ventil) : 1,7 kg
Länge (mit Ventil): ca. 380 mm
Außendurchmesser: 50 mm
Postversand ist unzulässig.
Bei größerem Bedarf sind auch Sonderfüllungen möglich.
Gasart
Ammoniak
Argon
Bortrifluorid
Chlor
Chlorethen (Vinylchlorid)
Chlormethan (Methylchlorid)
Chlorwasserstoff
Dimethylether
2,2-Dimethylpropan (Neopentan)
Distickstoffmonoxid
Ethan
Ethen (Ethylen)
Ethylenoxid
Helium
Helium-3 (Stabiles He-Isotop)
Isobutan (i-Butan)
Kohlendioxid
Kohlenmonoxid
Methan
Neon
Propan
Sauerstoff
Schwefeldioxid
Schwefelhexafluorid
Stickstoff
Stickstoffdioxid/Distickstofftetroxid
Stickstoffmonoxid
Wasserstoff
Xenon
* Anreicherung ≥ 99,9 %
82
Reinheit Chemisches
Zeichen
3.8
5.3
1.6
2.8
3.7
2.8
2.8
3.0
2.0
2.5
3.5
3.5
3.0
5.3
*
3.5
4.5
3.7
4.5
4.5
3.5
4.5
3.8
3.0
5.3
2.0
2.5
5.3
4.0
Inhalt
(ca.)
NH3
180 g
Ar
80 l
BF3
240 g
Cl2
450 g
C2H3Cl
250 g
CH3Cl
270 g
HCl
250 g
C2H6O
200 g
C5H12
160 g
N2O
280 g
C2H6
150 g
C2H4
140 g
C2H4O
260 g
He
70 l
3
He
1 – 10 l
C4H10
160 g
CO2
280 g
CO
50 l
CH4
70 l
Ne
70 l
C3H8
160 g
O2
76 l
SO2
400 g
SF6
390 g
N2
72 l
NO2 (N2O4)
450 g
NO
15 l
H2
65 l
Xe
18 l
Bestellnummer
1 4940 001
1 4930 002
1 4940 004
1 4940 013
1 4940 048
1 4940 034
1 4930 014
1 4940 019
1 4930 020
1 4930 021
1 4930 022
1 4930 023
1 4940 026
1 4930 027
1 4930 007
1 4930 028
1 4930 029
1 4930 031
1 4930 035
1 4930 037
1 4930 052
1 4940 039
1 4930 040
1 4930 042
1 4940 043
1 4930 064
1 4930 050
1 4930 051
Gase in Kleinbehältern
Linde minican®Druckgasdosen
Reingase
Gasart
®
Linde minican -Druckgasdosen
sind Einwegbehälter aus Aluminium.
Sie sind entsprechend der Druckbehälterverordnung zugelassen.
Linde ist mit den minican®-Druckgasdosen am Wiederverwertungssystem „Der grüne Punkt - Duales
System Deutschland“ beteiligt. Die
entleerten Dosen werden über dieses
Sammelsystem dem Recycling zugeführt.
Der Prüfüberdruck beträgt 18 bar.
Die Dosen sind mit einem selbstschließenden, geschützt angebrachten Ventil ausgerüstet, das für alle
Gasarten den gleichen Anschluß besitzt. Zur Gasentnahme und -weiterleitung dient ein eigenes, innerhalb
des minican®-Systems universell verwendbares Armaturenprogramm.
Argon
Butan (n-Butan)
Deuterium
Distickstoffmonoxid
Ethan
Ethen (Ethylen)
Helium
Isobutan (i-Butan)
Kohlendioxid
Kohlenmonoxid
Krypton
Methan
Neon
Sauerstoff
Schwefelhexafluorid
Stickstoff
Wasserstoff
Xenon
Reinheit Chemisches
Zeichen
5.0
2.5
*
2.5
2.5
2.8
5.0
2.5
4.5
3.7
4.0
3.5
4.5
4.5
3.0
5.0
5.0
4.0
Ar
C4H10
D2
N2O
C2H6
C2H4
He
C4H10
CO2
CO
Kr
CH4
Ne
O2
SF6
N2
H2
Xe
Inhalt
(ca.)
12 l
500 g
12 l
21 g
14 g
13 g
12 l
450 g
21 g
12 l
12 l
12 l
12 l
12 l
69 g
12 l
12 l
12 l
Bestellnummer
1 4950 001
1 4950 004
1 4950 005
1 4950 010
1 4950 011
1 4950 012
1 4950 014
1 4950 003
1 4950 015
1 4950 029
1 4950 016
1 4950 017
1 4950 018
1 4950 019
1 4950 020
1 4950 021
1 4950 027
1 4950 028
* Anreicherung ≥ 99,8 %
Technische Daten
Volumen: 1 Liter
Leergewicht: ca. 140 g
Länge einschl. Kappe: 270 mm
Außendurchmesser: 80 mm
Alle Gase in Druckgasdosen, mit
Ausnahme von Kohlenmonoxid,
können in Sendungen bis 10 Stück
per Post versandt werden.
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Linde minican®Druckgasdosen
Prüfgase/Gasgemische
Anwendung
Standardgemische
Raumluftüberwachung
30
300
1
1
1,6
0,88
1
1,76
2,5
0,5
0,5
1
20
Abgaskontrolle
Prüfgas C für AU
Bedienung von Entnahme-Armaturen
für minican®
Prüfgas A für AU
O2-Meßgeräte
Gaschromatographie
15
4
8
1,5
3,5
1
Bestellnummer
ppm CO
ppm CO
% CO
% H2
% H2
% CH4
% CH4
% CH4
% CH4
% C3H8
% DIN-Propan
% DIN-Propan
% O2
(Synthetische Luft)
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest Synth. Luft
Rest N2
1 4960 013
1 4960 001
1 4960 002
1 4960 006
1 4960 405
1 4960 290
1 4960 011
1 4960 295
1 4960 012
1 4960 004
1 4960 009
1 4960 010
1 4960 019
% CO2, 0,3 % CO
% CO
% CO
Rest N2
Rest N2
Rest N2
1 4960 021
1 4960 024
1 4960 022
% CO, 11 % CO2,
600 ppm C3H8
Rest N2
1 4960 033
% CO, 14 % CO2,
2000 ppm C3H8
Rest N2
1 4960 035
% O2
Rest N2
1 4960 042
je 10 ppm CH4, C2H6, C3H8, n-C4H10, i-C4H10
Rest He
je 100 ppm CH4, C2H6, C3H8, n-C4H10, i-C4H10
Rest He
1 4960 051
1 4960 052
Unterricht
10
% H2
Rest N2
1 4960 071
Medizin
5,6
10
5
2
5
5
5
4
% CO2
% CO2
% CO2
% CO2, 2 % O2
% CO2, 12 % O2
% CO2, 20,9 % O2
% CO2, 65 % N2O
% CO2
Rest O2
Rest N2
Rest N2
Rest N2
Rest N2
Rest N2
Rest O2
Rest Synth. Luft
1 4960 092
1 4960 095
1 4960 043
1 4960 096
1 4960 094
1 4960 100
1 4960 090
1 4960 098
Lichttechnik
25
% Ar
Rest Ne
1 4960 003
Füllmenge je Dose 12 Liter.
Alle aufgeführten Gasegemische/
Prüfgase in Druckgasdosen können
per Post versandt werden.
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Neben diesen Standardgemischen sind auf Anfrage auch Gemische in anderen
Zusammensetzungen lieferbar. Voraussetzung ist Mindestabnahme von 5 Dosen je
Gemisch in einer Sendung.
Gase in Kleinbehältern
Armaturen für
Linde minican®-Druckgasdosen
Sprühdüse
u. a. zum Anblasen von offenen Meßvorrichtungen
Bestellnummer: 3 7610 001
Spritzenadapter
zur Entnahme kleinster Gasmengen mit Hilfe von
druckfesten Spritzen oder Kanülen
Bestellnummer: 3 7610 004
Druckminderer mit Dosierventil
zur Gasentnahme unter gleichbleibendem Überdruck von
500 mbar (fest eingestellt)
Bestellnummer: 3 7610 011
Druckminderer wie ,
zusätzlich mit Vordruckmanometer
Bestellnummer: 3 7610 010
Feinregelventil
evakuierbar, besonders geeignet für dosierte Entnahme
kleinster Gasmengen
Bestellnummer: 3 7610 012
Feinregelventil wie ,
zusätzlich mit Manometer
Bestellnummer: 3 7610 013
Klemmringverschraubung
für Glasrohr 6 mm Außendurchmesser; als Zusatzausrüstung für das Feinregelventil, geeignet zum Anschluß an
Glasapparaturen
Bestellnummer: 3 7610 014
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Linde Plastigas®-Beutel
Beispiele für Anwendungsgebiete:
Linde Plastigas®-Beutel als Probenahmegefäß
Linde Plastigas®-Beutel eignen sich hervorragend zur Entnahme, Aufbewahrung und zum Transport von Gasproben
unter Atmosphärendruck. Vielfach wird z.B. davon Gebrauch
gemacht bei Abgasanalysen im Rahmen des Umweltschutzes
und bei der Überwachung von Arbeitsplatzkonzentrationen.
Zu den Vorteilen gegenüber herkömmlichen Probenahmegefäßen (Glas- bzw. Metallgefäße) zählen u.a. der einfache Einsatz, auch an schwer zugänglichen Stellen, die völlige Entleerbarkeit und der unproblematische Transport der Beutel.
Linde Plastigas®-Beutel als Lagerbehälter für Kleinteile
in definierten Gasatmosphären
Eine interessante Anwendung erfahren Linde Plastigas®Beutel bei der Durchführung von Versuchen, in denen das
Verhalten von Kleinteilen bei der Lagerung in reaktiven Gasatmosphären ermittelt werden soll. Dazu wird das betreffende
Objekt in einen Plastigas®-Beutel eingeschweißt und dieser
anschließend mit dem gewünschten Gas oder Gasgemisch
gefüllt. Derartige Versuchsanordnungen können Kenntnisse
vermitteln, z. B. über Störkomponenten in Fertigungsprozessen oder über Korrosionsvorgänge. Anhand analytischer Bestimmungen der gasförmigen Reaktionskomponenten können
quantitative Aussagen in Abhängigkeit von der Expositionszeit
gemacht werden.
Linde Plastigas®-Beutel
mit genauer Volumenangabe
(± 1 % rel.) für die Herstellung von Prüfgasen
Die Zweckmäßigkeit der Herstellung von Prüfgasen durch direkte Mischung der Komponenten bei
nahezu Atmosphärendruck ist gegeben, wenn das
benötigte Gasgemisch bei erhöhtem Druck nicht
hergestellt werden kann (Kondensation) oder darf
(sicherheitstechnische Gründe), wenn aus Kostengründen die Anfertigung einer größeren Prüfgasmenge nicht erfolgen soll oder wenn für orientierende Versuche höchste Genauigkeit des Prüfgases
zunächst nicht erforderlich ist.
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Die nach der volumetrisch-statischen Methode in der Praxis erreichbare Herstellgenauigkeit der Volumenkonzentration
der Beimengung liegt im Bereich von einigen ppm bis 1000
ppm bei ± 4 % rel., so daß in vielen Fällen auf Kontrollanalysen verzichtet werden kann. Bedingt durch die Arbeitsweise
mit gasdichter Spritze lassen sich die Luftbestandteile N2, O2
und Ar im ppm-Bereich nicht mit der gleichen Herstellgenauigkeit dosieren.
Es ist die Materialverträglichkeit der inneren Kunststoffschicht (Polyethylen) mit Grundgas und Beimengung sicherzustellen. Das Ausmaß einer eventuell stattfindenen Sorption von
Beimengung oder Grundgas an der inneren Beutelwandung
ist zu berücksichtigen.
Die Herstellung von Prüfgas nach der volumetrisch-statischen Methode unter Verwendung von Kunststoffbeuteln wird
im Rahmen der VDI-Richtlinie 3490 „Messen von Gasen/Prüfgasen“ in Blatt 11 beschrieben.
Linde Plastigas®-Beutel sind
flexibel, jedoch nicht dehnbar
gasdicht
druckfest bis ca. 0,3 bar Überdruck
temperaturfest bis ca. 50 °C
Aufbau:
mehrfach-kunststoffkaschierte Aluminiumfolie
Innenseite mit Polyethylen beschichtet
Nähte thermoplastisch verschweißt
Gase in Kleinbehältern
Gasentnahme/-befüllung über
Septum mit Kanüle oder gasdichter Spritze
Tülle mit Blasenschlauch
Ventil mit Schlauchanschluß
Der benötigte Überdruck für die Gasentnahme wird durch
Zusammendrücken des Beutels erzeugt. Der „Blasenschlauch“ besitzt eine konisch geformte Verdickung („Blase“),
mit der ein gasdichter Sitz in der aufgeschnittenen Tülle
erreicht wird.
Verschließen der Beutel nach Gasentnahme/-befüllung:
Tülle umknicken und z.B. mit Büroklammer oder Klebeband
sichern.
Sämtliche Plastigas®-Beutel werden im Postversand
geliefert.
Plastigas®-Beutel zur Probenahme
aus einem Lüftungsabzug
Hinweis:
Bedingt durch das thermoplastische Verschweißen und die
Innenoberfläche Polyethylen ist nicht ganz auszuschließen,
daß der Innenraum der Beutel mit Kohlenwasserstoffspuren
verunreinigt ist. Sollen die Beutel für Proben mit Kohlenwasserstoffspuren verwendet werden, so sind entweder vorher
Blindwerte zu bestimmen oder die Beutel intensiv mit Inertgas
zu spülen.
Analyse einer Gasprobe
Ausführung
mit Tülle für Blasenschlauch
mit Tülle für Blasenschlauch
mit Tülle für Blasenschlauch
Blasenschlauch einzeln
mit Ventil
mit Ventil
mit Ventil, volumenkalibriert
Inhalt
ca. Liter
Stückzahl pro
Verpackungseinheit
Zubehör
Bestellnummer
2,5
5,5
22
10
10
3
1 Blasenschlauch
1 Blasenschlauch
1 Blasenschlauch
3 7660 001
3 7660 002
3 7660 003
3 7660 005
3 7660 006
3 7660 007
3 7660 008
10
27
10
3
2
3
Arbeitsanleitung
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