实验室集中供气系统是实验室的“血管”，其管道材料与连接工艺的选择直接关系到气体的纯度、实验的安全性以及系统的长期稳定运行。 三种常见管材的核心特性对比
1、管材选型的核心考量因素
在实际选型中，需要结合以下几方面进行综合判断：
- 气体属性：这是决定性因素。
- 腐蚀性：输送氯化氢（HCl）、氯气（Cl₂）、硫化氢（H₂S） 等强腐蚀性气体，必须选用316L不锈钢或PTFE管。316L不锈钢因添加了钼（Mo），其耐点蚀能力远优于304不锈钢。
- 纯度和吸附性：对于气相色谱、质谱等仪器使用的99.999%及以上级别的超高纯度气体，必须选用内壁经过电解抛光（EP级）的316L不锈钢管。光滑的内壁（粗糙度Ra≤0.8μm乃至0.4μm）能较大程度减少气体吸附和杂质残留。而氢气等气体若使用铜管，可能发生“氢蚀”现象，导致铜管变脆，存在安全隐患。
- 反应性：乙炔绝对不能与铜或含铜超过70%的合金接触，以免生成敏感的乙炔铜引发爆炸，因此不可使用铜管。
- 压力与温度：不锈钢管能承受更高的压力（无缝厚壁管可达30MPa以上），适用于主管路。铜管和PTFE管通常用于中低压场景。高温环境需考虑材料的长期耐温性，例如PTFE管不耐高温。
- 成本与生命周期：虽然316L不锈钢管初始成本最高，但其使用寿命长、维护需求低、纯度高，对于核心气路和长期运行来说，总体成本可能更优。304不锈钢管和铜管是预算有限、要求不高场景的经济选择。
2、连接工艺的细节把控
“材料是基础，连接是关键。”再好的管材，如果连接工艺不过关，也会前功尽弃。
- 不锈钢管的焊接：高纯气体管路优先选 “自动轨道焊接” 。这种工艺在惰性气体（氩气）保护下进行，能确保焊缝均匀、光滑、无氧化，泄漏率可低至1×10−9cc/sec，焊接时必须采用 “内充氩保护” ，防止内壁在高温下氧化产生鳞屑，污染气体。
- 卡套连接：适用于需要拆卸、维护的部位。其密封依赖于卡套刃口咬入管壁，安装时对拧紧力矩要求高，过度拧紧可能损伤管道。
- 管道的预处理与测试：管道安装前后，钝化处理 至关重要。通过化学方法在316L不锈钢管内壁形成致密的氧化铬钝化膜，能极大提升耐腐蚀性并减少金属离子析出。系统安装完成后，必须进行严格的 “压力测试” （如氦质谱检漏）和“保压测试”，确保管道系统的密封性。
- 气体相容性与分区敷设：氧化性气体（如氧气）管道必须与可燃气体（如氢气、甲烷）管道严格分开敷设，并保持足够的安全距离（如平行敷设间距不小于0.5米），氢气管道应位于上方。所有管道需有明确的标识，指示气体种类和流向。
- 特殊气体的特殊设计：对于易燃、有毒、强腐蚀性等特种气体，宜采用双套管设计，即输送管外套一个保护管，外层管可接入报警器，一旦内管泄漏能及时发现并排至安全区域。
