六氢气、氮气、氮气的使用技术要求

六、氢气（H₂）和氮气（N₂）

1.氢气

氢是无色无味的可燃性气体，氢的相对原子质量最小，可溶于水。氢气具有最大的扩散速度和很高的导热性，其热导率比空气大7倍，极易泄漏，点火能量低，是一种最危险的易燃易爆气体。在空气中的自燃点为560℃，在氧气中的自燃点为450℃，氢氧火焰温度可达2660℃（中性焰）。氢气具有很强的还原性，在高温下，它可以从金属氧化物中使金属还原。

氢气可以加压装入钢瓶中，在温度21℃时充气压力为14MPa（表压）。我国充装氢气的钢瓶应符合GB5099的规定，高压氢气瓶外表颜色为深绿色，字样为红色“氢”，当额定工作压力为15MPa时不加色环，20MPa时加黄色环一道，30MPa时加黄色环两道。

氢气常被用于等离子弧的切割和焊接，有时也用于铅的焊接，在熔化极气体保护焊时，在Ar中加入适量的H₂，可增大母材的输入热量，提高焊接速度和效率。气焊或切割时氢气的使用技术要求列于表4－11中。

表4－11　气焊或切割时氢气的使用技术要求

注：超纯氢、高纯氢中氧含量指氧和氩的总量；超纯氢指管道氢，不包括瓶装氢。

2.氮气

氮气是一种无色无味的惰性气体，是一种单原子气体，在空气中的体积含量约为78％，沸点－196℃，氮气的电离电势较低，相对原子质量较氩气小。氮气分解时吸收热量较大。氮气可用做焊接时的保护气体。由于氮气导热及携热性较好，也常用做等离子弧切割的工作气体，有较长的弧柱，又有分子复合热能，因此，可以切割厚度较大的金属板。但因原子相对质量较氩气小，因此，用于等离子弧切割时，要求电源有很高的空载电压。氮气在高温时能与金属发生反应，等离子弧切割时，对电极的侵蚀作用较强，尤其在气体压力较高的情况下，宜加入氩或氢。

用氮气作为工作气体时，会使切割表面氮化，切割时产生较多的氮氧化物。用做焊接或等离子弧切割的氮气的纯度应符合GB3864—1983规定的Ⅰ类或Ⅱ类一级的技术要求，见表4－12。

表4－12　工业用氮气的技术要求