如何對氣相色譜進樣口進行檢漏?
在氣相色譜分析中,進樣口作為常規(guī)分析中樣品引入的儀器部件具有重要的作用。一方面,進樣口設置合適的溫度(常見溫度為150℃-300℃)可以將樣品氣化之后在載氣的作用下帶入色譜柱進行分離和分析;另一方面,不同的進樣口具有多種功能以適配樣品特性和分析方法,如分流/不分流進樣口(毛細柱進樣口)具有隔墊吹掃和分流功能,可以清潔系統(tǒng)(隔墊吹掃功能)及減小進入色譜柱的樣品量以避免色譜柱過載等。因此,進樣口的狀態(tài)是否正常,直接關系到分析的品質(zhì)和定量的準確性。
以分流/不分流進樣口(毛細柱進樣口)為例,進樣口的維護內(nèi)容主要包括以下內(nèi)容:進樣口進樣墊(進樣隔墊、注射墊)、襯管、O型圈、分流部件(分流平板、毛細柱適配器)和分流捕集阱等。從維護目的上來講,維護以上部件一方面是為了避免進樣口污染(如襯管污染、O型圈老化)導致樣品組分被吸附、分解及分析時出現(xiàn)雜峰、鬼峰等;另一方面則是避免進樣口漏氣導致樣品泄漏定量不準、重復性差、基線漂移嚴重、基線噪聲大等。下圖為毛細柱進樣口的基本結構示意:
在實際維護使用中,進樣口漏氣可能是由于進樣墊漏氣(破損、松動等)、O型圈損壞(老化、破裂)等造成;但是也可能是由于頂部插件組件(參考上圖)、分流部件(分流平板、毛細柱適配器)、毛細管色譜柱等安裝不當造成。出于謹慎起見,應當采用合適的方法對進樣口進行檢漏。
同時,在氣相色譜的相關標準中,也涉及到儀器檢漏的條款,如計量檢定規(guī)程《JJG 700-2016氣相色譜儀》和《GB/T 30431-2013 實驗室氣相色譜儀》。
本文介紹氣相色譜儀(使用機械閥控制進樣口壓力和流量)毛細柱進樣口及其相關氣路的檢漏方法。
1、毛細柱進樣口的常見氣路控制模式
在毛細柱進樣口中,需要控制的氣體流量包括三部分:載氣流量、分流流量和隔墊吹掃流量。載氣的作用是以一定的流速將氣體樣品或經(jīng)氣化后的液體樣品帶入色譜柱進行分離;分流的作用是將氣化后的樣品按照一定比例排出進樣口;隔墊吹掃的作用主要是消除進樣時可能帶入的雜質(zhì)和消除進樣口密封墊在高溫時釋放出的雜質(zhì)。一般而言,載氣、分流和隔墊吹掃的相對位置為:隔墊吹掃在上方,載氣在中間,分流管路在下方。
毛細柱進樣口的常見氣路控制模式主要為穩(wěn)壓閥-針型閥控制模式和穩(wěn)流閥-背壓閥控制模式,另外還有穩(wěn)流閥-針型閥、穩(wěn)壓閥-背壓閥控制模式等。(點擊鏈接,查看更多詳細內(nèi)容:第20篇 毛細柱進樣口的穩(wěn)壓控制系統(tǒng);第21篇 毛細柱進樣口的穩(wěn)流控制系統(tǒng))
穩(wěn)壓閥-針型閥控制模式指的是采用穩(wěn)壓閥控制進樣口壓力(柱前壓),采用針型閥調(diào)節(jié)分流流量,同時使用針型閥控制隔墊吹掃流量。其簡單示意圖如下:
穩(wěn)流閥-背壓閥控制模式指的是采用穩(wěn)流閥控制進樣口總流量,采用背壓閥調(diào)節(jié)進樣口壓力(柱前壓),同時使用針型閥控制隔墊吹掃流量。其簡單示意圖如下:
2、毛細柱進樣口的常規(guī)檢漏步驟
無論何種氣路控制模式,對于毛細柱進樣口而言,其均為“一進三出”,即包括一個流量入口(穩(wěn)壓閥或者穩(wěn)流閥,下文稱之為流量入口閥)和三個流量出口(隔墊吹掃、分流流量和色譜柱流量)。
檢漏的基本原理和過程是將毛細柱進樣口的流量出口(隔墊吹掃、分流流量和色譜柱流量)關閉或者堵死,通過流量入口閥調(diào)節(jié)進樣口壓力至設定值(如0.2MPa),待進樣口壓力穩(wěn)定后,關閉進樣口流量入口閥(穩(wěn)壓閥或者穩(wěn)流閥),記錄一定時間下的壓力降(一般為經(jīng)30min壓力下降不大于0.01MPa)。
具體檢漏過程如下:
2.1 準備工作
更換毛細柱進樣口進樣墊和O型圈,避免進樣墊因為長期使用破損和O型圈長期使用老化變形或者破裂;如果有毛細柱請按照操作規(guī)程正確安裝。
2.2 關閉毛細柱進樣口流量出口(隔墊吹掃、分流流量和色譜柱流量)
2.2.1 關閉分流出口和隔墊吹掃出口
將分流出口的控制閥和隔墊吹掃出口的控制閥關閉即可;介于有些廠家分流出口和隔墊吹掃出口的控制閥關閉之后,仍然會有微弱的氣流通過,建議用抽芯鉚釘?shù)葘⒊隹谥苯佣滤馈?br/>
2.2.2 將毛細管色譜柱出口堵死
如果儀器上安裝有毛細管色譜柱,可將毛細管色譜柱從檢測器上拆下,并使用堵頭堵死色譜柱出口。
如果沒有堵頭裝置,可以將色譜柱從進樣口拆下,在石墨壓環(huán)中穿入實心細鐵絲(曲別針)以封堵進樣口下端。
2.3 進樣口檢漏
2.3.1 調(diào)整進樣口壓力至設定值
通過流量入口閥調(diào)節(jié)進樣口壓力至設定值(如0.2MPa),穩(wěn)定5min。
2.3.2 關閉流量入口閥測試壓力降
進樣口壓力穩(wěn)定后,可以關閉流量入口閥觀察一定時間的壓力降,如果一定時間內(nèi)的壓力下降可以接受則認為進樣口不漏氣;《GB/T 30431-2013 實驗室氣相色譜儀》中認為在氫氣壓強0.3MPa下,經(jīng)30min壓力下降不大于0.01MPa可以判定不漏氣。介于實際情況,本文使用氮氣檢漏,并設定壓力為0.2MPa。
需要注意的是,有的廠家流量入口閥關閉之后仍然會有微弱的流量通過,此種情況下建議直接將儀器載氣氣源管路從儀器上拆下。
如果經(jīng)過一段時間后壓力保持不變則認為系統(tǒng)無泄漏;如果下降嚴重,則需要通過其它方式進行檢漏,常見的方式有氣體檢漏儀、檢漏液或者拆開儀器流路分段檢漏等。
不建議使用肥皂沫等類型的檢漏液,容易造成系統(tǒng)污染;另外微弱的漏氣很難通過檢漏液檢測,較大的漏氣比較適用,亦可以使用50/50的異丙醇水溶液檢測較大的漏氣。
文章來源:VX 氣相色譜分析