Lorsque les gaz sont utilisés en quantités importantes, un système centralisé de distribution de gaz est une nécessité pratique. Un système de distribution bien conçu permet de réduire les coûts d'exploitation, d'augmenter la productivité et d'améliorer la sécurité. Un système centralisé permet de regrouper toutes les bouteilles dans un seul lieu de stockage. Avec toutes les bouteilles en un seul endroit, le contrôle des stocks sera rationalisé et la manipulation des bouteilles sera simplifiée et améliorée. Les gaz peuvent être séparés par type pour améliorer la sécurité.

La fréquence de remplacement des bouteilles est réduite dans un système centralisé. On y parvient en reliant plusieurs bouteilles à des collecteurs en bancs de telle sorte qu'un banc puisse être ventilé, réapprovisionné et purgé en toute sécurité tandis qu'un second banc assure un service continu de gaz. Ce type de système de collecteur peut fournir du gaz à plusieurs applications et même à des installations entières, éliminant ainsi le besoin de bouteilles et de détendeurs séparés pour chaque point d'utilisation.

Étant donné que la commutation des bouteilles peut être effectuée automatiquement par le collecteur, les bouteilles d'un groupe seront épuisées uniformément, ce qui améliorera l'utilisation du gaz et réduira les coûts. L'intégrité du système de distribution sera mieux protégée puisque le remplacement des bouteilles se fera dans un environnement isolé et contrôlé. Les collecteurs de gaz utilisés dans ces systèmes doivent être équipés de clapets anti-retour pour empêcher le reflux du gaz et d'ensembles de purge pour empêcher les contaminants de pénétrer dans le système pendant le changement. En outre, la plupart des systèmes de distribution de gaz peuvent être configurés avec des alarmes pour indiquer qu'une bouteille ou un groupe de bouteilles doit être remplacé.

Pureté

Le niveau de pureté du gaz requis à chaque point d'utilisation est extrêmement important lors de la conception d'un système d'alimentation en gaz. Le maintien de la pureté du gaz est simplifié avec un système centralisé tel que décrit ci-dessus. Le choix des matériaux de construction doit être cohérent. Par exemple, si l'on utilise un gaz de qualité recherche, il faut utiliser une construction entièrement en acier inoxydable et des vannes d'arrêt sans garniture à diaphragme pour éliminer la contamination du flux gazeux.

En général, trois niveaux de pureté sont suffisants pour décrire presque toutes les applications..

Le premier niveau, généralement décrit comme une application à USAGES MULTIPLES , présente les exigences de pureté les moins strictes. Les applications typiques peuvent inclure le soudage, le découpage, l'assistance laser, l'absorption atomique ou la spectrométrie de masse ICP. Les collecteurs pour les applications à usages multiples sont conçus de manière économique pour la sécurité et la commodité. Les matériaux de construction acceptables sont le laiton, le cuivre, le Teflon®, le Tefzel® et le Viton®. Les vannes à garniture, telles que les vannes à pointeau et les vannes à bille, sont souvent utilisées pour la fermeture du débit. Les systèmes de distribution de gaz fabriqués à ce niveau ne doivent pas être utilisés avec des gaz de haute ou d'ultra-haute pureté.

Le deuxième niveau, appelé application HAUTE PURETE, requires a higher level of protection against contamination. Applications include laser resonator gases or chromatography where capillary columns are used and system integrity is important. Materials of construction are similar to multi-purpose manifolds, except flow shut-off valves are diaphragm packless to prevent diffusion of contaminants into the gas stream.

Texige un niveau de protection plus élevé contre la contamination. Les applications comprennent les gaz de résonateur laser ou la chromatographie où des colonnes capillaires sont utilisées et où l'intégrité du système est importante. Les matériaux de construction sont similaires à ceux des collecteurs polyvalents, à l'exception des vannes d'arrêt de débit qui sont sans membrane pour empêcher la diffusion de contaminants dans le flux gazeux.

Le troisième niveau est appelé application ULTRA-HAUTE PURETÉ. Ce niveau exige le plus haut niveau de pureté pour les composants d'un système de distribution de gaz. La mesure de traces en chromatographie en phase gazeuse est un exemple d'application à ultra-haute pureté. Les matériaux en contact avec le fluide pour les collecteurs de ce niveau doivent être sélectionnés pour minimiser l'adsorption des composants à l'état de traces. Ces matériaux comprennent l'acier inoxydable 316, le Teflon®, le Tefzel® et le Viton®. Tous les tubes doivent être en inox 316 nettoyés et passivés. Les vannes d'arrêt du débit doivent être sans garniture de membrane.

Il est particulièrement important de reconnaître que les composants qui conviennent à des applications polyvalentes peuvent nuire aux résultats dans les applications de haute ou d'ultra-haute pureté. Par exemple, le dégazage des membranes en néoprène des régulateurs peut entraîner une dérive excessive de la ligne de base et des pics non résolus..

Types de systèmes de distribution de gaz

SYSTÈMES À STATION UNIQUE - Dans certaines applications, un gaz est utilisé uniquement pour étalonner les instruments. Par exemple, un système de surveillance continue des émissions (CEMS) peut ne nécessiter un débit de gaz d'étalonnage que pendant quelques minutes chaque jour. Une telle application ne nécessite manifestement pas un collecteur de changement automatique à grande échelle. Cependant, le système de distribution doit être conçu pour protéger le gaz d'étalonnage contre toute contamination et pour minimiser les coûts associés au remplacement des bouteilles.
Un collecteur à poste unique avec support est une solution idéale pour ce type d'application. Il offre un moyen sûr et rentable de connecter et de changer les bouteilles en éliminant la nécessité de se battre avec le détendeur. Lorsque le gaz comprend des composants corrosifs comme le HCl ou le NO, un ensemble de purge doit être incorporé au collecteur pour permettre au détendeur d'être purgé avec un gaz inerte (généralement de l'azote) afin de le protéger de la corrosion. Le collecteur simple / station peut également être équipé d'un second pigtail. Cette disposition permet de connecter une bouteille supplémentaire et de la garder en réserve. La commutation s'effectue manuellement à l'aide des robinets d'arrêt de la bouteille. Cette configuration est généralement souhaitable avec les gaz d'étalonnage car le mélange précis des composants varie généralement quelque peu d'une bouteille à l'autre. Un changement de bouteille peut nécessiter la réinitialisation de l'instrument.

SYSTÈMES DE COMMUTATION SEMI-AUTOMATIQUES - De nombreuses applications nécessitent une utilisation continue et/ou des volumes de gaz plus importants que ce qui est pratique pour un collecteur à poste unique. Toute interruption de l'alimentation en gaz se traduit par des expériences perdues ou gâchées, une perte de productivité et même un temps d'arrêt de toute une installation. Les systèmes de commutation semi-automatiques permettent de passer d'une bouteille ou d'une batterie principale à une bouteille ou une batterie de réserve sans interrompre l'alimentation en gaz, ce qui minimise les temps d'arrêt coûteux. Une fois que la bouteille ou la batterie principale est épuisée, le système passe automatiquement à la bouteille ou à la batterie de réserve pour un débit de gaz continu. L'utilisateur remplace alors les bouteilles vides par de nouvelles bouteilles, tandis que le gaz continue de circuler du côté de la réserve. Une valve bidirectionnelle est utilisée pour indiquer le côté primaire ou de réserve pendant le changement de cylindre.

SYSTÈMES DE COMMUTATION PROGRAMMABLES COMPLÈTEMENT AUTOMATIQUES - Dans certains processus critiques de fabrication et de laboratoire, une alimentation en gaz ininterrompue est une nécessité absolue. Une défaillance de l'alimentation en gaz dans ces installations peut entraîner la perte des expériences en cours d'un laboratoire entier ou même l'arrêt d'une chaîne de production ou d'un processus de fabrication. Le coût potentiel de l'un ou l'autre de ces événements est si élevé que l'installation d'un système d'alimentation en gaz, conçu pour fournir une alimentation en gaz ininterrompue, est clairement justifiée. Un système de commutation programmable entièrement automatique est généralement choisi pour ces applications.
Les systèmes entièrement automatiques de Harris fonctionnent de manière similaire aux systèmes semi-automatiques, mais avec des caractéristiques supplémentaires. Ces caractéristiques comprennent une pression de commutation programmable entre les bancs primaire et de réserve, une détection automatique des fuites et des contacts de sortie pour la télédétection et la détection du niveau de gaz.