气体行业“十二五”技术标准体系建设方案

发布时间:2017年08月01日 04:22:38 信息来源:本站 浏览次数:

 

气体行业

“十二五”技术标准体系建设方案

(一) 我国气体工业发展概况

在国民经济建设中,气体是必不可少的消耗型基础原材料,广泛用于化工、冶金、石油、电子、机械、船舶、汽车、电力、新能源、微电子、半导体、平板显示、光导纤维、火箭发射、航空航天、食品、饮料、医疗卫生、环境保护等等,从衣食住行到国防军工,从基础工业到高科技,在服务国民经济和社会发展中的地位和作用意义重大。

随着国民经济建设的发展脚步,我国的气体工业呈现飞跃式发展的势头。建国初期,我国只有工业氢、工业氧、工业氮三个气体产品。现如今,各类工业级气体、纯气体、高纯气体、超高纯气体、特种气体、混合气体、工业燃气、焊割气体、电光源气体、电子工业用气体、食品饮料气体、保鲜气体、医用气、消毒气体、环境保护气体等等,品种众多。国有、民营、合资各大、中、小生产企业更是星罗棋布。火电厂排放气回收二氧化碳、黄磷尾气回收一氧化碳、合成氨尾气回收氢等一大批工业排放气回收综合利用工程项目的开发,形成资源节约和保护环境空间格局,已为我国的节能减排、发展循环经济、绿色经济做出了巨大贡献。一路走来,至“十一五”末,我国的气体工业在高速路上疾驶,最高增速达到65%,大大高于全球12%的平均水平。

我国的“十二五”规划为气体工业提供了更多的发展机遇。据有关机构预测,“十二五”中国工业气体将以10%以上的增速增长,呈现出如下发展趋势:

           继续发展国有、民营、合资三条腿走路的方针,做大做强国内工业气体企业,发展自己的民族品牌,形成与跨国气体公司竞争、合作、共同服务气体市场的崭新发展格局。

         抢占战略高端,发展高端产业。贯彻国家《“十二五”控制温室气体排放工作方案》,发展废弃气体、排放气回收综合利用,拓展气体制造新工艺,从排放气回收氢、二氧化碳、氮化物、硫及硫化物等有用物质,净化脱除有害物质,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展,形成节约资源和保护环境的空间格局,发展节能环保产业、发展循环经济、保护生态环境,大力推进生态文明建设,是调整经济结构、转变经济发展方式的内在要求,是推动节能减排,发展绿色经济和循环经济,建设资源节约型环境友好型社会,积极应对气候变化,抢占未来竞争制高点的战略选择。

         实施大宗气体规模化发展战略,提升企业自身的规模能力,构建液体化、管网化供气模式,通过大型现场设备或管道系统提供工业气体及设备,为电子市场提供特种和现场气体/化学品、服务、设备,为不同行业的客户提供功能化工解决方案 发展方圆(300500)千米的一体化的气体供应中心,建造(23)个销售收入在(50300)亿的大型气体企业集团。配合“十二五”清洁煤化工如煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制天然气等优先发展规划, 规划(至)2015年煤化工所需空分设备制氧能力可达600m3/h,约合60000m3/h空分设备100套。

         全面发展多品种商用气体,包括工业气体、混合气体、特种气体、电子气体、医用气体、卫生消毒气体、食品存储气体、保鲜气体、环保气体、焊割气、燃气、保护气,激光气、校准混合气、电光源气体等,提升企业良好的多种气体供气能力。

         以科技创新为动力,发展气体高端产品和技术,抢占新高地,开辟新的增长点。一条龙同步发展深度提纯技术、痕量杂质分析技术、气瓶内表面及内部处理技术、超高纯气体输送管线技术等。气体纯度向99.99999%以上进军,微量杂质气体检测向低于1ppb进军。配合LED等电子基地发展需求,发展规模化、高附加值电子气、特种气、超高纯气体现场供气市场。

         培育具有战略意义的高增长气体市场,发展为煤化工、石化、化工、冶金等大型企业提供配套气体专业化外包服务,拓展新品种市场。配合十二五煤化工、石化、冶金、光伏、半导体和光纤等大型企业的发展需求,发展由气体供气公司提供气体专业化外包服务。

         发展极具战略意义的氢能技术。氢燃料电池、氢能汽车以及氢能发电,是未来清洁能源的重要方向。德国宣布到2015年要建1000座氢气加氢站;日本丰田汽车氢燃料电池车计划到2015年实现商业化;英国BP公司投资20亿美元将在阿布扎比建氢气发电厂;美国空气化工产品公司拥有60多家氢气工厂和超过500英里的氢气管道,是世界上最大的将氢气用于炼油的生产商,在全球拥有110个汽车加氢站,还在为大型仓库的燃料电池叉车建加氢站并提供氢气。我国钢铁企业蕴藏的氢气总量1500万吨以上,可满足2000万~3000万辆汽车用氢。十二五我国将前瞻性地布局工业规模制氢技术、力推下一代钢铁氢冶炼技术、天然气加氢气混合气体动力汽车燃料技术,全力发展氢能和氢相关的产业,2050年前后实现非化石能源约占50%左右以上。

        实施安全生产战略。气体属于危险化学品,具有高压、低温、易燃、易爆等特征,尤以氢气、溶解乙炔、液氨、液氯、氧气等瓶装、罐车装产品危险性大。气瓶、罐车的爆炸、着火、泄漏事故常有发生。加强行业安全管理,从基础和标准工作抓起,规范行业安全行为。

(二)  国内外气体标准现状

1  国内标准现状

我国现行气体标准详见附件表1

由表1,我国现行气体标准总数为43项,其中:

国家标准43项,约占标准总数的76.7%;行业标准10项,约占标准总数的   23.3%

基础标准2项,约占标准总数的 4.7%;方法标准16项,约占标准总数的37.2%;产品标准25项,约占标准总数的58.1%;强制性标准2项,占标准总数的4.7%;管理标准 0项;

采用国际标准6项,占标准总数的 14.0%

我国现有标准(包括“现行有效标准”和“在研标准”,在研标准包括“正在制定标准”和“报批未发布标准”)总数为66项,其中:

国家标准51项,约占标准总数的77.3%;行业标准15项,约占标准总数的22.7%基础标准11项,约占标准总数的 16.7%;方法标准25项,约占标准总数的37.9%;产品标准30项,约占标准总数的45.5%;强制性标准2项,占标准总数的3.0%;管理标准 0项;采用国际标准18项,占标准总数的 27.3%

以上数据可见:

在现有气体标准中,基础通用标准匮乏,只有10项,还有以大批气体领域很重要的基础通用标准还没有被制定,例如:气体工业术语、气体包装、储存与运输、气体毒性与可燃性评价、气体分析用标准样品指南、气体分析校正与偏差导则、压缩气体计量指南、气体安全与事故防范、气体及混合气体分类与命名、在线气体分析指南等等,基础通用标准缺失、滞后比较严重。

现有气体通用方法标准共计25项,包括了部分气体标准样品的制备方法、气体中微量水的测定方法、气体中微量氧的测定方法、气体中微量氢的测定方法、气体中微量一氧化碳、二氧化碳及碳氢化物的测定方法等。这些标准是气体分析中最基本的通用方法标准,他们随气体产品标准制定的要求而即时制定,随相关分析仪器和检测技术的发展而得到了即时的修订,标准之间是协调的。气体通用试验方法标准的制定,在保障产品质量方面起到了积极有效的作用,推进了气体检测技术的发展。但是,现有气体通用方法标准存在以下不足:一是对高端产品例如超高纯气体对应的分析方法显得力不从心,不能满足高端产品发展的需要。其次是还有许多通用方法标准需要及时制订,例如:氧含量测定方法系列标准、水分含量测定方法系列标准、二氧化硫等硫化物测定方法系列标准、各在线分析方法系列标准、工业排放气及污染物测定方法系列标准等等。制订方法标准可以说是气体标准化的一项基础性的工作,解决方法标准滞后和缺失问题应当作为今后气体标准化的重点任务。

现有国家标准中,产品标准共计30项,主要集中在几种常规气体:氢、氧、氮、氩、氦、氖、氪、氙、二氧化碳以及电子工业用的特种气体等。其中:纯度小于99.9%的工业级气体工业氢、工业氧、工业氮、工业二氧化碳等,系量大面广的大宗产品,曾经一度是中国气体工业落后的代表,伴随气体标准的制、修订与实施,逐步改变了中国气体工业落后面貌,将工业级气体标准、产品质量水平一举推进到了国际水平;一批纯气体、高纯气体、超纯气体标准的制、修订,瞄准世界发达国家各大气体公司标准,标准水平达了国际先进水平,基本满足了各行各业高端用户的需求,其中,六氟化硫、三氟化氮、氪、氙、氮、氩、氦等标准在国际贸易中发挥了积极作用;国内的电子工业用气体在产品质量、品种、包装、输送以及服务等方面还与国际先进水平存在较大差异。这些方面的关键技术仍然被几家国际先进企业所垄断。

现有产品标准虽然涉及到无机气体、电子工业用气体,但是混合气体、有机气体、工业燃气以及特殊要求的食品及医用气体等领域的重要标准分体系不够完善,而工业排放气、臭氧消毒气等的标准化问题一直被遗漏。

现有国家标准中强制性标准2项。这些标准涉及人身和动植物健康、国家重要设施、设备安全,应当强制执行。

现有国家标准在全国范围多行业、多部门适用,不需要进行级别调整。

现有国家标准已经经过了全面的清理整顿,已经得到了及时的修订、整合。

在现有国家标准中,部分与其他专业存在交叉,例如:溶解乙炔,属于气体危险品管理范畴,应属于气体领域最基础的产品之一,与化学标委会基本有机专业交叉;压缩空气与压缩机委员会交叉;医用氧气与药典交叉;气体安全、设计规范与安标委、瓶标委交叉;气体采样通则与化学委员会交叉;部分电子气标准例如二氯二氢硅、三氯氢硅等与化学品分会交叉。这些问题应当进行科学协调,以利于体系的完整性和气体行业标准化工作的科学发展。

现有国家标准中,采用国际标准18项。气体标准样品制备方法标准全部等同采用ISO/TC 158气体分析技术委员会制定的标准。ISO/TC20制定的航天器用气体标准、 ISO/TC 118/SC4制定的压缩空气系列标准等还没有被采用。电子气体标准以采用SEMI标准为目标。

现有行业标准共计15项。与现行国家标准相比较,行业标准显得比较薄弱。现有标准的数量很少,而需要制订的标准很多;现行行业标准的质量和水平比较一般;现行行业标准的标龄都比较长,没有能够得到及时的修订,存在老化、滞后现象。气体行业标准在实用性、时效性方面都受到了一定程度的影响。

经过30年发展,气体标准体系架构逐步形成,在我国国民经济的发展进程中,起到了应有的支撑作用,作出了应有的贡献。

现有体系由11项基础标准、25项方法标准、30项产品标准等66项标准组成。从总体上看,体系的标准数量偏少,体系涉及领域较窄,体系架构和布局存在诸多的缺陷,各类标准布局不合理,发展不平衡且严重失调,标准缺失问题较为严重。主要表现在:

      行业标准数量太少,发展极不平衡,这样的布局显然是不合理的。

      现有的方法标准集中在微量氧、微量水、总碳、总烃等几个少数组分的测定上,缺乏全面、系统的布局。与产品标准相比较,方法标准的数量短缺,比例失调。

      基础通用标准缺失、滞后比较严重,气体安全防范标准、管理标准工业排放气标准空白。

       产品标准单一,过度集中在氢、氧、氮和稀有气体等少数无机气体品种上,忽略了有机气体、混合气体、工业燃气、食品和医用气体、环保及消毒气等重要领域标准的制定。

2  国外标准现状

2.1 国际标准

国际标准化组织非常重视气体标准化。气体标准分散在ISO/TC158ISO/TC118/SC4ISO/TC20ISO/TC44/SC3ISO/TC197ISO/REMCOIEC等多个技术委员会,大体可以分为以下几个类别:

——气体标准样品制备方法标准;

——基础通用与分析方法标准;

——航空航天用气体标准;

——压缩空气标准;

——焊接切割气标准;

——IEC标准等。

ISO/TC 158气体分析技术委员会承担了气体标准化领域最关键标准的制、修订任务,标准包括:

——气体标准样品相关标准。例如气体标准样品制备方法标准、气体标准样品品质控制标准、气体标准样品组分间相关性控制等等。

——气体分析基础性标准。例如气体分析词汇、气体分析偏差研究与探讨等。

——部分重要的气体分析方法标准制定。例如气体毒性测定和腐蚀性测定等。

ISO/REMCO,气体标准样品占有很大的比重。

ISO其它技术委员会制定的部分重要气体产品标准包括:航空航天用气体标准、压缩空气标准、焊接用气体标准等。

IEC制定了六氟化硫以及气体分析仪器相关标准。

2.2  国外先进标准

调查、研究了美、英、法、德、日等世界发达国家的气体标准,包括这些国家的现行国家标准、行业(协会)标准以及部分气体公司标准。

1)美国

ASTM(材料试验协会):试验方法标准,有关气体的标准包括:气体燃料、烃类气体、电绝缘气体、液化石油气、环境大气分析等试验方法标准,例如色谱、质谱、色-质连用、红外线气体分析、核磁共振光谱法,热值测定,硫化物测定,比重和密度测定,水分测定,术语标准,气体分析采样,毒性和腐蚀性气体分析,氮氧化物测定,火灾场气体分析,气体泄漏与气密性试验、气体燃烧性限值测定、残余气体分析、管道气体流量测定等等。

CGA(压缩气体协会):制定的标准包括:商用气体产品规格、医用气体及呼吸用气体、毒性气体和混合气体分类、气体充装、储存与运输、气体安全与防护、气体管道系统、气体计量、 压缩气体及气瓶管理、可燃气体及混合气体分类等。

ANSI ASTMCGA部分标准被直接采用为ANSI

2)欧洲标准、英国、德国和法国标准。

ISO/TC158制定的国际标准几乎全部被EN等同采用。

英国BS:除了大宗气体产品标准以外,最大的特点是等同采用ISOIECEN(欧洲标准)标准,包括了ISO气体标准的全部。

德国DIN:与英国一样,ISOIECEN气体标准全部等同采用。此外,还制定了包括气体燃料,半导体工艺用气体、混合气中杂质含量测定,气体充装,压缩系数应用,气体安全监测等等。

法国NF:与英、德一样,ISO气体标准的全部被采用。产品主要是一些大宗气体产品标准。

3)日本

JIS,日本工业规格,除了常规工业气体标准以外,为数众多的标准是有关烟道气(排放气)等工业排放气、汽车尾气、大气环境中有害气体成分分析方法标准。重要的标准还包括气体分析装置校准方法,稀释气体及调零气体中痕量组分的检测,气体流量计的校准与测量等。

4)外国公司标准

值得注意的是,世界各大气体公司都有自己的企业标准,以产品标准为主,标准指标水平一般都较高,通常比本国的国家标准或行业(协会)标准都要高出许多。然而,它们都毫不例外的接受本国国家标准或行业(协会)标准的指导。在市场经济体制下,这样的模式有利于竞争,是非常可取的,在我们的气体标准化工作中值得借鉴。

5SEMI标准

SEMI(半导体设备与材料国际组织)制定了为数众多的气体标准,是较为系统、较为全面的半导体工业特种用途的气体标准。SEMI制定的气体标准包括了产品标准、重要的方法标准和基础标准,对于电子工业领域用气体标准的制定具有重要价值。

3 国际标准化工作现状

本领域已开展的国际标准化工作情况,包括国际标准提案数量、发布国际标准数量、国际标准化技术组织秘书处和领导人职务承担情况等详见附件:表2、表3

ISO/TC 158创建于1974年。秘书处设在荷兰。现任秘书长:Jarno Dakhorst先生,现任主席:Robertus Martinus Wessel先生(荷兰)ISO/TC 158的工作领域为气体分析标准化,包括术语、混合气体的制备、抽样、传输线、分析方法、分析仪特性评价等。ISO/TC 158现有15P-成员(会员)国、25O-成员(观察员)国,ISO/TC 158下设5个标准化工作组,分别负责5个方面的标准化工作:(1)WG1:术语、(2)WG2:气体分析质量保证、(3)WG3:重量法、(4)WG4:比较法和证书、(5)WG5:静态和动态体积法。ISO/TC 158TC 22TC 28TC 47TC 146TC 146/SC 6TC 193REMCOECEIGAOIML等标准化技术委员会和国际组织有密切的联系。由ISO/TC 158负责制定并已出版标准总数共计20项,其中已转化为我国国家标准的有18项,还有2项待转化。

近年来,ISO/TC158标准化活动非常活跃,标准制、修订活动非常频繁。在2000年之后,上世纪制定的标准几乎全部被修订,新制定标准9项。

TC 206负责对口ISO/TC 158——“气体分析”技术委员会。

我国自2011年承担P成员的工作。2011年首次组团参加了ISO/TC 158在巴黎召开的第18次年会年会。本次参会以学习、观察、熟悉、掌握、交流为主,旨在增进与ISO/TC 158秘书处及各参会国家专家的交流与友谊。我国代表团向ISO/TC 158秘书处表达了中国愿意积极参加ISO标准制修订工作的意愿,口头提出了惰性气体分析、气体采样、激光衰荡法定值ppmppb级气体中水分标准样品的提议,经ISO/TC 158秘书处与全体代表协商,会议决定由中国代表团完成《惰性气体分析》及《气体采样通则》的国际标准提案的编写工作并提交下次全体会议讨论是否立项。目前基本完成气体分析——采样导则标准提案的编写,准备提交立项。

4 国际标准和国外先进标准对比分析

我国气体领域国际标准和国外先进标准转化情况详见附加:表4、表5

我国的现行气体标准与国际标准相比较,我国现有气体标准几乎都等同采样国际标准。

我国的现行气体标准与发达国家相比较,以美国为例,ASTM的气体标准约有70余项基础和方法标准;CGA的气体标准就更多,约200多项,包括了产品、基础、方法和管理标准。我国现有标准总数66项,显然,标准的数量总体偏少。我国产品标准30项,标准的数量大体与CGA相当,工业级气体产品标准全部达到国际水平,高纯气体产品标准瞄准国外大公司标准,达到国际先进水平;我国方法标准25项,方法标准的技术水平与国际基本一致,但标准的数量明显偏少;我国基础通用标准仅11项,显得最为薄弱,尤其安全防范标准几乎空白。目前,我国的气体管理标准还是空白。

以上比较分析表明,我国现有的标准结构还很不合理,同时也揭示我国今后标准化的重点应当放在基础通用和方法标准的制定上。从发展及需求上看,涉及节能减排的工业排放气综合利用标准化项目也将是今后气体标准化的重点。

为了推动我国气体标准化发展,提高我国气体标准水平,在我国的气体标准化工作中,应积极采用国际标准和发达国家的先进标准。建议:

    1)国际标准应等同采用为我国国家标准。采用国际标准的主要对象:一是ISO/TC 158制定的标准,应全部等同采用。二是ISO/TC118/SC4制定的压缩空气标准,也应全部采用。其中,呼吸用压缩空气可以在航天系统用压缩空气(ISO 14951-13)间进行分析、选择,同时参考CGA的相关标准。三是等同采用ISO制定的焊接、消防等领域使用的气体及混合气体重要产品标准。

    2)对于ISO/TC20制定的航空航天用气体标准的采用问题,应积极进行深入的分析研究并与有关部门协调。对于ISO/TC197制定的氢能源标准,从现在起,应当予以高度的关注,积极研究其采用问题。

    3)美、英、德、法、日等发达国家的国家标准和协会(行业)标准,代表了当今世界气体标准的先进水平,应结合我国国情,认真研究,积极采用。尤其应着重分析研究各国制定的基础标准和方法标准,择优采用。

    4)深入研究CGA标准,把有关气体、低温液化气体、高压液化气体、有毒气体、医用气体的充装、储存、运输等涉及安全与防护的标准采用为我国标准。

    5)不断跟踪ISO/TC158和各发达国家气体标准化动向,建立与ISO/TC158的联系,掌握标准制修订动态,获取内部技术文件,组团参加TC158的会议,应直接参与ISO标准的制修订。

    通过与国际标准和国外发达国家标准的比较,揭示了我国气体标准化未来的发展方向和工作重点。在我国气体标准化工作中,积极采用国际和国外先进标准,对于加快标准制修订速度、提高标准水平、调整我国气体标准结构、构建具有中国特色的气体标准体系等,都是一个非常行之有效的办法。

(三)气体标准体系建设

1  技术标准体系框架及说明

    气体技术标准体系按照下述原则构建:

    ——以产品为对象,分层次建立标准体系框架;

    ——进一步完善气体标准体系、优化现行气体标准结构;

    ——全面成套、层次适当。

气体技术标准体系框架如附件:图1所示。

1框架中的TC 206即本气体标准体系,所属“化工行业技术标准体系顶层框架”第一层,对应专业A

    TC 206技术标准体系分为三个层次。

 本体系的第一层:按照标准的类别划分为基础通用、产品、方法、管理四类。

本体系的第二层,包括:

(1)    基础通用类:下含基础标准、安全标准、节能与综合利用标准。

基础标准:气体领域的基础标准,例如名词术语、包装、储运、设计等。

安全标准:气体产品具有高压、有毒、低温、易燃、易爆等特征,在生产、储存、运输、使用中均具有非常高的危险性,安全类标准包括生产、储存、运输、使用等各个环节的安全标准化项目。

节能与综合利用:主要是课题是工业排放气综合利用,这是气体标准化的一个非常重要的新兴标准化领域,包括排放气综合利用基础通用和方法两个层面的标准化,例如各类型工业排放气回收指南、导则、术语以及各种工业排放气回收方法、净化方法等。

2)产品类标准包含为纯气产品标准和混合气产品标准。

3)方法类标准包含通用方法、气体分析方法和气体标准样品制备方法。

本体系的第三层:为对纯气和混合气产品的分类:在比较了气体产品的多种分类方法之后,本体系选择:将混合气分为天然混合气和人工混合气两类、把纯气分为单质类和化合物两类,这样的分类方法可以完全避免同一产品在各产品类别之间出现的交叉。纯气下分为单质类气体和化合物类气体;混合气下分为人工混合气和天然混合气。纯气的气体纯度(或主含量)多在99%以上,包揽各种用途、各种包装储运形式的单质类气体和化合物类气体。单质类气体如氢、氧、氮、稀有气体等,化合物类气体如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔等。天然混合气例如压缩空气、煤层气、焦炉气等。人工混合气为以纯气体为原料,按照使用要求的组成人工配制的、两种或两种以上多组分的混合气体,包揽各种用途的混合气。

2  技术标准体系表

    气体技术标准体系表见附件表6

3 技术标准体系建设方案

3.1 建设目标

本标准体系建设方案的实施,将实现下述目标:

1 标准总数达到245项,其中,新制定标准141项,重点领域标准项目1项。

2)调整标准结构,优化标准体系。国家标准137项,占55.9%。行业标准108项,占44.1%。方法标准65项,占26.5%。产品标准100项,占40.8%。基础通用标准70项,占28.6%。管理标准10项,占4.1%

3 全面启动排放气综合利用领域标准化项目。该领域的标准化项目是推动节能减排,推进绿色发展、循环发展,推进生态文明建设,保护生态环境,发展绿色经济和循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会,积极应对气候变化,具有略性的“十二五”重点项目。为此,应组建“工业排放气综合利用”分技术委员会,以为确保该领域重点任务的完成。

3.2 建设内容

气体“十二五”标准制定工作计划安排建议,见表7

拟制定标准情况统计见表8

4 “十二五”期间的国际标准化工作推进计划

“十二五”期间计划:

1)起草“气体分析——采样导则”国际标准草案,向ISO/TC158申请立项,并力争承担该标准的召集人。

2)直接参与“称量法”、“证书”、“动态体积法”国际标准的修订,力提我国的修订案。

(四)小结

气体行业已有标准和拟制定标准情况汇总见表9

企业 检验检测机构 科研院所 高校 其他