手套箱用气量异常增大可能由多种原因造成,以下是一些主要原因及相应的分析:

一、设备密封性问题

  1. 手套破损:手套箱手套如果出现微小破洞、裂缝或者因长期使用导致的老化磨损,外界空气会进入手套箱。为了维持箱内的低氧、低水分等特定环境,系统会自动补充更多的工作气体。

  2. 密封部件损坏或安装不当:手套与箱体的接口处、过渡舱门周围以及各种管道接口等位置,若密封垫圈老化、损坏或者安装不到位,会导致气体泄漏。密封垫圈长期受到化学物质侵蚀,可能会变硬、变形,从而失去密封作用。

  3. 箱体本身问题:手套箱箱体如果存在焊接点裂缝、材质微小孔隙等问题,也会导致气体泄漏。这种泄漏可能比较隐蔽,需要通过仔细检查才能发现。

二、气体循环与净化问题

  1. 气体循环泵故障:如果气体循环泵的电机故障、叶轮损坏或者转速不稳定,会导致气体循环效率降低。这使得箱内的气体不能有效循环,氧气、水分等杂质气体不能及时被净化系统处理,为了保证箱内环境符合要求,系统就会补充更多的工作气体。

  2. 循环管道堵塞:循环管道被灰尘、化学沉淀物等堵塞,会阻碍气体的正常循环。气体在管道内的流量减小,导致箱内部分区域的气体无法及时更新,杂质气体积累,从而需要更多气体来维持环境。

  3. 净化材料失效:手套箱内的气体净化系统依靠分子筛、铜触媒等净化材料来吸附氧气、水分和有机杂质。如果这些材料失效,如分子筛吸附饱和、铜触媒中毒等,就无法有效净化气体。箱内的水、氧含量会上升,为了降低这些杂质含量,系统会加大工作气体的供应。

三、操作与设置问题

  1. 过渡舱使用不当:过渡舱用于将物品传入或传出手套箱。如果过渡舱的使用频率过高,或者在抽真空和充入气体的操作不规范,例如抽真空不彻底或者充入气体过量,也会导致用气量增大。

  2. 实验或生产操作产生气体:在手套箱内进行的实验或生产操作可能会产生气体,例如在有机化学合成中产生二氧化碳、氢气等副产物,或者在锂电生产过程中有气体析出。这些气体的产生会改变箱内的压力和气体成分,为了维持箱内环境的稳定,需要补充更多的工作气体来平衡压力和稀释新产生的气体。

  3. 设置与调试不当:设备的使用方法是否正确,调试期间箱体内不能放过多的样品,如需放入,建议经过干燥处理。另外,温度对水含量有一定的影响,温度过高水含量下降较慢,从而增加气体消耗。

四、其他潜在问题

  1. 管道泄漏:从工作气源到设备的管路可能存在泄漏,包括气源处钢瓶口漏气、阀块上进气管接口漏气等。

  2. 减压表损坏:减压表损坏可能导致气体供应不稳定,从而增加用气量。

  3. 传感器失效:水、氧、压力传感器失效或有误差,可能导致系统误判箱内环境,从而增加工作气体的供应。

综上所述,手套箱用气量异常增大的原因可能涉及设备密封性、气体循环与净化、操作与设置以及其他潜在问题等多个方面。在排查和解决这一问题时,应逐一检查这些可能的原因,并采取相应的措施进行修复。