6月28日台湾新北市水上乐园粉尘爆炸已造成近五百人受伤，公共场所及厂区内人流量较大或易燃物质较多的地方，**配备的灭火器将成为应急的必备物品，也是紧急时刻人们生命**必要的保证，为了保证灭火器的质量，厂家对灭火器中所含物质二氧化碳和六氟丙烷的检测，也是必不可少的。
       为此鲁创分析仪器公司针对现今灭火器的行业的现状做出判断，即气相色谱仪检测灭火器中二氧化碳及六氟丙烷仪器设备配置和分析方案。
       现今社会，手提式灭火器由于其体积小、重量轻和操作简单的优点，在家庭、学校、商场、车站、轨道交通等场所普遍配置，是灭小型火灾及初级火灾理想的灭火工具。尤其是手提式气体灭火器其灭火后无残留、无腐蚀，适用于具有电器设备、精密仪器和图书资料等的火灾场所使用，有着干粉、泡沫灭火器无法比拟的优越性。目前国内对气体灭火剂的质量控制，主要是按照**标准GB50263-2007[ 气体灭火系统施工及验收规范 ]针对灭剂进行检测。经过试验证明：由于充装过程的影响，会降低灭火器的灭火效能，因此我们认为气体灭火器用灭火剂的测试方法，是控制灭火器质量的**手段，有着重要的意义。借助气相色谱技术对二氧化碳、六氟丙烷灭火器用灭剂进行检测，详细介绍了气相色谱仪的配置方法、测试过程和注意事项，对消防检测工作有一定的参考价值。
       1.气体灭火剂种类及气相色谱仪技术简介
       1.1气体灭火剂
       早期的气体灭火剂主要指二氧化碳灭火剂，因在我国气源丰富至今仍被广泛使用。商品化的二氧化碳灭火器多为高压存储设计，在钢瓶容器内的二氧化碳是以气液两相共存的，开启灭火器后二氧化碳从喷射口迅速喷出，使液态二氧化碳由于压力的骤降转化为气态，同时产生一部分二氧化碳固体——干冰。二氧化碳灭火剂的灭火机理主要是窒息作用，其冷却的作用相对较小。根据二氧化碳灭火剂的这一特点，其性能指标中*为关键的是纯度及水含量参数。如果灭火器厂家充装的气源质量较差，相应杂质的含量就较高，在一定时间、范围内达不到灭火所要求的浓度，可能会影响灭火结果。此外，灭火剂中水含量超标不仅会加速存储钢瓶的腐蚀，更重要的是影响灭火器的喷射和灭火性能，因为水分过多使灭火器在喷射过程中产生较多的干冰，易堵塞喷口、中断喷射，直接导致了灭火效率的降低。因此我们认为通过测试气体灭火器用灭火剂，对于灭火器充装过程及产品质量的检验是**手段。二氧化碳纯度的测定方法有：化学吸收法、气相色谱法；水含量的测定常用吸收重量法及气相色谱法。其中化学吸收法及吸收重量法，仪器配置简单、成本低廉、同时对操作人员要求不高，但其数据的准确度不及气相色谱法。考虑到目前气相色谱仪已成为常规的检测设备，同时随着配件的国产化，色谱仪价格的选择范围也比较宽泛，实验室可以根据自身能力配置仪器，达到快速、准确检测的目的。本文重点结合气相色谱仪的配置和测试，为消防检测工作者提供数据参考。
       另一类曾经被广为使用且灭火效率较高的卤代烷灭火剂即哈龙产品，在20世纪80年代初被科研人员证实对大气层中的臭氧层有破坏作用。鉴于坏境保护的迫切性，各国逐步采用哈龙的替代品：如三氟甲烷（HFC-23）、六氟丙烷（HFC-236fa）、七氟丙烷（HFC-277ea）及惰性气体灭火剂IG541、IG01、IG55、IG100等。本文中详细说明了测定六氟丙烷（HFC-236fa）灭火剂纯度的方法、仪器配置及注意事项，希望对于**标准的执行提供一种参考。
       1.2气相色谱仪技术（山东鲁创GC-9860气相色谱仪）
       借助气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）技术，自然界中约20 %~30 %的化合物可以拥有有效分离。随着毛细管色谱柱的应用，其检测结果灵敏度高、分离度好、分析速度快和操作简单的优点，使商品化的气相色谱仪成为实验室常规的检测仪器。尽管气相色谱仪型号各异，但其结构相似，都包含了气路系统、进样系统、色谱柱系统、检测器系统和数据处理系统等几大部分。以下通过两种手提式灭火器用气体灭火剂的检测，详细介绍气相色谱仪的配置方法、测试过程和注意事项。
       2.仪器配置及检测方法
       2.1二氧化碳灭火剂气相色谱仪分析
       测试二氧化碳灭火剂时气相色谱仪配置高纯度（99.999 %）的氦气作为载气，高纯气路系统有助于减小信号噪音、扩大检测器线性范围和延长色谱柱的使用寿命。在气源与仪器之间需连接气体净化装置，来进一步除水、除氧及净化气体，气路系统的连接需通过密封测试后方可进行实验。常温常压下二氧化碳为气体，为保证进样体积的重现性和稳定性采用气体进样阀进样，进样体积由定量管的内径与长度来控制，定量为0.5 mL，进样系统温度设定在100 ℃。实验用毛细管色谱柱为安捷伦公司的的HP-PLOT Q（15m×0.53mm×40.0μm）柱，该柱是以键合聚苯二乙烯—二乙烯基苯（DVB）为基础的色谱柱，特点是从60℃开始对大到C6的烷烃、所有C1-C3异构体、一氧化碳、水、二氧化碳和其他极性化合物都可以拥有基线分离，使分离度提高，并减少运行周期。GC-9860的检测系统配置热导检测器（Thermal Conductivity Detector，简称TCD），结合数据信息处理软件，可以拥有完整的测试谱图和分析数据。柱炉温及TCD温度分别控制在70 ℃和120 ℃。
       尽管气相色谱仪型号繁多，但实验原理相似，操作步骤也能相互借鉴，我们将某厂家的3 kg手提式二氧化碳灭火器作为实验对象，取下喷射软管后，将灭火器出口连接气体管路使二氧化碳灭火剂经减压阀减压后，直立取样进入气体进样阀装置，连续通10分钟左右的测试气体，排除管路中空气的干扰。在六通阀快速转至进样位置的同时，开始信号采集并完成气相色谱图的绘制。对色谱图设置合适参数，通过峰面积归一法计算出二氧化碳的纯度，取三次测定结果的算术平均值为试验结果，每次的**偏差应小于0.05 %。此外，二氧化碳灭火剂中水含量值 %（质量分数）可经公式[1]计算得出。
     水含量 % =水纯度 % × f水  公式（1）
     式中 f水=0.60，表示水在热导检测器上的相对校正因子。
       2.2六氟丙烷灭火剂气相色谱仪分析
       测定六氟丙烷灭火剂时，气相色谱仪的气路系统由三种气源组成，分别是高纯度氮气（99.999 %）（或LCN-300氮气发生器）作为载气、高纯度氢气（99.999 %）（或LCH-300氢气发生器）作为燃气，及压缩空气作为助燃气（或LCA-2L无油空气压缩机）。六氟丙烷具有较高的沸点及相对低的蒸汽压，使其在喷射时仅部分气化，因此需采用气液混合进样方式，进样系统温度设定为150 ℃。实验用毛细管色谱柱为OV-1701（30m×0.53mm×2.0μm）毛细管色谱柱，其固定相是7 %氰丙基—7 %苯基—86 %甲基聚硅氧烷。GC9860的检测系统配置氢火焰电离检测器（Hydrogen Flame Ionization Detector，简称FID），它是利用氢火焰作为电离源，使待分析的有机物电离后产生微电流而响应的检测器，同时FID对H2O、N2等无机物不敏感，对气体流速、压力和温度变化不敏感，是检测六氟丙烷这类气体灭火剂理想的检测器，测试中柱炉温及检测器温度分别为40 ℃和150 ℃。
       选择4 kg手提式六氟丙烷灭火器作为实验对象，取下灭火器的喷射软管，出口连接减压阀减压后直立取样，以待测样清洗阀门型微量注射器四到五次后，取六氟丙烷气液混合物15 μL，注入气相色谱仪进样口的同时开始记录谱图，谱图记录完毕后用峰面积归一法计算得出六氟丙烷纯度，取三次测定结果的算术平均值为测定结果，各次测量的**偏差应小于0.05 %。
       3.实验结果
       3.1实例一
       以某厂家的3 kg手提式二氧化碳灭火器为测试样本，获得了相应的气相色谱图。色谱图上从左到右的出峰顺序为：氮气、二氧化碳和水，对于每个组分的判定是基于保留时间实验的数值而确定。凭借数据处理软件同时给出每个峰的峰面积值，按照峰面积归一法得出各组分浓度值。
       灭火剂中水含量%（质量分数）经公式1计算为0.018 %，二氧化碳纯度和水含量值均未达到GB4396-2005中的要求（纯度%≥99.5%，水含量（质量分数）%≤0.015），应判定为实验不合格。同时按照手提式灭火器**标准进行灭B类火灭火试验时，观察到在喷射过程中出现短暂的中断现象，结合气相色谱数据的分析，应该是由于水含量超标造成喷射过程中产生了较多的干冰，影响了正常喷射，*终造成3kg手提式二氧化碳灭火器灭21B级别的火未灭的试验结果。随后经过厂家的自查，发现虹吸管的干燥不充分是导致气体中水含量超标的主要原因。
       3.2实例二
       如所示，为某厂家4 kg手提式六氟丙烷灭火器中充装灭火剂的气相色谱图。结合保留时间的数据，判断a峰为六氟丙烷的色谱峰，b峰为杂质峰。用作气体灭火剂1,1,1,3,3,3-六氟丙烷（HFC-236fa）是六氟丙烷四种同分异构体中的一种，化学分子式为：CF3-CH2-CF3，灭火剂中所含杂质可能是它的一种同分异构体，但仅靠GC数据无法判断，需进一步通过质谱或核磁共振技术来判定。归一化各峰的峰面积值，得出各组分的纯度。
       按照GB25971-2010“六氟丙烷（HFC236fa）灭火剂”**标准中六氟丙烷纯度值需≥99.6 %，因此这具灭火器中充装的气体药剂达到纯度的要求。特别需要说明的是，该标准中气相色谱仪配置的是GasPro 30 m×0.32mm的毛细管色谱柱，而本次测试我们利用的是实验室现有的OV-1701柱，同样达到了检测目的，以此作为检测六氟丙烷灭火剂的数据参考。
       4.注意事项
       （1）本实验室的气相色谱仪配置了TCD和FID两种检测器，通过搭配不同的色谱柱可以达到常规物质的检测要求。不同检测器所要求的气源不同，特别是FID需要氢气作为燃气，在实验过程中需特别注意**，防止氢气泄漏。测定流量时注意不能将氢气与空气混合，实验中如遇氢火焰熄灭，应尽快关闭氢气，直到故障排除后重新点火时才打开该气源（选配JQ-H300氢气发生器可解决氢气钢瓶所带来的问题）。
       （2）为确保TCD内的热丝不被烧断，接通桥流开关之前要确认检测器是否已通载气，**严格遵循“先通气，后升温，再电流”的操作原则。在FID自动点火后，可通过观察热蒸汽的方法确认点火是否成功，如果不成功，可适当加大氢气流量，待成功后调小，避免噪音信号的增大。
       （3）测定二氧化碳的进样体系采用六通阀进样装置，保证了每次进样体积的重现性。六氟丙烷测定时采用带阀门的微量注射器，对于操作人员的技术有一定要求，不过通过多次进样，都能逐步掌握该技术，实现样品快速、稳定的进样。
       （4）色谱柱性能是保证实验数据优劣的关键，在平时实验中要注意实验结果的积累，以便及早发现柱性能的变化。用过一段时间的色谱柱，应进行一次高温老化过程，以除去柱内可能存在的污染物，再用测试标样对色谱柱性能进行重新评价。
       5.小结
       成熟的气相色谱技术为快速、准确获得分析结果提供了有力的技术保障，随着气相色谱仪的国产化和普及，可以预见在**标准的制、修订过程中将会有越来越多的检测要求结合气相色谱技术。通过对两种手提式灭火器中灭火剂进行测试，提出灭火器用灭剂的检测是控制产品质量的一种重要手段，文中介绍的气相色谱仪的配置方法、操作过程以及注意事项，可为从事消防检测的工作人员提供参考信息。具体方案及配置，请来电详询0632-5080617或通过鲁创分析仪器网站http://www.sdspyq.com在线咨询技术人员。