Водород используется в различных технологических процессах, и различных областях, от научных институтов до металлургии. В соответствии с поставленными задачами водород должен отвечать определенным свойствам, а именно обладать определенной чистотой.
Для определения чистоты водорода указываются физико-химические свойства. Обеспечить необходимые параметры продукта от разных производителей призваны ГОСТы, регулирующие физические и химические свойства газа. Стандартизация параметров, позволяет производить закупку у различных поставщиков, при одинаковой чистоте водорода.
В настоящее время применяются два государственных стандарта это ГОСТ Р 51673-2000 «Водород газообразный чистый. Технические условия» и ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия». Дополнительно для водорода особой чистоты производители разрабатывают собственные ТУ (технические условия).
Содержание:
- Чистота водорода по ГОСТ
1.1. чистота согласного ГОСТ Р 51673-2000
1.2. чистота водорода по ГОСТ 3022-80 - Водород особой чистоты
1. Чистота водорода по ГОСТ:
1.1. Чистота согласного ГОСТ Р 51673-2000
Данный стандарт предусматривает критерии физико-химических свойств, описывающих чистоту водорода, применяемого в космической технике, для разделения и анализа веществ (хроматография), термообработка металлов и других промышленных технологических процессов. Согласно документу газообразный водород разделяется на 3 сорта: высший, первый и второй, каждый сорт должен иметь показатели указанные в таблице ниже.
Физико-химические показатели водорода по ГОСТ Р 51673-2000:
| Показатель | Высший сорт | Первый сорт | Второй сорт |
| Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее | 99.9999 | 99.999 | 99.994 |
| Суммарная объемная доля кислорода и аргона, %, не более | 0,00002 | 0.0002 | 0.002 |
| Объемная доля азота, %, не более | 0,00005 | 0.0005 | 0.002 |
| Объемная доля метана, %, не более | 0,00003 | 0.0003 | 0.002 |
| Объемная доля паров воды, %, не более | 0.0002 | 0.002 | 0.004 |
Как видно из приведенной таблицы, разница между сортами достаточно большая.
По мимо требований к чистоте водорода, стандарт описывает требования к маркировке, упаковке, приемке и транспортировке. Дополнительно описаны методы контроля, отбора проб, для определения фактических химико-физических значений.
Не смотря на безопасность газа, при определенных концентрациях и температурах образует с воздухом взрывоопасную смесь, поэтому стандартом ГОСТ предусматриваются меры безопасности. Концентрационные пределы распространения пламени для водородно-воздушной смеси: 4,12 % — 75 % об., для водородно-кислородной смеси: 4,1 % — 96 % об.
1.2. Чистота водорода по ГОСТ 3022-80
Указанный стандарт описывает требования к техническому водороду, применяемому в нефтехимической, химической промышленности, в металлургии, фармацевтике и электронике. Согласно данному документу разделение произведено на 2 (две) марки: А и Б, при этом каждая марка предназначена для использования в определенной области.
Физико-химические показатели водорода по ГОСТ 3022-80:
| Показатель | Марка А | Марка Б |
| Объемная доля водорода в пересчете на cухой газ, %, не менее | 99.99 | 99.95 |
| Суммарная объемная доля кислорода и азота, % не более | 0.01 | 0.05 |
| Массовая концентрация водяных паров при 20°С 101.3 кПа (760 мм рт. ст.), г/мД не более: | ||
| а) в трубопроводах | 0.5 | 0.5 |
| б) в баллонах под давлением | 0.2 | 0.2 |
Документ, кроме требований к физическим и химическим показателям, дает описание требованиям безопасности, методам анализа и способам приемки, а так же к маркировке, транспортировке и хранению.
3. Водород особой чистоты
Современные технологические процессы, требует повышенного качества газообразного водорода (лучше чем по ГОСТ). В связи с этим, компаниями производителями разработаны Технические условия, позволяющие описать газы особой чистоты. Основные потребители данного типа газа — фармацевтика, лаборатории, микроэлектроника.
Физико-химические показатели водорода по ТУ (производитель АО «Линде Газ Рус»):
| Показатель | Марка 6,0 | Марка 5,5 | Марка 5,0 | Марка 4,0 |
| Объемная доля водорода, %, не менее | 99.9999 | 99.9995 | 99.999 | 99.99 |
| Объемная доля кислорода и аргона, %, не более | 0,000015 | 0,00007 | 0.0002 | 0.001 |
| Объемная доля азота, %, не более | 0,00006 | 0.0004 | 0.0007 | 0.008 |
| Объемная доля метана, %, не более | 0,00001 | 0,00001 | 0,00005 | 0.0003 |
| Объемная доля оксида углерода и диоксида углерода, %, не более | 0,000015 | 0,00002 | 0,00005 | 0.0007 |
| Объемная доля водяных паров, не более % | 0.0002 | 0.0005 | 0.001 | 0.007 |
Возможность применения водорода особой чистоты, позволяет обеспечить процесс газом высокого качества, уменьшая влияние примесей на ход процессов и, как следствие, на конечное качество результата (продукции).