1. 气体特性分析

气体分类：明确气体类型（易燃、易爆、有毒、腐蚀性、惰性、高纯度等），不同气体需采取不同安全措施。

例如：氢气（易燃易爆）、氯气（有毒腐蚀）、氩气（惰性）、硅烷（自燃）等。

纯度要求：高纯度气体（如半导体行业）需避免管路污染，需使用特殊材质（如EP级不锈钢）和严格密封工艺。

压力与流量：根据实验需求确定管路压力等级（高压/低压）和流量控制方式。

2. 材料选择

管道材质：

普通惰性气体（如氮气、氩气）：不锈钢（如304/316L）。

腐蚀性气体（如HCl、Cl₂）：耐腐蚀材质（如316L、哈氏合金、PTFE内衬管）。

高纯度气体：电解抛光（EP）不锈钢管道，内壁粗糙度需≤0.25μm。

阀门与接头：选择与气体兼容的密封材料（如Viton、PTFE），避免泄漏或化学反应。

3. 安全设计

泄漏防护：

安装气体泄漏探测器（如可燃气体、有毒气体探测器），根据气体密度选择安装位置（如氢气探测器在屋顶，氯气探测器靠近地面）。

管路系统需定期检漏（氦质谱检漏或保压测试）。

通风与排气：

危险气体区域需独立排风系统，排风口远离新风入口。

排风管道需防爆设计（如易燃气体）。

紧急切断：

设置紧急切断阀（ESD系统），并与气体探测器和火灾报警联动。

手动切断阀应安装在易于操作的位置。

防火防爆：

易燃气体管路需接地防静电，避免火花。

管道穿墙时需用防火封堵材料密封。

4. 管路布局与安装

分区隔离：

危险气体储存区与实验区分开，惰性气体与活性气体管路保持距离。

氧化性气体（如氧气）与可燃气体管路间距需≥1.5米，或设置隔离屏障。

坡度设计：

腐蚀性气体管路需设置坡度（如1%~3%），并在低点设置排液阀。

支撑与标识：

管道需固定牢固，避免震动或机械损伤。

清晰标识气体名称、流向、危险警示（如颜色标签：黄色-易燃，红色-有毒）。

5. 纯度控制（针对高纯气体）

管路处理：

焊接采用自动轨道焊（TIG），避免手工焊导致氧化。

管路系统需吹扫（如氮气置换）和钝化处理。

污染防控：

使用双套管设计（外管通惰性气体保护内管）。

安装颗粒过滤器（0.01μm）和露点仪（监测水分）。

6. 合规与标准

遵循规范：

国际标准：NFPA 55（美国）、EN 737（欧洲）、SEMI标准（半导体行业）。

中国标准：GB 50016（建筑设计防火规范）、GB 50177（氢气站设计规范）。

验收测试：

进行压力测试、氦检漏测试、颗粒度测试（高纯气体）。

实验室特殊气体管路设计需结合气体特性、安全规范和使用场景，从选材、布局到应急措施全面考虑，建议委托专业团队设计并定期审核，确保长期安全运行。