[科普中国]-氩气

氩气是一种无色、无味的单原子气体，相对原子质量为39. 948。一般由空气液化后，用分馏法制取氩气。氩气的密度是空气的1.4倍，是氦气的10倍。 氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质均不起化学反应，在高温下也不溶于液态金属中，在焊接有色金属时更能显示其优越性。可用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接，即“氩弧焊”。12

理化性质氩气（Ar）；英文名：Argon；分子量：39.938；熔点：-189.2℃；沸点：-185.9℃；相对密度（水=1）：1.40（-186℃），相对密度（空气=1）：1.66；无色无味的惰性气体；常压下无毒，高浓度时，使氧分压降低而发生窒息。23

主要应用

氩气是工业上应用很广的稀有气体。它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门，对特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时，往往用氩作为焊接保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。6

①铝业。用来替代空气或氮气，在铝的制造过程中产生惰性气氛；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；以及去除熔铝中溶解氢气和其他颗粒。7

②炼钢。用于置换气体或蒸气并防止工艺流程中的氧化；用于搅拌钢水来保持恒定的温度和同一的成分；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；作为载体气体，氩可以用层析法来确定样品的成分；氩还能用于不锈钢精炼中使用的氩氧脱碳工艺（ AOD），目的是去除一氧化碳和减少铬的损失。7

③金属加工。氩在焊接中用作惰性保护气；在金属和合金的退火及辊轧中提供无氧无氮保护；以及用于冲洗熔化金属以消除铸件中的气孔。7

④焊接保护气。氩气在焊接过程中作为保护气体，可以避免合金元素的烧损以及由此而产生的其他焊接缺陷，从而使焊接过程中的冶金反应变得简单而易于控制，以确保焊接的高质量。4通过对HT250灰铸铁进行激光重熔试验,研究了不同气氛保护条件下试样重熔区气孔的产生机理。研究结果表明,在氩气保护条件下,重熔区中的气孔为析出性气孔;在开放条件下,重熔区的气孔为析出性气孔和反应性气孔。8

⑤其他用途。电子、照明、氩气刀等。7

氩气的制备方法在干空气中氩的含量约为0.934%，合成氨尾气中含氩3%~8%，工业上一般从空气和合成氨尾气中提取氩。9

空气分离提取氩深冷空分的主要产品为纯氧和纯氮，其副产品为生产氩气的主要来源。氩馏分（含8%~12%Ar）是由空分装置的蒸馏塔上提取，其中含有氧和氮等组分，制氩流程有常规制氩和全精馏制氩两种，而纯氩的制取主要是脱除氩馏分中的氧、氮和氢等杂质。9

合成氨尾气提取氩合成氨尾气由其弛放气和氨罐排放气组成，其组成为：60%~70%H2、20%~25%N2、3%~8%Ar、8%~12%CH4及约3%NH3。合成氨尾气提氩有低温精馏法和冷凝蒸发法，典型流程有三塔提氩流程和两塔提氩流程及带热泵循环提氩装置三种，其生产工艺包括原料气净化、脱氢、脱甲烷和脱氮四步工序。9

危险危害侵入途径：吸入。2

常压下无毒。高浓度时，使氧分压降低而发生窒息。氩浓度达50%以上，引起严重症状；75%以上时，可在数分钟内死亡。当空气中氩浓度增高时，先出现呼吸加速，注意力不集中，共济失调；继之，疲倦无力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐、甚至死亡。2

危险性类别：第2.2类，不燃气体。2

事故：江苏南京钢铁厂曾发生氩气泄漏事故，导致三人死亡。10中国南方航空集团公司新疆分公司的一起事故，本是两名作业人员因氩气泄露中毒窒息，但是8个工作人员同样在施救过程中相继中毒窒息，事故最终造成6人死亡4人重伤。11

急救措施若吸入，迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸。心跳停止，立即进行心肺复苏术，就医。2

皮肤接触，如果发生冻伤，将患部浸泡于保持在38~42℃的温水中复温，不要涂擦，不要使用热水或辐射热。使用清洁、干燥的敷料包扎，就医。2

消防与应急措施危险特性，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。2

灭火方法，本品不燃，根据着火原因选择适当灭火器灭火。2

大量泄漏，根据气体扩散的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。应急处理人员戴正压自给式呼吸器，穿一般作业工作服，液化气体泄漏时穿防寒服，尽可能切断泄露源，泄漏场所保持通风。2

接触控制和个体防护最高允许浓度：中国，未制定标准；美国，ACGIH未制定标准。2

工程控制：密闭操作，提供良好的自然通风条件。2

呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器或长管面具。2

眼睛防护：一般不需要特殊防护。2

身体防护：穿一般作业工作服。2

手防护：戴一般作业防护手套。2

其他防护：避免高浓度吸入。2

处置储存氩气可在低于-184℃的温度下以液态形式储存和运送，但焊接用氩气大多装于钢瓶中使用。1

氩气瓶是一种钢制圆柱形高压容器，其外表面涂成灰色并注有绿色“氩”字标志字样。1

氩气瓶在使用中严禁敲击、碰撞、瓶阀冻结时，不得用火烘烤；不得用电磁起重搬运机搬运氩气瓶；夏季要防日光暴晒；瓶内气体不能用尽，返厂氩气瓶气余压力应不小于0.2MPa；氩气瓶一般直立放置。1

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学