前言
我们知道，航空航天用零件在进行热等静压工艺时，对于气体的纯度要求非常高。除了气体储罐供应的来自气体销售商的初始气体，有些时候还允许使用回收的气体作为热压工艺的补充使用。
为了防止对热压零件产生污染、渗碳渗氮、合金元素贫化等等问题，做好热压气体成分的检测和分析就至关重要。本文是根据国外热等静压厂商的气体检测报告进行的分析，纯属个人观点，不当之处，欢迎指正。原始数据因知识产权无法分享，文中数据已做处理，仅供参考。
气体的质量要求
首先是气体纯度。以氩气为例，一般要求99.95%以上。除了主要成分氩气Ar以外，还包括其它杂质，如H2O, CO2, H2, O2, N2, CH4, CO等。热等静压过程中，这些杂质的来源都很多种情况：有些来自气源，在空分厂提纯的时候就带有一定（少量）的杂质；有些来自气体储罐内壁，长期使用会氧化生锈；还有的可能来自厂房里的气体管道，类似储罐内壁氧化问题，或者管路或接头有（少量）漏气的问题，或者来自热等静压设备，如炉膛内壁污染或者漏气等。
其次就是露点。很多人对露点的理解其实只停留在字面上。露点的本质是什么呢？是水分的含量。也就是说，对露点的考察是专门针对气体中的含水量提出的要求。水分子中既有氢、又有氧，在高温高压下会分解出来，成为污染零件表面的可能，所以要特别控制。含水量越大，露点温度越高。露点的检测需要在检测规范指定的压力下进行，比如30psi. 因为，根据热力学原理，当气体量n和体积V不变时，温度T、压力P互相有影响（PV=nRT）。
气体检测的不同阶段
针对热等静压过程，在工艺所处的不同阶段进行气体检测，包括气体的纯度和露点。具体过程如下：
1. 首次充气时，当进气阀打开，气体进入压力釜就要开始监控炉内压力。当压力达到某个合适的设定值的时候，如700psi的时候就要进行气体的检测，可以称之为预检测，或者初测。
2. 接下来，继续充气。当压力釜内的压力升高到第二个设定值，比如7000psi的时候，维持气体压力均衡之后，进行第二次检测。此时可以启动加热。
3. 随着温度升高，压力釜内的压力持续上升。当温度升高到热压工艺要求的条件时，可以进行第三次气体检测。这个检测只是推荐，不是必须的。有时候受限于炉子，无法实现高温检测。
4. 保压时间到了，就该冷却了。有的热压炉无法充气快冷，只能选择炉冷。对于炉冷时的气体检测，不同客户的要求不一样：有的是必须的，有的只是推荐。
5. 排气泄压，零件已经冷却。如果气体回收，需要检测合格，满足回收要求才可以储存到单独的储罐。如果不满足回收要求，只能排放到外部大气中。注意，惰性气体要防止窒息。
以上气体检测的5个阶段，如果客户规范有明确要求的，必须满足客户规范的要求为前提。出具气体检测报告时，除了气体检测的结果之外，需要先给气体分析报告编号，增加表格名称、版本号、版本日期。制造商应该建立一个编号规则，防止重复、误用等问题。另外，热等静压的日期也是必不可少的。这些内容都是为了满足航空质量体系对文件追溯性的要求。
讨论
分析发现，气体检测的前3个阶段，露点逐渐降低，气体质量逐渐变好。
首先我们看初测的气体，其来源是储罐供应的初始气体，与压力釜抽真空后的残余气体的混合，纯度和露点都会比气站的储罐的气体要差一些。可见，为了初测的气体结果满足生产要求，比如99.95%，往往储罐的气体纯度要求要略高一些，比如99.99%。
继续充入初始气体，纯度提高，所以第二阶段的检测结果要明显比预检测的气体好。
第三阶段的气体检测因为是在高温高压下进行的，其杂质特点最明显的就是含氢量，会低很多，而含水量略微下降，含氧量略微上升。
我们再来看冷却和排气阶段。数据显示，含水量上升很快，导致露点温度也上升；含氧量略微下降，但是含氢量上升较多，基本上接近初测的结果。
以上5个不同阶段的检测结果，尽管杂质成分变化、露点也相应发生变化，但是所有检测结果都是符合生产要求的，能够确保零件质量的。
最后，应该说，从零件质量控制的角度讲，对热等静压工艺之前、之后所使用的气体进行检测和分析只是间接手段，最直接的手段还是对随炉试片或者试棒进行测试。
