tin tức công ty về Ngoài áp suất: Các miếng lót trong hệ thống chân không

Mặc dù chức năng chính của hầu hết các mặt bích kim loại là chứa chất lỏng dưới áp suất dương, chúng đóng một vai trò quan trọng không kém, nhưng thường bị đảo ngược, trong hệ thống chân không. Trong các ứng dụng này, thách thức không phải là ngăn chất lỏng thoát ra, mà là ngăn chặn các loại khí quyển không mong muốn xâm nhập vào hệ thống, đảm bảo một môi trường siêu sạch, áp suất thấp. Điều này đòi hỏi các tiêu chuẩn khắt khe hơn nữa về độ kín và sự thoát khí của vật liệu.

Hệ thống chân không rất cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp:

• Sản xuất chất bán dẫn: Tạo ra các buồng chân không siêu sạch để lắng đọng màng mỏng và khắc vi mạch, nơi chỉ một tạp chất duy nhất cũng có thể làm hỏng cả lô.
• Mô phỏng không gian: Thử nghiệm các thành phần tàu vũ trụ trong điều kiện mô phỏng không gian bên ngoài.
• Nghiên cứu và Phát triển: Máy gia tốc hạt, kính hiển vi điện tử và các thí nghiệm khoa học khác nhau dựa vào môi trường chân không cao hoặc chân không siêu cao (UHV).
• Công nghệ phủ: Các quy trình như lắng đọng hơi vật lý (PVD) để phủ cứng hoặc phủ quang học.
• Chế biến thực phẩm: Sấy khô đông lạnh hoặc đóng gói chân không.

Những thách thức độc đáo đối với mặt bích trong hệ thống chân không:

1. Độ kín khít:

   • Trong khi hệ thống áp suất có thể chấp nhận các rò rỉ nhỏ, hệ thống chân không đòi hỏi mức độ kín khít đặc biệt cao. Ngay cả những rò rỉ nhỏ, không thể phát hiện bằng các phương tiện thông thường, cũng có thể làm giảm đáng kể mức chân không và làm ô nhiễm quy trình.
   • Điều này đòi hỏi gia công cực kỳ chính xác các bề mặt mặt bích và sử dụng các miếng đệm chuyên dụng được thiết kế cho dịch vụ chân không.

2. Thoát khí:

   • Đây là sự giải phóng các loại khí bị mắc kẹt từ vật liệu vào môi trường chân không. Tất cả các vật liệu, ở một mức độ nào đó, đều thoát khí. Trong hệ thống chân không, đây là một nguồn ô nhiễm chính và có thể hạn chế mức chân không có thể đạt được.
   • Vật liệu mặt bích, miếng đệm và thậm chí cả chất bôi trơn bu lông phải được chọn vì đặc tính thoát khí cực thấp của chúng. Đối với các ứng dụng UHV, các loại thép không gỉ cụ thể (ví dụ: 304L, 316L, loại nung chảy chân không) được ưu tiên.

3. Nướng:

   • Nhiều hệ thống chân không, đặc biệt là UHV, trải qua quy trình "nướng" trong đó toàn bộ hệ thống được nung nóng đến vài trăm độ C trong chân không. Điều này đẩy nhanh quá trình thoát khí, loại bỏ các loại khí hấp phụ khỏi các bề mặt bên trong và giúp đạt được áp suất cuối cùng thấp hơn.
   • Mặt bích, miếng đệm và bu lông phải có khả năng chịu được nhiệt độ nướng này mà không bị suy giảm hoặc biến dạng.

Mặt bích chuyên dụng cho các ứng dụng chân không:

• Mặt bích Conflat (CF): Đây là tiêu chuẩn vàng cho các ứng dụng UHV. Chúng có các cạnh dao được gia công chính xác, cắn vào một miếng đệm đồng. Cơ chế bịt kín dựa trên sự biến dạng dẻo của miếng đệm đồng khi các cạnh dao bị nén, tạo ra một lớp bịt kín kim loại-kim loại chắc chắn, có thể nướng và có độ kín cao. Mặt bích CF thường được làm bằng thép không gỉ.
• Mặt bích ISO-KF và ISO-K: Chúng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng chân không thô và cao. Chúng sử dụng vòng chữ O đàn hồi (ví dụ: Viton, Buna-N) làm miếng đệm, được nén giữa hai mặt mặt bích phẳng. Mặc dù dễ lắp ráp và tháo rời hơn mặt bích CF, nhưng chúng thường không thể nướng ở nhiệt độ cao và có tốc độ thoát khí cao hơn CF, hạn chế việc sử dụng chúng trong UHV.
  • ISO-KF (Mặt bích kẹp móng vuốt): Đường kính nhỏ hơn, thường được sử dụng với kẹp móng vuốt để lắp ráp nhanh chóng.
  • ISO-K (Mặt bích bắt vít): Đường kính lớn hơn, thường được bắt vít như mặt bích đường ống tiêu chuẩn.
• Mặt bích chân không tùy chỉnh: Nhiều hệ thống chân không yêu cầu mặt bích được thiết kế đặc biệt hoặc tùy chỉnh để tích hợp các thành phần độc đáo, thường có nhiều cổng hoặc hình dạng phức tạp, nhưng vẫn tuân thủ các nguyên tắc về độ kín và thoát khí thấp.

Các cân nhắc chính đối với mặt bích chân không:

• Độ tinh khiết của vật liệu: Sử dụng vật liệu có hàm lượng tạp chất thấp để giảm thiểu sự thoát khí.
• Bề mặt hoàn thiện: Bề mặt hoàn thiện chất lượng cao, nhẵn rất quan trọng để giảm thiểu diện tích bề mặt hấp thụ khí và đảm bảo miếng đệm được đặt đúng cách.
• Quy trình làm sạch: Các thành phần chân không, bao gồm cả mặt bích, trải qua các quy trình làm sạch nghiêm ngặt (ví dụ: làm sạch bằng sóng siêu âm, đánh bóng điện) để loại bỏ các chất gây ô nhiễm có thể thoát khí.
• Bắt vít: Bu lông và đai ốc tương thích với chân không có đặc tính thoát khí thấp và chất bôi trơn thích hợp (nếu có) là điều cần thiết.

Tóm lại, mặc dù mục tiêu bị đảo ngược (giữ không khí bên ngoài thay vì chất lỏng bên trong), nhưng các yêu cầu đối với mặt bích kim loại trong hệ thống chân không có lẽ còn khắt khe hơn cả trong các ứng dụng áp suất. Chúng đại diện cho một lĩnh vực kỹ thuật chuyên biệt, nơi thiết kế tỉ mỉ, độ tinh khiết của vật liệu và độ kín tuyệt đối là tối quan trọng để đạt được và duy trì các điều kiện khí quyển chính xác cần thiết cho các công nghệ tiên tiến và những đột phá khoa học.