Is-servizz tal-vakwu jimponi tensjonijiet uniċi fuq is-siġilli tal-heater PFA. Il-pressjoni differenzjali-pressjoni atmosferika barra t-tank (1 bar) kontra qrib-vakwu ġewwa (sa 0.01 bar assolut)-joħloq forza netta 'l barra fuq l-assemblaġġ tas-siġill. Għal penetrazzjoni tipika ta 'heater ta' dijametru ta '50 mm, il-forza totali tilħaq 200-400 N (20-40 kg) tipprova tiġbed il-heater barra mill-ħajt tat-tank. Fl-istess ħin, il-vakwu jiġbed kwalunkwe speċi volatili (ilma, solventi, fwar ta 'aċidu) minn vojt mikroskopiku fis-siġill, potenzjalment jiddegrada l-PFA jew l-interface tas-siġillar. Fost is-siġilli tat-twaħħil bil-kamin, bil-flanġ u bil-kompressjoni, il-konnessjoni tal-flanġ b'siegla elastomerika maqbuda (FKM jew FFKM) tippreserva l-aħjar l-integrità tal-heater PFA taħt vakwu. It-twaħħil tal-kompressjoni (tip ta 'ferrule) jaħdem b'mod aċċettabbli għal vakwu moderat (sa 0.1 bar) iżda jonqos f'vakwu ogħla minħabba t-tkaxkir tal-PFA. Il-konnessjoni bil-kamin (NPT jew BSP) mhix adattata għal kwalunkwe servizz tal-vakwu minħabba li l-ħjut PFA ma jistgħux iżommu siġill issikkat tal-gass- taħt pressjoni negattiva.
Imġieba tas-Siġill Taħt Vakwu: Mekkaniżmi ta' Nuqqas
Taħt vakwu, il-mekkaniżmu tas-siġillar ireġġa 'lura mis-servizz tal-pressjoni. F'servizz ta 'pressjoni pożittiva, il-pressjoni interna timbotta l-heater PFA 'l barra kontra s-siġill, u ttejjeb il-kuntatt. Taħt vakwu, il-pressjoni atmosferika esterna timbotta l-heater 'l ġewwa, iżda d-differenza tal-pressjoni hija ħafna iżgħar (massimu ta' 1 bar vs . 10 bar possibbli f'servizz ta 'pressjoni). Il-mod ta' falliment kritiku mhuwiex blow-out iżda tnixxija minn kanali mikroskopiċi. Peress li l-vakwu jiġbed l-arja mill-intern tat-tank, kwalunkwe mogħdija ta 'tnixxija minn barra tikkawża tnixxija 'l ġewwa (arja fit-tank), li hija ugwalment inaċċettabbli fi proċessi ta' vakwu li jeħtieġu atmosferi inerti jew purità kimika.
Għal konnessjonijiet PFA bil-kamin (NPT jew BSP), is-siġillar jiddependi fuq interferenza tal-ħajt. PFA huwa viscoelastic u se creep taħt tagħbija sostnuta. Fil-vakwu, in-nuqqas ta 'pressjoni interna biex jippressaw il-ħjut kontra l-wiċċ tat-tgħammir jikkawża li l-ħjut jirrilassaw l-interferenza tajbin tagħhom. Wara 24-72 siegħa taħt vakwu, konnessjoni PFA bil-kamin tipikament tiżviluppa rata ta 'tnixxija ta' 10⁻² sa 10⁻¹ mbar·L/s-inaċċettabbli għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-vakwu. Is-siġillant tal-ħajt (tejp PTFE jew pejst) jipprovdi titjib temporanju iżda tejps jitkaxkru taħt vakwu, u l-pejst joħroġ il-gass minn komposti volatili li jikkontaminaw il-kamra tal-vakwu.
Fittings ta 'kompressjoni (tip ta' ferrule, simili għal Swagelok iżda b'ferrules PFA) jissiġillaw billi jikkompressaw ferrule polimeriku kontra t-tubu PFA u l-korp ta 'twaħħil. Taħt vakwu, is-siġill inizjali jista 'jżomm. Madankollu, PFA creeps taħt il-kompressjoni sostnuta tal-ferrule. Wara 500-2,000 siegħa taħt vakwu, il-ferrule titlef 20-40% tal-forza kompressiva tagħha. Ir-rata tat-tnixxija li tirriżulta togħla minn<10⁻⁵ mbar·L/s (acceptable for high vacuum) to 10⁻³–10⁻² mbar·L/s (unacceptable). Re-tightening the compression nut can restore the seal, but each re-tightening reduces the remaining PFA wall thickness under the ferrule, limiting the number of cycles.
Tqabbil tal-Metodu tal-Issiġillar Taħt Vakwu
| Metodu tas-siġillar | Vakwu Massimu li jista' jintlaħaq (pressjoni assoluta) | Rata ta' Tnixxija Inizjali (mbar·L/s) | Rata ta 'tnixxija Wara 1,000 siegħa f'0.01 bar | Creep-Ħsara Relatata? | Rata ta' Tneħħija tal-Gass (ilma, organiċi) | L-Aħjar Applikazzjoni |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NPT bil-kamin (PFA għal metall) | 0.5 bar (vakwu fqir) | 10⁻¹–10⁰ | 10⁰–10¹ (jiggrava) | Iva, il-ħjut jirrilassaw fi żmien jiem | Għoli (outgass tas-siġillant tal-ħajt) | Mhux rakkomandat għall-vakwu |
| Kamin b'tejp PTFE | 0.2 bar | 10⁻²–10⁻¹ | 10⁻¹–10⁰ | Iva, creeps tejp | Għoli ħafna (ħruġ ta' tejp) | Temporanju biss |
| Fitting tal-kompressjoni (ferrule wieħed, PFA) | 0.05 bar | 10⁻⁴–10⁻³ | 10⁻³–10⁻² (wara 1,000 siegħa) | Iva, ferrule creeps | Moderat (outgass tal-polimer tal-ferrule) | Vakwu baxx, vakwu intermittenti |
| Fitting tal-kompressjoni (ferrule tal-metall fuq PFA) | 0.01 bar | 10⁻⁵–10⁻⁴ | 10⁻⁴–10⁻³ (wara 1,000 siegħa) | Iva, PFA taħt ferrule creeps | Baxxa (ferrule tal-metall, ħruġ minimu ta' gass) | Vakwu medju; spezzjona kull sena |
| Flanġ b'gasket elastomeriku (FKM) | 10⁻⁵ bar (vakwu għoli) | <10⁻⁶ | <10⁻⁶ | Le, is-siegla żżomm il-kompressjoni | Baxxa (rata ta' ħruġ ta' gass FKM 10⁻⁷–10⁻⁶ mbar·L/s·cm²) | Vakwu għoli, proċessi nodfa |
| Flanġ b'gasket elastomeriku (FFKM, perfluworoelastomer) | 10⁻⁷ bar (vakwu ultra-għoli) | <10⁻⁸ | <10⁻⁸ | Le, FFKM stabbli | Baxxa ħafna (ħruġ ta' gass FFKM minimu wara l-ħofra-out) | Ultra-vakwu għoli, kimiċi aggressivi |
| Flanġ b'siegla tal-metall (ram jew aluminju) | 10⁻⁹ bar | <10⁻¹⁰ | <10⁻¹⁰ | Le, il-metall ma jimxix | Xejn (ħruġ tal-gass tal-metall negliġibbli wara l-ħofra) | Vakwu estrem (fran tal-vakwu, riċerka) |
| O-kanal taċ-ċirku fil-flanġ PFA (siġill integrali) | 10⁻³ bar | 10⁻⁵–10⁻⁴ | 10⁻⁴–10⁻³ | Iva, il-PFA jitkaxkar taħt O-ring | Baxx | Vakwu baxx, sensittiv għall-ispiża- |
Disinn ta 'Konnessjoni flanged għal Servizz ta' Vakwu
Għal applikazzjonijiet tal-vakwu sa 0.01 bar (10 mbar assolut), konnessjoni flanġjata b'siegla FKM maqbuda hija rakkomandata. Il-ħanek jikkompressa s-siegla bejn flanġ tal-backup tal-metall u l-ħajt tat-tank. Il-heater PFA għandu flanġ integrali (molded jew iwweldjat). Il-karatteristiċi ewlenin tad-disinn għall-integrità tal-vakwu: (1) is-siegla għandha tinqabad kompletament f'kanal biex tevita l-estrużjoni; (2) il-forza tal-kompressjoni għandha tiġi applikata b'boltijiet u woxers tal-metall, mhux permezz tal-PFA biss; (3) il-flanġ PFA għandu jkollu daħħal tal-metall jew ċirku ta 'backup biex iqassam it-tagħbija tal-bolt mingħajr creeping. Għal vakwu taħt 0.01 bar (vakwu għoli, 10⁻⁵ mbar jew inqas), hija meħtieġa siegla FFKM (Kalrez jew Chemraz) minħabba ħruġ ta 'gass aktar baxx. Il-boltijiet tal-flanġ għandhom jiġu torkjati għal valur speċifikat (tipikament 5–10 N·m għal boltijiet M8) u jer-torkjati wara 24 siegħa biex jikkumpensaw għat-tkessiq inizjali tal-PFA. Wara re-torquing, is-siġill tal-flanġ jibqa' stabbli għal snin taħt vakwu kontinwu.
Għal applikazzjonijiet ta 'vakwu estremi (10⁻⁶ mbar u inqas), siegla tal-metall (ram jew aluminju) ikkompressata bejn heater flanġ PFA-u port tat-tank tal-metall huwa l-uniku metodu affidabbli. Madankollu, is-siegla tal-metall teħtieġ torque għoli tal-bolt (20–30 N·m) li jista 'jagħmel ħsara lill-flanġ PFA. F'każijiet bħal dawn, il-heater għandu jkollu flanġ tal-metall kompletament inkapsulat (PFA overmolded fuq ċirku tal-istainless steel) sabiex is-siġill tal-metall-għall--metall ma juża l-ebda kompressjoni PFA.
Verifika fuq il-Qasam għal Installazzjonijiet Eżistenti tal-Vakwu
Għal heater eżistenti installat taħt vakwu li juri sinjali ta 'tnixxija (pressjoni li qed tiżdied fil-kamra tal-vakwu, kontaminazzjoni mill-fwar tal-banju), wettaq test ta' tnixxija tal-elju. Qabbad detector tat-tnixxija tal-elju mal-linja tal-vakwu tat-tank u sprejja l-elju madwar is-siġill tal-heater. Rata ta 'tnixxija li taqbeż 10⁻⁵ mbar·L/s teħtieġ issiġillar mill-ġdid. Għall-fittings tal-kompressjoni, l-ewwel tentattiv għandu jkun it-torque mill-ġdid tal-ġewż (żid it-torque b'20% fuq il-valur inizjali). Jekk it-tnixxija tippersisti, ibdel il-ferrule. Għal konnessjonijiet flanġi b'gaskits elastomeriċi, it-torquing mill-ġdid tal-boltijiet għall-ispeċifikazzjoni oriġinali ħafna drabi jerġa' jġib l-integrità tas-siġill. Jekk it-tnixxija tkompli wara -torquing mill-ġdid, ibdel is-siegla. Il-konnessjonijiet bil-flanġ jistgħu jibqgħu ħajjin minn 5–10 sostituzzjonijiet ta' gaskets matul il-ħajja tal-heater. Konnessjonijiet bil-kamin taħt vakwu li jkunu nixxew ma jistgħux jissewwew b'mod affidabbli; l-assemblaġġ kollu tal-penetrazzjoni għandu jiġi sostitwit b'disinn flanġ.
Konklużjoni: Flanġ mal-gasket maqbuda L-aħjar għall-vakwu
Għall-preservazzjoni tal-integrità tal-heater PFA taħt vakwu, il-konnessjoni flanged b'siegla elastomerika maqbuda (FKM għal vakwu moderat, FFKM għal vakwu għoli) hija superjuri għal fittings bil-kamin jew tal-kompressjoni. Konnessjonijiet PFA bil-kamin jitkaxkru taħt vakwu u jnixxu fi żmien sigħat għal jiem. Fittings tal-kompressjoni jżommu vakwu moderat (sa 0.05 bar) inizjalment iżda jitkaxkru fuq mijiet ta 'sigħat, u jeħtieġu ssikkar mill-ġdid perjodiku u eventwalment sostituzzjoni. Konnessjonijiet tal-flanġ b'qbid xieraq tal-gasket u ċrieki tal-backup tal-metall iżommu rati ta 'tnixxija taħt 10⁻⁶ mbar·L/s għal snin taħt vakwu kontinwu sa 10⁻⁵ bar. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters PFA għal servizz bil-vakwu għandhom jordnaw konnessjonijiet flanged bi speċifikazzjonijiet tat-torque u proċeduri ta' re-torque. Għal kwalunkwe vakwu taħt 0.1 bar assolut, konnessjonijiet PFA bil-kamin għandhom ikunu pprojbiti mill-ispeċifikazzjoni. L-ispiża addizzjonali ta 'konnessjoni flanged (tipikament 20-40% aktar minn kamin) tiġi rkuprata permezz ta' integrità tal-vakwu affidabbli u l-eliminazzjoni ta 'waqfien mhux ippjanat għall-manutenzjoni tas-siġill. Meta l-livell tal-vakwu jeħtieġ pressjonijiet taħt 0.01 bar, gaskits FFKM u ċrieki ta 'backup tal-metall mhumiex fakultattivi-huma obbligatorji biex jinkiseb u jinżamm il-ħin meħtieġ ta' żamma tal-vakwu.
