33-99No. Mufu E Rd. Gulou District, Nanjing, Kina [email protected] | [email protected]

KONTAKT OS

Bibliotek

Forside /  Bibliotek

Hvordan vælger man O-ringe til vakuumtætning

Jul.30.2026

96fcb14762c424d3257fdd69bc15671.png

Vakuumforsegling O-ringer kan ikke vælges udelukkende ud fra »materiale + dimension + hårdhed«. Under vakuumdriftsforhold er tæthedsfejl ofte ikke blot simpel lækkage, men en gasbelastning, der dannes i fællesskab af reel lækkage, gummipermeation, materialeudgasning, overfladekontamination, smøremiddelvolatilisering og afløb af sporet struktur. For kunder inden for højt vakuum, ultra-højt vakuum, halvledere, galvanik, spektroskopi og optiske kaviteter bør responsstrategien opgraderes fra »kan den holde tryk?« til »kan den samlede gasbelastning og kontaminationsrisiko kontrolleres?«

1. Kerneproblemet ved vakuum-O-ringe: Ikke tryk, men gasbelastning

Almindelige hydrauliske og pneumatiske tætninger fokuserer primært på trykforskel, slidstyrke og kompatibilitet med medier; vakuumtætninger skal derimod fokusere mere på:

Først, reel utledning. Flange, rille, ridser, bearbejdningsmærker og fastholdte partikler danner en mikrokanal mod ydersiden af tætningsringen. Gas udleder lettere gennem denne lille åbning end væske, så vakuumtætninger skal lægge særlig vægt på kvaliteten af tætningsfladen. PARKER vakuumtætningsmaterialet angiver tydeligt, at gas eller mikrospalter er særligt følsomme over for overfladehårdhed i vakuumtætningsrillen, og anbefaler, at tætningskontaktfladen har en ruhed på 16 RMS, mens man undgår lodrette bearbejdningslinjer, der krydser tætningslinjen.

For det andet: permeation. Selv uden mekaniske fejl kan gas stadig danne en betydelig gasbelastning, når den diffunderer gennem en elastisk struktur til vakuumets lavtryksside. Kurt J. Leskers tekniske instruktioner angiver, at elastomeres permeabilitet tillader, at gas diffunderer og udvider sig ved lavt tryk; permeationshastigheden varierer med temperatur, tryk, gastype og elastomertype. Pfeiffer angiver også, at elastomerringe til tætning pr. definition har en noget højere permeation, og selv når systemet ikke har nogen tydelig utæthed, kan elastiske tætninger i sig selv stadig påvirke vakuumets grænsetryk.

Tredje: udgassing og flygtige stoffer. Stoffer med lav molekylvægt, blødgøringsmidler, ufuldstændigt hærdede rester og adsorberet fugt i O-ringe vil desorberes efter ekstraktion i høj vakuum. NASAs materialeudgassingsdatabase bruger ASTM E595-metoden til at vurdere det samlede materialtab i et rigtigt vakuummiljø (TML) og den genkondenserbare andel af flygtige stoffer (CVCM). De almindelige retningslinjer er TML ≤ 1 % og CVCM ≤ 0,1 %, men denne reaktion er en generel industrielt renhedsmålestok – ikke en streng overholdelseskrav for alle industrielle vakuumscenarier.

Fjerde: forurening. Halvledere, galvanik, spektroskopi og optiske spejle er mest bekymrede for ikke "lækage af lidt gas", men for aflejring af flygtige stoffer på waferplader, målflader, optiske linser, kontaktflader og analysekamre. Parker angiver, at nogle typer elastomerolie eller deres bestanddele kan migrere under vakuum og danne tynde film på naboflader, hvilket fører til tab af følsom overfladekvalitet.

2. Definer først vakuumklassen og acceptkriterierne

Før udvælgelsen skal der først indhentes tre indikatorer fra kunden:

Hvor stor er den ønskede arbejdstryk og grænsetryk?

Lavt vakuum og groft vakuumudstyr kan tåle en relativt større gasbelastning; højt vakuumudstyr ud over højvakuumssystemer vil være følsomt over for denne permeationsgrænse. Pfeiffers eksempel viser: ved DN 500 ISO-K-flange kan permeationsgasbelastningen fra en FKM-tætningsring under vakuumluft og 60 % luftfugtighed blive den trykbegrænsende flaskehals, og det fremhæves, at permeationsgasbelastningen fra FKM-elastiske tætninger kan nå en værdi på omkring 4×10⁻⁷ Pa·m³/s.

Hvor stor er den tilladte lækkagerate?

Detektion af vakuumlækager bruger typisk mbar·L/s eller SI-enhed Pa·m³/s. Pfeiffers vejledning til lækagerate angiver også, at den almindelige enhed ved heliumdetektion er mbar·L/s eller Pa·m³/s til udtryk for lækageraten. Leybolds data om lækagedetektion viser, at tolerancen for lækager i forskellige vakuumklasser adskiller sig betydeligt; ved lavt vakuum kan man acceptere fuldstændig manglende tæthed; et eksempel herpå er: <10⁻⁷ mbar·L/s kan betegnes som "gas-tæt", mens <10⁻¹⁰ mbar·L/s er tættere på udtrykket "absolut tæt".

Er det en trykstigningstest eller en heliummasse-spektrometer-lækagedetektion?

Trykstigningstest kan estimere den samlede gasbelastning gennem trykstigningen pr. tidsenhed i beholderen; hvis kurven for trykstigning tenderer mod divergens, er der sandsynligvis tale om en reel utæthed; hvis kurven nærmer sig en ret linje, men konvergerer mere blidt, er der sandsynligvis tale om gasbelastning. Leybolds sammenligning af forskellene mellem trykstigningstest og permeations/udgassningskurver blev også eksplicit angivet og påpegede, at gasbelastning under 10⁻⁶ mbar·L/s normalt kræver heliumutæthedsdetektorer til præcis detektion.

3. Sådan vælges materiale: Det er ikke nok blot at se på «FKM/Viton»

3.1 FKM: Standardvalget til de fleste højt vakuumudstyr

FKM-fluor-gummi er et af de mest almindelige vakuum O-ring materialer, anvendelige til de fleste høj-vakuumudstyr, instrumenter, belægningsudstyr, vakuum-pumpegrænseflader, observationsvinduer, KF/ISO-flangestatiske tætninger osv. Kurt J. Lesker pointerer, at FKM er en af de mest udbredte vakuumtætningselastomere med god temperaturbestandighed ved høje temperaturer, ozonbestandighed, iltbestandighed og kompatibilitet med mange olie- og opløsningsmidler samt relativt lav gaspermeabilitet, men dets ydeevne ved lave temperaturer er generelt svagere.

Ved valg af FKM skal der lægges vægt på "vakuumkvalitets-FKM" eller "lavudgasnings-FKM", ikke almindelig industri-FKM. Almindelig FKM kan, hvis eftervulkaniseringen er utilstrækkelig, har en overflade med formfrigøringsmiddel eller indeholder flygtige stoffer eller forurening fra emballage, stadig forårsage højere udgasning i vakuum-systemer.

Anvendelsesscenarier: høj-vakuumkammer, belægningsudstyr, laboratorieinstrumenter, vakuum-pumpegrænseflader, almindelige halvleder-assisterende kamre.

Risikopunkter: stærk ion, stærk korrosionsproces, højtemperaturbaking, udstyr til optisk spektrum med høj renhed – kræver yderligere verifikation eller opgradering.

3.2 FFKM: Halvleder, korrosiv gas, højtemperaturproces – prioriteret overvejelse

FFKM-perfluoroelastomer er velegnet til højtemperatur-, stærkt korrosive, plasma-, halvlederætsnings-/aflejnings- og andre krævende processer. Kurt J. Leskers forklaring på Kalrez 4079 angiver, at det anvendes i mange tørre og våde halvlederprocesmiljøer, har fremragende kemisk modstandsdygtighed og termisk stabilitet samt udviser relativt lavere tab i reaktive plasmaer.

Anvendelsesscenarier: halvlederætsning, CVD/PVD, ALD, korrosive procesgasser, hyppige højtemperaturbakingcyklusser.

Risikopunkter: høj pris; forskelle mellem forskellige FFKM-formuleringer er store – der skal tydeligt specificeres krav til ækvivalent metalionindhold, lavt metalindhold, lav partikeludledning og lav udgassing samt andre kvalitetsgrader.

3.3 EPDM: Vanddamp, ozon, damp, nogle radioaktive scenarier kan overvejes

EPDM er egnet til brug med vand, damp, ozon og visse radiologiske miljøer. Parker anbefaler EPDM som vakuumtætningsmateriale ved brug i varmt vand, damp eller i tilstedeværelse af stråling. Kurt J. Lesker fremhæver også, at EPDM har god modstandsdygtighed mod vand, damp, ozon, vejrældning samt mod mineralolie, brændstof og kulbrintefluider, men er ikke oliebestandig.

Anvendelsesscenarier: relativt mange tilfælde med vanddamp, ozon, damprensning, delvist radiologisk miljø.

Risikopunkter: ikke anvendelig ved kontakt med vakuum-pumpeolie, kulbrintholdige opløsningsmidler eller olieskyl.

3.4 NBR: Lav omkostning, men ikke egnet til høj renhed eller krævende anvendelser

NBR-nitrilgummi er almindeligt i lavpris vakuumforsegling og anvendes til almindeligt vakuum, lavt vakuum, dørpakninger til almindelige udstyr samt ikke-renlige miljøer. Det er dog ikke det foretrukne materiale til højt vakuum/ekstremt højt vakuum. Kurt J. Lesker pointerer, at NBR er et af de relativt billige standardmaterialer til vakuumanvendelse, men dens vanddampgennemtrængelighed er ca. 20 gange så høj som FKM’s, og materialet bør ikke bruges ved iltoptagelse eller iltoxygen-plasma-processer.

Anvendelsesscenarier: groft vakuum, lavt vakuum, almindelige maskinudstyr, omkostningssensitive udstyr.

Risikopunkter: vanddamp, ozon, iltoxygenioner, høj renhed, krav til højt vakuum grænsetryk.

3.5 Silikongummi VMQ: God blødhed ved lave temperaturer, men vakuumgennemtrængelighed og udgassing kræver opmærksomhed

Silikonegum, der er modstandsdygtig over for lav temperatur, blød og egnet til visse tætningsopgaver ved lav temperatur eller anvendelser, hvor risikoen for forurening ikke er kritisk; men i højt vakuum-systemer kræves der forsigtighed. Kurt J. Lesker påpeger, at silikonegums gennemtrængelighed for vanddamp er ca. 200 gange større end for FKM, og at silikonegum kan udvise en aftagende elasticitet, udfældning af stivhed samt klæbereaktioner efter længere tids eksponering for høj temperatur.

Anvendelsesscenarier: lav temperatur, højt krav til blødhed, vakuumklasse ikke på topniveau, risiko for forurening acceptabel.

Risikopunkter: gennemtrængelighed for vanddamp, flygtige stoffer, forurening af halvledere/optik, kompression ved høj temperatur over længere tid.

3.6 Butylgummi (IIR): Lav gennemtrængelighed for gas – fordel, men anvendelsesområdet er mere begrænset

Butylgummis gennemtrængelighed for gas er lav, hvilket gør det til et værdifuldt materiale ved traditionel vakuumtætning. Parker Material forklarer, at butylgummis karakteristiske langtidsegnethed til vakuumtætning primært skyldes dets fremragende modstand mod gasgennemtrængning samt lav udgassing, lav masseforringelse og god fugtmodstand. Men butylgummis kompatibilitet med høj temperatur, kemiske medier, stråling og procesforhold er ikke så bred som FKM/FFKM, og der kræves derfor tilsvarende anvendelsesverifikation.

Anvendelsesscenarier: statisk vakuum, lav gennemtrængelighed for gas prioriteret, temperatur- og kemimiljø moderat.

Risikopunkter: høj temperatur, syre, stærke oxiderende stoffer, ozon og særlige procesforhold.

3.7 Hvornår bør man ikke bruge gummiringe?

Hvis kunden kræver ultra-høj vakuum, langvarig højtemperaturbaking, ekstrem renhed, stærk stråling, ekstrem permeation eller meget lav grænsetryk, bør metalforseglinger overvejes, f.eks. CF-kobberpakninger, indiumtråd, elastomerer, metal C-ringe, metal O-ringe osv. Pfeiffer angiver eksplicit, at under højvakuum-, lang levetid-, høj strålingsbelastning- eller krav til ekstrem permeationshastighed skal metalforseglingselementer bruges i stedet for elastomere.

4. Sådan fastlægges kompressionsforholdet: Vakuumforsegling kræver normalt mere kompression end almindelig statisk forsegling

Kompressionsmængden for vakuum-O-ringe påvirker direkte utæthedsraten. Parkers vejledning til vakuum-O-ringtests viser, at ved flade-forsegling kan en øget kompressionsmængde tydeligt reducere utætheden; mekanismen er en forlængelse af gaspassagevejen, en reduktion af gasindtrædelsesfladens areal og en bedre udfyldning af mikrodefekter på metaloverfladen af gummiet.

Men kompressionsforhold er ikke altid bedre, jo større det er. For stor kompression kan føre til overkompression af O-ring, for høj fyldegrad i rillen, utilstrækkelig plads til termisk udvidelse og hurtigere permanent deformation under kompression, hvilket senere kan medføre omvendt lækkage; Parker påpeger også, at ekstrem kompression kan få trykket til at forårsage overkompression; hvis en lav rille bruges til at øge kompressionsforholdet, skal rillen have tilstrækkelig plads til at rumme O-ringens volumen.

I praksis kan dette forstås som:

Arbejdstilstand

Anbefalet idé for kompressionsforhold

Almindelig statisk vakuumtætningsflade

De fleste konstruktioner ligger inden for intervallet 20 %–30 %

Højvakuumtætningsflade

Kan tænde mod højere kompression, men fyldegraden i rillen og den termiske udvidelse skal kontrolleres

Radial vakuumtætning

Er sværere at kontrollere for lækkage end endeflade-tætning og kræver særlig opmærksomhed på smøring samt overflade- og koaksialitetskrav

Dynamisk vakuumtætning

Anbefales ikke at bruge statiske riller alene; der skal bruges tokanalspumpe eller en dedikeret tætningsstruktur, når det er nødvendigt

I Parkers tabel over vakuum-endeflade-rilldesign dækker forskellige tværsnitskompressionsgrader for O-ring generelt intervallet 19 %–32 %; specifikke dimensioner skal beregnes ud fra tværsnittet, rillens dybde, rillens bredde samt indvendig/udvendig vakuumorientering og monteringsform.

2832c296ebf1146083f4488ff4872fe.png

5. Overfladeruhed: Et punkt, der giver større anledning til bekymring end kunderne forestiller sig

Det, som vakuumtætning frygter mest, er ridser og værktøjsmærker på tværs af tætningslinjen. Selv hvis O-ring-materialet er korrekt, kan riller i flangeoverfladen, ridser eller partikelspor også danne "usynlig lækkage".

Parker anbefaler, at vakuumtætningsflangens overflade behandles med en cirkulær drejningstekstur, og at man undgår bearbejdningsspor, der står vinkelret på O-ringens tætningslinje. Kurt J. Lesker understreger også, at beskadigelse af metal- eller glasoverfladen tværs gennem O-ringens kontaktområde – fra værktøjskradser til den ydre side, der fører til vakuum-siden – kan forårsage utætheder.

Praktiske anbefalinger:

Tætningskontaktfladen skal tydeligt angive ruhedsværdien; det er ikke tilstrækkeligt blot at skrive »maskinfineret«. For højt-vakuum endeflade-tætning kan man anvende 16 RMS-kvalitet; hvis tegningen bruger Ra, skal omregningsmetoden og acceptkriterierne godkendes af kunden – RMS og Ra må ikke mekanisk antages at være identiske. Rillebunden, rillesiderne og flangekombinationsfladen skal alle inspiceres for spande, skærestriber, korrosionspitter og grovkornede indtryk.

6. Strukturelle valgmuligheder: Endeflade-statisk tætning versus radial statisk tætning

Vakuumstatisk tætning bør foretrækkes at bruge endetætning (face seal) først. Endetætning er nemmere at opnå stabil kompression med og er også lettere at bruge til heliumdetektion og rengøring. Parker anbefaler, at statisk vakuumtætning foretrækkes at bruge endefurter eller face seal sammen med passende vakuumklasse og højere kompressionsmængde; hvis radialtætning eller stitætning skal anvendes, kan de ikke levere lige så god ydelse.

Svansfuglefurter er velegnede til døre, lodret tætning og ved vedligeholdelsestider, der skal forkortes; karakteristisk er lille fodaftryksareal, men de er ikke venlige over for varmeudvidelse og materialeopløsningsbestandighed. Parker angiver også, at svansfuglefurter anvendes mindre hyppigt uden for mikroelektronikindustrien, fordi deres formegenskaber begrænser den tilladte tomme volumen, temperaturområdet, tolerancerne og kvaliteten af den opløselige tilstand.

Dobbelt-O-ringe er ikke naturligt bedre, som Kurt J. Lesker tydeligt angiver: Hvis der ikke er differentialpumpning mellem to O-ringe, er dobbelt-O-ringe ikke nødvendigvis bedre end enkelt-O-ringe. For højt vakuum dørventiler, load locks og halvleder gateventiler kan man anvende en pumpestruktur med "dobbelt-O-ring + mellemrumspumpespor", men dette hører til systemdesignet og er ikke blot en simpel tilføjelse af én ekstra O-ring.

7. Udgaasning og lav flygtighed: Man skal se på det samlede sammensætningssystem, efterbehandling og parti.

"Lav udgaasning" er ikke et bestemt gummis navn, der naturligt opretholdes, men bestemmes fælles af sammensætningssystemet + formuleringen + vulkanisationssystemet + efterkulning + rengøring + emballage + parti-kontrol.

NASA's udgassningsdata forklarer, at ASTM E595 anvendes til måling af TML og CVCM i vakuummiljøer og kan bruges til verificering af materialers lave udgassningsydelse. Parker Chemomerics' data for materialer med lav NASA-udgassning forklarer også, at ASTM E595 måler TML og CVCM, og at NASA-typiske retningsværdier er TML ≤ 1 % og CVCM ≤ 0,1 %.

Skal kræve leverandøren til indkøb:

Vare

Hvorfor det er vigtigt

Materialegrad / sammensætningskode

Må ikke blot angive FKM, FFKM eller EPDM

Hårdhed Shore A

Påvirker kompressionspåvirkning, monteringskraft og tætningsgenopretning

Eftervulkaniseringsbetingelser

Reducerer resterende lavmolekylære forbindelser og udgassning

Vakuumstævningsregistrering

Hjælper med at reducere initial udgassning, men kan ændre dimensioner samt ydeevne ved lave temperaturer

ASTM E595 eller tilsvarende udgassningsdata

Bruges til at vurdere TML/CVCM og mulig risiko for kondensdannelse

Sporbarhed på batch

Kunder inden for halvledere, instrumenter, luft- og rumfart samt medicinsk udstyr kræver normalt

Ren emballage

Forhindre partikelkontaminering, håndkontakt, oliekontaminering og kontaminering med silikoneolie

Parker påpeger også, at vakuumstæning kan hjælpe med at fjerne resterende flygtige stoffer, men kan forårsage ringens krympning samt ændringer i elasticitet og lavtemperaturpræstation. Derfor kan man ikke simpelthen betragte "én stæning" som en risikofri proces; det er nødvendigt at bekræfte ændringer i dimensioner, hårdhed samt permanent kompressionsdeformation.

8. Renhed: Den "usynlige metrik" for vakuumtætning

I vakuum-systemer kan håndsølje, støv, fiber, formfrigøringsmidler, olieforurening og rester af rengøringsmidler alle blive kilde til gasbelastning eller utætheder. Kurt J. Leskers anbefalinger til rengøring i højt vakuum påpeger, at forurening af vakuumkomponenter kan skyldes kølevæske fra maskinbearbejdning, menneskelig berøring og forkert opbevaring, vandopløselig forurening, sæbevæske, fugt og rester af alkohol samt endeligt kræver brug af termisk tørring og korrekt emballage.

Praktiske driftsanbefalinger:

Rør ikke direkte ved O-ringe og tætningsflader før montering. Brug ulåsehandsker, ikke-vævede tekstiler, rene opløsningsmidler eller dedikerede fastgørelsesmidler. O-ringens overflade må ikke indeholde talkumpulver, fiber, metalspåner, skærevæske, almindelig smøremiddel eller transportolie. Halvleder- og optikkunder kræver normalt rengøring i renrum, emballage i dobbelt rene poser, batch-mærkning og en udpakningsfrist.

9. Sådan vælges vakuumsmøremiddel: Nyttigt, men ikke som udgangspunkt nødvendigt

Vakuumfettets funktion er at udfylde mikroujænkhederne på metaloverfladen, reducere mikrokanal-lækage og understøtte montering. Parkers eksperimenter viser, at højvakuumfett kan betydeligt reducere permeationen gennem komprimerede O-ringe; men ved for stor kompressionsgrad bliver fordelene ved fettet ustabile. Pfeiffer påpeger også, at en lille mængde smørefedt kan forbedre udfyldningen af overfladens mikrodefekter og mindske lækage, mens for meget smørefedt kan sprede forurening, optage plads til termisk udvidelse og muligvis trænge ind på vakuum-siden og danne aflejringer eller genudgasse.

Udvælgelsesstrategi:

Scenario

Vakuumfett-strategi

Groft vakuum, lavt vakuum, udstyr med hyppig vedligeholdelse

Kan bruge en lille mængde passende vakuumfett

Højvakuum almindelige instrumenter

Kan bruge en mikrotynd mængde, men skal bekræfte udgassnings-, temperatur- og forureningsrisici

Halvleder-, optisk-, medicinsk- og renrumsanvendelse

Undgå brug så vidt muligt; hvis brug er nødvendig, kræves kundens godkendelse samt validering af udgassning

Højtemperatur-bake-system

Forsigtig brug – de fleste smørefedter brænder af ved høj temperatur eller migrerer til en tynd film

Kraftig oxidation/korrosionsproces

Overvej PFPE-klassens inaktivitet, men procesvalidering er stadig påkrævet

Pfeiffers konklusion er meget direkte: Om fedt skal bruges, afhænger af, hvor ren systemet skal være; i miljøer med høj renhed kan smøring overhovedet ikke være acceptabel; hvis det anvendes, bør belægningslaget være ekstremt tyndt – næsten uopdageligt ved berøring. Apiezon’s data viser, at vakuumfedt findes i hydrokarbon-, silikonefri-, højt vakuum-, ultra-højt vakuum- og PFPE-systemer samt andre systemer, der er anvendelige i forskellige højtemperatur- og stærkt oxidations-/korrosionsmiljøer, men kræver procesvalidering.

Brug ikke almindeligt gult fedt, almindelige smørstoffer eller mekaniske smørstoffer som erstatning for vakuumfedt; selv mærkning som "højt vakuum-fedt" betyder ikke nødvendigvis, at det er egnet til halvleder- eller optiske processer, der er følsomme over for forurening.

10. Sådan udføres heliumlækhedstestning: Det er afgørende at skelne mellem reelle lækkager, permeation og udgassing

En almindelig misforståelseszone ved vakuum-O-ring-heliumlækhedstestning: at antage, at en O-ring er beskadiget, blot fordi der registreres et heliumsignal. Den faktiske årsag kan være ridser i tætningen, partikler i tætningen, tomhed i rillen, materialepermeation, udgassing eller kontaminering med smøremiddel.

Anbefalet fremgangsmåde:

Udfør først rengøring og bekræftelse af montering. Tjek rillen, flangeoverfladen, O-ringens overflade, ensartethed af skruens forspænding, rillens dybde og kompressionsgrad.

Udfør derefter trykstigningstest. Observer, om kurven stiger lineært eller gradvist flader ud; hvis trykstigningstrenden er tættere på en ret linje, tyder det mere på et læk, mens en gradvis tilnærmelse til stabilitet tyder mere på materieludgassing.

Udfør endeligt heliummasse-spektrometer-lækagedetektering. Ved høj vakuum og ultra-høj vakuum bruges typisk ydre heliumsprøjtning, mens vakuumresponsen observeres. Leybold påpeger, at heliumdetektering kan præcist lokalisere og kvantitativt måle små lækager, og lækager under 10⁻⁶ mbar·L/s kræver normalt heliumlækagedetekteringsudstyr.

Optegnelser af målt lækagerate skal tydeligt angive testmetoden: sprøjtemetode, absorptionsmetode, omgivelsesmetode, testtrykforskel, heliumkoncentration, respons tid, baggrundskorrektionsmetode samt trykbevarelsesperiode og fortolkningsgrænseværdi. Ellers har "bestået heliumdetektering" ingen ingeniørmæssig betydning.

11. Anbefalede retninger for forskellige kunder

Kunder inden for vakuumudstyr

Prioriter lavt udgassningsindeks FKM 75A eller vakuumkvalitet FKM, endefladegroov, ca. 20–30 % kompression, overflade 16–32 RMS-kvalitet, afgør om vakuumstæning og heliumdetektion ifølge kundens krav til grænsetryk; vedligeholdelsesfrekvensen skal være streng – hvis overfladen allerede viser let slid, kan der anvendes en ekstremt tynd lag vakuumfett.

Instrumenter, spektroskopi, analyseudstyrskunder

Fokus på kontrol af udgassning, flygtige stoffer og heliumdetektionsbaggrund. Prioritér lavt udgassningsindeks FKM eller FFKM, brug mindre eller ingen smørefedt, kræv ren emballage, batchsporbarhed og nødvendig forudverificeringsdata. I følsomme analysekamre skal fokus ligge på materialets egen baggrundskvalitet – ikke kun på lækkageraten.

Halvlederskunder

Prioriteret valg af FFKM, korrosionsbestandig FKM med modstand mod ioner, lavt indhold af metalioner, lavt indhold af partikler og lav udgassning – formuleringsoptimering. Det skal præciseres, hvilken procesgas, hvilken plasmatype, hvilken temperaturcyklus, hvilken rengøringsvæske og hvilken kavitetss placering der anvendes. I de fleste tilfælde anbefales brug af vakuumfett ikke vilkårligt. Der kræves batchsporbarhed, ren emballage, certifikat for analyse (COA) samt tilstrækkelig tid til levering af data om total masseloss (TML)/kollektiv vægttab ved kondensation (CVCM), ionanalyse, partikelanalyse og procesverifikation.

Kunder inden for galvanisk udstyr

Hvis det drejer sig om almindelig PVD eller fordampning samt vakuumdørtætninger, er FKM egnet; hvis der forekommer høj temperatur, aktive gasser eller risiko for belægningskontamination, bør man opgradere til FFKM eller en dedikeret formulering med lav kontaminationsrisiko. Ved dørtætninger kan man også overveje dobbelt O-ring plus mellemrum med pumpegroove i stedet for blot at tilføje én ekstra O-ring.

Kunder inden for optik, luft- og rumfart samt ultra-højt vakuum

Hvis der er følsomme optiske overflader, ultra-høj vakuum, langvarig bagning eller ekstremt strenge forureningkrav, kan gummiringe muligvis ikke anvendes; elastomere bør i så fald prioriteres – med krav om lav udgassningsrate, vakuum-bagning, ren emballage, undladelse af unødvendig brug samt komplet systemudgassningstest.

12. Felter, der skal indhentes under indkøb/tilbudsgivning

Når der udstedes valgsark til kunder eller leverandører, skal mindst følgende felter inkluderes:

Felt

Hvad kunden skal fremlægge

Driftsvakuumgrad

Driftstryk, grænsestryk, påkrævet pumpe-tid

Tilladt lækkagerate

mbar·L/s eller Pa·m³/s, enkelt punkt eller samlet lækkagerate

Detektionsmetode

Helium-udvendig spray, absorption, integrationsmetode, trykstigningstest

Brugt materiale

Luft, kvælstof, vanddamp, ilt, ætsende gas, proces

Temperatur

Driftstemperatur, bagetemperatur, temperaturcyklusområde

Renlighed

Almindelig rengøring, oliefri rengøring, rengøring og emballage til halvledere

Om smørefedt er tilladt

Forbudt, specifikt vakuumfedt, PFPE, silikonefrit, belægning med lav fordampningshastighed

Rillestruktur

Endefladerille, radial rille, svanslodsrille, dobbelt O-ring, pumpevejledningsrille

Overflade rudehed

Ra/RMS, bearbejdningsteksturretning, om genverificering er påkrævet

Materialecertifikation

Hårdhed, parti, eftervulkanisering, TML/CVCM, COA

Serviceliv

Engangssegler, hyppig åbning/lukning, langvarig kompression, vedligeholdelsescyklus

13. Endelig valgbedømmelse

Kan hurtigt vurdere efter følgende beslutningssti:

  • Almindelig grov vakuum/lavt vakuum, omkostningssensitivt: NBR eller EPDM kan overvejes, men der skal bekræftes medium og temperatur.
  • Højt vakuum til almindelige anlæg: Lavt udgassende FKM er primært valg.
  • Halvledere, korrosive gasser, højtemperaturplasma: FFKM eller dedikeret ionbestandigt FKM.
  • Vanddamp, damp, ozon: EPDM har fremragende egenskaber.
  • Krav til blødhed ved lav temperatur: Silikonegummi eller EPDM kan overvejes, men permeabilitet og udgassning skal grundigt vurderes.
  • Ekstremt højt vakuum, streng rengøringskrav, langvarig opvarmning (baking), følsomhed over for optisk forurening: Metalforsegling har prioritet; gummiringe anvendes kun som kompromis efter validering.

Opsummeret i én sætning: Ved valg af vakuumforseglingso-ringe er fokus ikke på »hvilken type gummi er holdbar«, men på, om den samlede lækrate, udgassning, permeabilitet, forurening og monteringsflade kan kontrolleres under det ønskede vakuumniveau.