Vakuumzárás O-gyűrűk nem választható ki csupán „anyag + méret + keménység” alapján. Vákuumos működési körülmények között a tömítés meghibásodása gyakran nem egyszerű szivárgás, hanem valódi szivárgás, gumipermeáció, anyagok gázkibocsátása, felületi szennyeződés, kenőanyag elpárologása és hornyozott szerkezet üresedése együttesen okozott gásterhelés. Nagy vákuumra, extrém nagy vákuumra, félvezetők gyártására, bevonatok készítésére, spektroszkópiára és optikai üregalkalmazásokra szakosodott ügyfelek esetében a reakcióstratégia a „képes-e nyomást tartani” kérdésről a „kontrollálható-e a teljes gásterhelés és a szennyeződés kockázata” kérdésre kell, hogy áttérjen.

1. A vákuumos O-gyűrűk fő problémája: nem a nyomás, hanem a gásterhelés

A hagyományos hidraulikus és neumás tömítések elsősorban a nyomáskülönbségre, a kopásállóságra és a közegkompatibilitásra figyelnek; a vákuumos tömítéseknek inkább a következőkre kell figyelniük:

Először is a valódi szivárgás. A perem, a horpadás, a karcolások, a megmunkálási nyomok és a becsípődött részecskék mikrocsatornát alkotnak a tömítőgyűrű külső felé irányulóan. A gáz könnyebben szivárog át ezen a kis résein, mint a folyadék, ezért a vákuumtömítéseknél különösen fontos a tömítőfelület minőségére figyelni. Parker! a vákuumtömítéshez használt anyag egyértelműen jelzi, hogy a gáz vagy a mikro-rés felületi érdessége különösen érzékeny a vákuumtömítési horpadásra, és ajánlja, hogy a tömítő érintkező felület 16 RMS minőségű legyen, miközben el kell kerülni a tömítési vonalra merőleges megmunkálási vonalakat.

Másodszor, átjutás. Akár mechanikai hibák hiányában is keletkezhet jelentős gáztöltés, amikor a gáz diffúzió útján jut át az elasztikus szerkezeten a vákuum alacsony nyomású oldalára. A Kurt J. Lesker műszaki utasításai szerint az elasztomerek átjutási képessége lehetővé teszi a gáz diffúzióját és kiterjedését alacsony nyomáson; az átjutás sebessége függ a hőmérséklettől, a nyomástól, a gáz típusától és az elasztomer típusától; a Pfeiffer szintén megjegyzi, hogy az elasztomer tömítőgyűrűk természetüknél fogva kissé magasabb átjutási értékekkel rendelkeznek, és még akkor is befolyásolhatják a vákuum határnymomást, ha a rendszerben nincs nyilvánvaló szivárgás.

Harmadik: gázkibocsátás és illékony anyagok. Az O-gyűrűkben lévő kis molekulatömegű anyagok, lágyítószerek, meg nem kötött maradékok és adszorbeált nedvesség a nagy vákuumra történő kivonás után deszorbeálódnak. A NASA anyagok gázkibocsátási adatbázisa az ASTM E595 módszert alkalmazza a teljes anyagveszteség (TML) és a újra kondenzálható illékony anyagok (CVCM) értékelésére valódi vákuumkörnyezetben, ahol a gyakori irányadó értékek TML ≤ 1 %, CVCM ≤ 0,1 %, de ez a válasz egy általános ipari tisztítási referenciaérték, nem olyan szigorú megfelelési szabvány, amely minden ipari vákuumhelyzetre vonatkozna.

Negyedik: szennyeződés. A félvezetők, a galvanizálás, a spektroszkópia és az optikai tükrök leginkább nem a „kis mennyiségű gáz szivárgása” miatt aggódnak, hanem az illékony anyagok waferfelületekre, célfelületekre, optikai lencsefelületekre, érintkezési pontokra és analizáló üregekre történő lerakódása miatt. A Parker szerint vákuum alatt egyes gumibázis összetevők olajtípusai vagy azok összetevői migrálhatnak, és vékony filmréteget képezhetnek a közeli felületeken, ami érzékeny felületminőség-vesztést okozhat.

2. Először határozza meg a vákuumfokozatot és az elfogadási mutatókat

A kiválasztás előtt először három mutatót kell megkérdezni az ügyféltől:

Mi a cél üzemi nyomás és a határnyomás?

Az alacsony vákuum, durva vákuum berendezések viszonylag nagyobb gásterhelést bírnak el; a magas vákuum berendezések – a magas vákuum rendszereken túl – érzékenyek lesznek erre a szivárgási határra. A Pfeiffer példája szerint: DN 500 ISO-K flansznál, FKM tömítőgyűrűnél vákuumban, levegőn és 60%-os páratartalom mellett a szivárgó gásterhelés nyomáshatároló szűk keresztmetszetként jelentkezhet, és rámutat arra, hogy az FKM rugalmas tömítés szivárgó gásterhelése elérheti a 4×10⁻⁷ Pa·m³/s nagyságrendű értéket.

Mekkora a megengedett szivárgási ráta?

A vákuum szivárgásának észlelésére általában mbar·L/s vagy az SI egység, a Pa·m³/s használatos. A Pfeiffer szivárgási arányra vonatkozó utasításai szerint a héliumos érzékelésnél a főleg használt egység szintén mbar·L/s vagy Pa·m³/s a szivárgási arány kifejezésére. A Leybold szivárgásérzékelési adatlapjai szerint a különböző vákuumfokozatok szivárgással szembeni toleranciája nagymértékben eltér: az alacsony vákuum teljesen nem tömör rendszert is elfogad; például: <10⁻⁷ mbar·L/s esetén „gáztömör”-nek nevezhető, <10⁻¹⁰ mbar·L/s esetén közelebb áll a „teljesen tömör” kifejezéshez.

Nyomásnövekedéses teszt vagy héliumtömegspektrométeres szivárgásérzékelés?

A nyomásnövekedés vizsgálata a teljes gásterhelés becslésére szolgálhat az edényben mért egységnyi idő alatti nyomásnövekedés alapján; ha a nyomásnövekedési görbe divergáló irányba tart, akkor valószínűbb, hogy tényleges szivárgásról van szó; ha a görbe egy egyeneshez közelít, de enyhe konvergenciát mutat, akkor valószínűbb, hogy gáterhelésről van szó. A Leybold nyomásnövekedés-vizsgálat és a permeáció/kioldódás görbéinek különbségeinek összehasonlítása szintén kifejezetten kimondja ezt, és rámutat arra, hogy 10⁻⁶ mbar·L/s alatti gáterhelés esetén általában héliumos szivárgásvizsgáló eszközökre van szükség a pontos érzékeléshez.

3. Anyag kiválasztása: Nem elég csupán az „FKM/Viton” megnevezésre figyelni

3.1 FKM: Az alapértelmezett választás a legtöbb nagy vákuumos berendezéshez

Az FKM fluor-gumi az egyik leggyakoribb vákuum O-gyűrű anyagok, amelyeket a legtöbb nagy vákuumú berendezésre, eszközökre, bevonóberendezésekre, vákuumszivattyú-csatlakozásokra, megfigyelőablakokra, KF/ISO flansz statikus tömítésekre stb. lehet alkalmazni. A Kurt J. Lesker cég kiemeli, hogy az FKM az egyik leggyakrabban használt vákuumtömítő elasztomer, amely kiváló hőállósággal, ózonnállósággal, oxigénállósággal és több olaj-/oldószer-kompatibilitással rendelkezik, valamint viszonylag alacsony gáztérfogat-áteresztéssel bír, de alacsony hőmérsékleten általában gyengébb teljesítményt nyújt.

Az FKM kiválasztásakor hangsúlyt kell fektetni a „vákuumminőségű FKM”-re vagy a „alacsony gázfejlődésű FKM”-re, nem pedig az általános ipari FKM-re. Az általános ipari FKM akkor is magasabb gázfejlődést okozhat a vákuumrendszerekben, ha a poszt-vulkánizáció hiányos, ha a felületén megmarad a formázószerek, vagy ha illékony anyagokat vagy csomagolási szennyeződéseket tartalmaz.

Alkalmazási területek: nagy vákuumú üreg, bevonóberendezések, laboratóriumi eszközök, vákuumszivattyú-csatlakozások, általános félvezető-kiegészítő üregek.

Kockázati pontok: erős ion, erős korróziós folyamat, magas hőmérsékleten történő sütés, nagyon tisztasági osztályú optikai spektrum-felszerelés, további ellenőrzésre vagy frissítésre van szükség.

3.2 FFKM: félműanyag-ipar, károsító gázok, magas hőmérsékletű folyamatok – elsődleges figyelembe vétel

Az FFKM perfluoroelasztomert magas hőmérsékletre, erős korrózióra, plazmára, félműanyag-etalálásra/lerakódásra és egyéb nehéz környezetben zajló folyamatokra alkalmazzák. A Kurt J. Lesker cég Kalrez 4079-es termékére adott magyarázat szerint ezt a tömítőanyagot számos száraz és nedves félműanyag-folyamatban használják, kiváló kémiai ellenállással, hőállósággal rendelkezik, és viszonylag alacsony veszteséget mutat reaktív plazmában.

Alkalmazási területek: félműanyag-etalálás, CVD/PVD, ALD, károsító folyamatgázok, gyakori magas hőmérsékletű sütési ciklusok.

Kockázati pontok: magas ár; az FFKM különböző összetételei között jelentős különbségek vannak, ezért egyértelműen meg kell határozni az egyenértékű fémion-, alacsony fém-, alacsony részecskeszennyeződésű és alacsony gázkibocsátású minőségi osztályokat.

3.3 EPDM: vízgőz, ózon, gőz, egyes radioaktív körülmények esetén érdemes figyelembe venni

Az EPDM alkalmas vízre, gőzre, ózonra és egyes radiológiai környezetekre. A Parker vákuumtömítő anyagként ajánlja; meleg vízben, gőzben vagy sugárzás jelenlétében érdemes az EPDM anyagot megfontolni. A Kurt J. Lesker szintén kiemeli, hogy az EPDM kiváló ellenállást mutat vízvel, gőzzel, ózonnal, időjárás-öregedéssel szemben, valamint ásványi olajokkal, üzemanyagokkal és szénhidrogén-folyadékokkal szemben, de nem olajálló.

Alkalmazható helyzetek: viszonylag sok vízgőz, ózon, gőztisztítás, részleges radiológiai környezet.

Kockázati pontok: vákuumszivattyú-olajjal, szénhidrogén-oldószerekkel és olajköddel való érintkezés esetén nem alkalmazható.

3.4 NBR: alacsony költségű, de nem megfelelő nagyon tiszta vagy igényes körülményekhez

Az NBR-nitril-gumi gyakran használt alacsony költségű vákuumzárásra, alkalmazható szokványos vákuumra, alacsony vákuumra, általános berendezések ajtózárására, nem tisztasági környezetekben. Azonban nem az elsődleges anyag nagy vákuumra/ultra-nagy vákuumra. A Kurt J. Lesker szerint az NBR a vákuumtechnikában relatíve alacsony költségű szabványos anyagok egyike, de vízgőz-áteresztési sebessége kb. 20-szorosa az FKM-ének, és nem használható oxigén- vagy oxigén-plazma-folyamatokban.

Alkalmazási területek: durva vákuum, alacsony vákuum, általános gépi berendezések, költségérzékeny berendezések.

Kockázati tényezők: vízgőz, ózon, oxigénionok, magas tisztasági igény, nagy vákuumra vonatkozó határnynyomás-követelmények.

3.5 Szilikon-gumi (VMQ): jó alacsony hőmérsékleten való puhaság, de a vákuumáteresztés és a gázkibocsátás tekintetében óvatosan kell eljárni

Alacsony hőmérsékletre ellenálló szilikonkaučuk, puha, alkalmas egyes alacsony hőmérsékletű tömítési vagy szennyezésre kevésbé érzékeny alkalmazásokhoz, de nagy vákuumrendszerben óvatosan kell vele bánni. A Kurt J. Lesker szerint a szilikonkaučuk vízgőz-áteresztési sebessége körülbelül 200-szorosa az FKM-ének, és hosszú távú magas hőmérsékleten rugalmassága csökkenhet, megkeményedhet, ragadósodhat.

Alkalmazási területek: alacsony hőmérséklet, magas puhasági igény, nem különösen magas vákuumminőség, elfogadható szennyezési kockázat.

Kockázati tényezők: vízgőz-áteresztés, illékony anyagok, félvezető/optikai szennyezés, hosszú távú magas hőmérsékleten történő nyomás alatt tartás.

3.6 Butilgumi (IIR): alacsony gázáteresztés előnye, de a használatra alkalmas működési körülmények tartománya szűkebb

A butil-gumi gáztérfogadó képességének aránya alacsony, ezért értékes anyag a hagyományos vákuumzárásban. A Parker anyag leírása szerint a butil-gumi jellemzője, hogy hosszú távon alkalmazható vákuumzárásra, főként kiváló gáztérfogadó ellenállása miatt, miközben alacsony a gázkibocsátása, alacsony a tömegvesztesége és jó nedvességállósága. Ugyanakkor a butil-gumi magas hőmérsékletre, kémiai közegre, sugárzásra és folyamatra való kompatibilitása nem olyan széleskörű, mint az FKM/FFKM esetében, ezért megfelelő alkalmazási ellenőrzés szükséges.

Alkalmazási helyzetek: statikus vákuum, alacsony gáztérfogadó képesség elsődleges szempontja, mérsékelt hőmérséklet- és kémiai környezet.

Kockázati tényezők: magas hőmérséklet, savak, erős oxidálószerek, ózon és speciális folyamatok.

3.7 Mikor ne használjunk gumiból készült O-gyűrűket?

Ha az ügyfél ultra magas vákuumot, hosszú ideig tartó magas hőmérsékleten történő szárítást, extrém tisztaságot, erős sugárzást, extrém átjutást vagy nagyon alacsony határnymomást igényel, akkor fém tömítéseket kell figyelembe venni, például CF réz tömítőgyűrűket, indium drótot, elasztomereket, fém C-gyűrűket, fém O-gyűrűket stb. A Pfeiffer kifejezetten megjegyzi, hogy magas vákuum, hosszú élettartam, erős sugárzás terhelés vagy extrém átjutási sebesség igénye esetén fém tömítőelemeket kell használni, nem elasztomereket.

4. Hogyan határozzuk meg a tömörítési arányt: a vákuumtömítéshez általában nagyobb tömörítés szükséges, mint az átlagos statikus tömítéshez

A vákuum O-gyűrű tömörítési mértéke közvetlenül befolyásolja a szivárgási arányt. A Parker vákuum O-gyűrűs tesztelési utasításai szerint az end-face tömítésnél a tömörítés növelése jelentősen csökkenti a szivárgást; ennek mechanizmusa a gázáramlás útvonalának meghosszabbítása, a gáz belépési felületének csökkentése, valamint a gumiszalag jobb kitöltése a férfelület mikrodefektjeiben.

De a tömítési arány nem minél nagyobb, annál jobb. A túlzottan nagy tömítési arány okozhatja az O-gyűrű túlzott összenyomódását, a hornyok túltelítettségét, a hőtáguláshoz szükséges hely hiányát, a maradandó alakváltozás gyorsabb növekedését, és későbbi visszafolyást; a Parker emlékeztet arra is, hogy a szélsőséges összenyomás nyomásként is túlkompressziót eredményezhet; ha sekély hornyot használnak a tömítési arány növelésére, a horonyban elegendő helynek kell lennie az O-gyűrű térfogatának befogadására.

Gyakorlatilag ezt így érthetjük:

A Parker vákuumos végfelületi horpadás-tervezési táblázatában a különböző keresztmetszetű O-gyűrűk összenyomási aránya kb. 19–32 % között mozog; a pontos méretek kiszámításához figyelembe kell venni a keresztmetszetet, a horpadás mélységét és szélességét, valamint a belső/külső vákuum-elrendezést és az összeszerelési formát.

5. Felületi érdesség: Egy olyan kérdés, amely nagyobb aggodalmat okoz, mint amit a vásárlók elképzelnek

A vákuumtömítés számára a legveszélyesebbek a tömítési vonal mentén húzódó karcolások és szerszámmarkolatok. Akkor is „láthatatlan szivárgás” alakulhat ki, ha az O-gyűrű anyaga megfelelő, de a flansz felületén keresztirányú horpadásnyomok, karcolások vagy részecskenyomok találhatók.

Parker ajánlja, hogy a vákuumzáró peremfelületet körkörös esztergálással alakítsák ki, és kerüljék a tömítőgyűrű érintkezési vonalára merőleges megmunkálási vonalakat. A Kurt J. Lesker cég szintén rámutat arra, hogy a tömítőgyűrű érintkezési nyomvonalát keresztező, fém- vagy üvegfelületi sérülések – eszközök általi karcolásoktól kezdve a külső oldalról a vákuumoldal felé vezető hibákig – szivárgáshoz vezethetnek.

Gyakorlati ajánlások:

A tömítő érintkezési felületen egyértelműen fel kell tüntetni a felületi érdességet; nem elég csupán a „gépi felület” megjelölést használni. A nagyvákuumos végfelületes statikus tömítéshez az 16 RMS osztályozás szolgálhat iránymutatásként; ha a rajzon Ra-értékek szerepelnek, akkor a konverziót és az elfogadási módszert egyeztetni kell az ügyféllel – az RMS és az Ra értékeket nem szabad mechanikusan azonosítani egymással. A horpadás alja, a horpadás oldala és a peremkombinációs felület mindegyikét ellenőrizni kell apró szilánkok, vágási nyomok, korróziós gödröcskék és durva részecskék okozta behorpadások után.

6. Szerkezeti megoldások: végfelületes statikus tömítés vs sugárirányú statikus tömítés

A vákuumos statikus tömítéshez előnyösen végfelületi (face) tömítést kell alkalmazni. A végfelületi tömítés stabilebb összenyomást biztosít, és egyszerűbb a hélium-detektálás és a tisztítás is. A Parker a statikus vákuumtömítéshez elsődlegesen végfelületi vagy face tömítést, valamint megfelelő vákuumminőséget és nagyobb összenyomási mértéket javasol; ha radialis vagy útvonal-tömítést kell alkalmazni, az nem nyújt ugyanolyan jó teljesítményt.

A csuklós (dovetail) horpadások ajtókhoz, függőleges tömítéshez és rövidebb karbantartási időkhez alkalmasak, jellemzőjük a kis elfoglalt felület, de kevésbé kedvezőek a hőtágulás és az anyagok oldószer-állósága szempontjából. A Parker azt is megjegyzi, hogy a csuklós kialakítás a mikroelektronikai iparágokon kívül ritkábban kerül alkalmazásra, mivel alakjának jellemzői korlátozzák a megengedett üres térfogatot, a hőmérséklet-tartományt, a tűréseket és a minőség oldhatósági állapotát.

A kettős O-gyűrűk nem természetes módon jobbak, ahogy a Kurt J. Lesker egyértelműen jelezte: ha két O-gyűrű között nincs differenciális szivattyúzás, akkor a kettős O-gyűrűk nem feltétlenül jobbak az egyszerű O-gyűrűknél. A nagy vákuumú ajtózárakhoz, betöltőkamrákhoz és félvezető kapuzárakhoz alkalmazható a „kettős O-gyűrű + köztes szivattyúzó horpadás” szivattyúzó szerkezet, de ez a rendszertervezés része, nem csupán egy további elem hozzáadása.

7. Gázkibocsátás és alacsony illékonyság: A vegyületrendszer, a poszt-feldolgozás és a tételkönyv vizsgálata szükséges.

az „alacsony gázkibocsátás” nem egy adott gumifajta természetes tulajdonsága, hanem a vegyületrendszer, az összetétel, a vulkanizációs rendszer, a poszt-keményítés, a tisztítás, a csomagolás és a tételkönyv-vezérlés együttes eredménye.

A NASA kiáramlásadatok magyarázata szerint az ASTM E595 szabványt a vákuumkörnyezetben mért összes kiáramló anyag (TML) és a kondenzálódó folyadék mennyisége (CVCM) meghatározására használják, és az alacsony kiáramlású anyagok teljesítményének ellenőrzésére is alkalmazható. A Parker Chemomerics alacsony NASA-kiáramlású anyagadatai is azt mutatják, hogy az ASTM E595 szabvány a TML és a CVCM értékeket méri, és a NASA gyakori irányelvei szerint a megengedett határértékek: TML ≤ 1 %, CVCM ≤ 0,1 %.

A beszerzéshez a szállítótól követelni kell:

A Parker emlékeztet arra, hogy a vákuumos sütés segíthet a maradék illékony anyagok eltávolításában, de okozhatja az O-gyűrű zsugorodását, valamint rugalmasságának és alacsony hőmérsékleten mutatott teljesítményének megváltozását. Ezért nem tekinthető egyszerűen „egyszeri sütés” kockázatmentes folyamatnak; a méretváltozást, keménységváltozást és a nyomás alatt maradó deformációt is ellenőrizni kell.

8. Tisztaság: A vákuumos tömítés „láthatatlan metrikája"

A vákuumrendszerekben a kézolajok, por, szálak, formák kibocsátó anyagai, olajszennyeződések és tisztítószerek maradványai mind gásterhelést vagy szivárgási pontokat okozhatnak. A Kurt J. Lesker vákuumtisztítási ajánlásai szerint a vákuumalkatrészek szennyeződésének forrásai közé tartozik a megmunkáláshoz használt hűtőfolyadék, az emberi érintés és a helytelen tárolás, a vízoldható szennyeződések, a szappanos folyadék, a nedvesség és az alkoholmaradványok, végül pedig termikus szárítást és megfelelő csomagolást igényelnek.

Gyakorlati működtetési ajánlások:

Ne érintse meg közvetlenül a tömítőgyűrűket és a tömítési felületeket a telepítés előtt. Használjon szálmentes kesztyűt, nem szőtt anyagot, tisztító oldószereket vagy speciális rögzítőeszközöket. A tömítőgyűrű felületén nem lehet talkumport, szálak, fémszennyeződések, megmunkáláshoz használt folyadék, hagyományos kenőanyag vagy szállítási olaj. A félvezető- és optikai ügyfelek általában tisztasági osztályú tisztítást, dupla tisztasági zsákba csomagolást, tételcímkezést és kicsomagolási határidőt igényelnek.

9. Hogyan válasszon vákuumkenőanyagot: Hasznos, de nem feltétlenül szükséges alapbeállításként

A vákuumzsír funkciója a fémes felület mikro-egyenlőtlenségeinek kitöltése, a mikrocsatornás szivárgás csökkentése és a szerelés segítése. A Parker kísérletei azt mutatják, hogy a nagy vákuumra alkalmas zsír jelentősen csökkentheti a összenyomott O-gyűrű átjutását; azonban túlzott összenyomás esetén a zsír előnyei változóvá válnak. A Pfeiffer szintén megjegyzi, hogy kis mennyiségű kenőzsír javíthatja a felületi mikrohibák kitöltését és csökkentheti a szivárgást, de túlzott mennyiségű kenőzsír szennyezést terjeszthet, elfoglalhatja a hőtágulási teret, és esetleg a vákuumoldalra jutva lerakódásokat vagy újra-kibocsátást (re-outgassing) okozhat.

Kiválasztási stratégia:

Pfeiffer következtetése nagyon egyértelmű: a zsír használata attól függ, mennyire tisztának kell lennie a rendszernek; nagyon tiszta környezetben a kenés egyáltalán nem fogadható el; ha mégis alkalmazzák, a bevonat rétege rendkívül vékony legyen, majdnem érzékelhetetlen tapintásra. Az Apiezon adatbázisa szerint a vákuumzsírok hidrogén-szén alapúak, szilikonmentesek, magas vákuumra, extrém magas vákuumra és PFPE-alapúak is lehetnek, különböző magas hőmérsékletű és erős oxidációs/korrodáló környezetekhez alkalmazhatók, de folyamat-ellenőrzésre szükség van.

Ne használjon közönséges sárga zsírt, közönséges kenőanyagot vagy gépészeti kenőanyagot vákuumzsír helyett; még az „extrém magas vákuumhoz alkalmas zsír” megjelölés sem jelenti azt, hogy félvezető- vagy optikai szennyeződésre érzékeny folyamatokban is alkalmazható.

10. Hogyan végezzünk héliumos szivárgásvizsgálatot: meg kell különböztetni a valódi szivárgásokat, az átjutást és a gázkibocsátást

Egy gyakori vákuumos O-gyűrűs héliumos szivárgásvizsgálati téveszme: ha héliumjelet észlelnek, azonnal feltételezik az O-gyűrű sérülését. A valós helyzet azonban lehet, hogy a tömítés karcolódott, részecskék vannak beékelődve, a hornyok szerkezete üres, anyagátfolyás történt, gázkibocsátás zajlik vagy kenőanyag-szennyeződés van jelen.

Ajánlott eljárás:

Először végezzük el a tisztítást és az összeszerelés ellenőrzését. Ellenőrizzük a hornyot, a flange felületet, az O-gyűrű felületét, a csavarok előfeszítésének egyenletességét, a hornyok mélységét és a tömítés összenyomási arányát.

Ezután végezzünk nyomásnövekedési tesztet. Figyeljük meg, hogy a görbe lineárisan emelkedik-e vagy fokozatosan lassul-e; ha a nyomásnövekedési tendencia közelebb áll egy egyeneshez, akkor valószínűbb, hogy szivárgásról van szó, ha pedig fokozatosan stabilodik, akkor inkább anyagból származó gázkibocsátásról.

Végül hélium tömegspektrométeres szivárgásvizsgálatot kell végezni. A magas vákuum és az extrém magas vákuum esetén általában külső héliumpermetezést alkalmaznak, és megfigyelik a vákuumválaszt. A Leybold szerint a héliumos szivárgásvizsgálat pontosan lokalizálhatja és mennyiségi értéket adhat a kis szivárgásokról, és a 10⁻⁶ mbar·L/s alatti szivárgások általában héliumos szivárgásvizsgáló készülékeket igényelnek.

A mért szivárgási értékek rögzítésekor egyértelműen fel kell tüntetni a vizsgálati módszert: permetezéses módszer, elszívásos módszer, burkoló módszer, a vizsgálati nyomáskülönbséget, a héliumkoncentrációt, a reakcióidőt, a háttérkivonás módszerét, a nyomástartási időt és az értelmezési küszöböt. Ellenkező esetben a „megfelelt a héliumos szivárgásvizsgálatnak” megállapításnak nincs mérnöki jelentése.

11. Ajánlott irányelvek különböző ügyfelek számára

Vákuumfelszerelés-ügyfelek

Előnyös a kis gázkibocsátású FKM 75A vagy vákuumminőségű FKM alkalmazása, végfelületi horpadás, kb. 20–30%-os összenyomás, felületi érdesség: 16–32 RMS, a vákuumos elősütés és a hélium-detektálás szükségességét az ügyfél megengedett legkisebb nyomásának követelménye alapján kell eldönteni; a karbantartási gyakoriságnak szigorúnak kell lennie; ha a felületen már enyhe kopás látható, akkor rendkívül vékony réteg vákuumzsírt lehet felvinni.

Műszerek, spektroszkópia, analitikai berendezések ügyfelei

Különös figyelmet kell fordítani a gázkibocsátás, a летiló anyagok és a hélium-detektálás háttérzajának szabályozására. Előnyös a kis gázkibocsátású FKM vagy FFKM kiválasztása, a kenőzsír használatát lehetőleg elkerülni vagy minimálisra csökkenteni, tisztasági csomagolásra, tételszám szerinti nyomon követhetőségre és szükséges előzetes ellenőrzési adatokra van szükség. A kritikus analitikai kamrák esetében a figyelem elsősorban az anyag saját minőségi háttérjére irányuljon, ne csupán a szivárgási ráta tekintetében legyen szigorú.

Félvezető-ipari ügyfelek

Előnyös választás az FFKM, a korrozív ionokkal szemben ellenálló FKM, alacsony fémion-tartalmú, alacsony részecskeszámú, alacsony gázkibocsátású összetétel optimalizálása. Meg kell határozni a folyamatgázt, a plazmatípust, a hőmérsékletciklust, a tisztítófolyadékot és a kamra pozícióját. A vákuumzsír tetszőleges használata a legtöbb esetben nem ajánlott. Szükség van tételenkénti nyomon követhetőségre, tisztasági csomagolásra, minőségi tanúsítványra (COA), valamint szükséges idő a TML/CVCM, ionanalízis, részecske- és folyamat-ellenőrzési adatok szolgáltatására.

Fémrétegző berendezéseket gyártó ügyfelek

Ha szokásos PVD-, párologtatási vagy vákuumajtó-tömítési alkalmazásról van szó, akkor az FKM megfelelő; ha azonban magas hőmérséklet, aktív gáz vagy bevonati réteg szennyeződésének kockázata áll fenn, akkor az FFKM-re vagy speciális, alacsony szennyeződésre optimalizált összetételre kell áttérni. Az ajtó-tömítésnél szintén érdemes megfontolni a dupla O-gyűrűt köztes szivattyúzási hornyokkal, nem pedig egyszerűen egy további O-gyűrű hozzáadását.

Optikai, űrkutatási és ultra magas vákuum (UHV) ügyfelek

Ha érzékeny optikai felület, ultra magas vákuum, hosszú ideig tartó szárítás vagy rendkívül szigorú szennyeződés-elleni követelmény áll fenn, a gumiból készült O-gyűrűk nem megfelelőek lehetnek; elsődlegesen elasztomereket kell értékelni, amelyek alacsony gázkibocsátási adatokkal rendelkeznek, vákuumban történő szárításra alkalmasak, tisztán csomagoltak, felesleges használatuk elkerülhető, és teljes rendszerre vonatkozó gázkibocsátási tesztet igényelnek.

12. A beszerzés / árajánlat kérés során feltétlenül megkérdezendő területek

Amikor kiválasztási táblázatot küldünk ügyfeleknek vagy szállítóknak, legalább az alábbi mezőket tartalmaznia kell:

13. Végleges kiválasztási döntés

Gyorsan eldönthető az alábbi döntési útvonal mentén:

• Közönséges durva vákuum/alacsony vákuum, költségérzékeny alkalmazás: NBR vagy EPDM is szóba jöhet, de a közeg és a hőmérséklet megerősítése szükséges.
• Magas vákuumhoz általános berendezések: Alacsony gázkibocsátású FKM a fő választás.
• Félvezetőipar, maradékanyagokat okozó gázok, magas hőmérsékletű plazma: FFKM vagy különleges ionálló FKM.
• Vízgőz, gőz, ózon: EPDM kiváló értékelést kap.
• Alacsony hőmérsékleten szükséges rugalmasság: Szilikonkaučuk vagy EPDM is szóba jöhet, de a diffúzió és a gázkibocsátás különösen alaposan értékelendő.
• Ultramagas vákuum, kivételes tisztasági igény, hosszú ideig tartó melegítés, optikai szennyeződésre való érzékenység: Előnyös a fémes tömítés; gumitömítő gyűrű csak validált esetben kompromisszumként alkalmazható.

Összefoglalás egy mondatban: A vákuumtömítő gyűrű kiválasztásának fókuszpontja nem az, hogy „melyik gumi tartós”, hanem az, hogy az összes szivárgási ráta, a gázkibocsátás, a diffúzió, a szennyeződés és a felszerelési felület ellenőrizhető-e a célvákuum-szinten.