
Vakuuma slēgums O-slēdziņi nevar izvēlēties tikai pēc "materiāla + izmēra + cietības." Vakuumā darbojoties, noslēguma attece bieži vien nav vienkārša noplūde, bet gan gāzes slodze, ko veido patiesā noplūde, gumijas caurlaidība, materiāla izdalīšanās gāzēs, virsmas piesārņojums, smērvielas iztvaikošana un rievas struktūras tukšums. Augstam vakuumam, ļoti augstam vakuumam, pusvadītāju ražošanai, pārklāšanai, spektroskopijai un optiskajām dobumiem paredzētiem klientiem reakcijas stratēģija jāpaaugstina no jautājuma "vai tas var noturēt spiedienu" līdz jautājumam "vai kopējo gāzes slodzi un piesārņojuma risku var kontrolēt."
Parastie hidrauliskie un pneimatiskie noslēgumi galvenokārt ņem vērā spiediena starpību, nodilumizturību un vidēs saderību; vakuumnoslēgumiem vajadzētu koncentrēties vairāk uz:
Pirmkārt, patiesā noplūde. Flanģis, urbums, rievas, apstrādes pēdas un iestrēgušas daļiņas veido mikrokanālu uz blīvējuma gredzena ārpuses. Gāze caur šo mazo spraugu izplūst vieglāk nekā šķidrums, tāpēc vakuumblīvējumam jāpievērš īpaša uzmanība blīvējuma virsmas kvalitātei. Parker vakuumblīvējuma materiāls skaidri norāda, ka gāze vai mikrospraugas virsmas raupjums vakuumblīvējuma urbumā ir īpaši jutīgs, un ieteicams blīvējuma kontaktvirsmai izmantot 16 RMS klasi, vienlaikus izvairoties no perpendikulārām apstrādes līnijām, kas krustojas ar blīvējuma līniju.
Otrkārt, caurlaide. Pat bez mehāniskiem defektiem gāze var veidot lielu gāzes slodzi, difūzējot caur elastīgo struktūru uz vakuuma zemās vakuuma puses. Kurt J. Lesker tehniskajās instrukcijās norādīts, ka elastomēru caurlaidība ļauj gāzei difūzēties un izpleties zemā spiedienā; caurlaides ātrums mainās atkarībā no temperatūras, spiediena, gāzes veida un elastomēra veida; arī Pfeiffer norāda, ka elastīgie blīvējumi principā ir ar augstāku caurlaidību, un pat tad, ja sistēmā nav redzamu noplūžu, elastīgie blīvējumi paši par sevi var ietekmēt vakuuma robežspiedienu.
Treškārt, iztvaikošana un iztvaikojošas vielas. Zem molekulārās masas vielas, plastifikatori, neatvērtas atlikušās vielas un adsorbēta mitruma O gredzenos tiks desorbtas pēc ekstrakcijas augstā vakuumā. NASA materiālu iztvaikošanas datu bāze izmanto ASTM E595 metodi, lai novērtētu kopējo materiāla zudumu reālā vakuumvides apstākļos (TML) un atkārtoti kondensējamās iztvaikojošās vielas (CVCM), kur parastās norādītās vērtības ir TML ≤ 1 %, CVCM ≤ 0,1 %, tačau šis kritērijs ir vispārīgs rūpnieciskās tīrīšanas mērķis, nevis stingrs atbilstības standarts visām rūpnieciskās vakuumtehnoloģijas lietojumprogrammām.
Ceturtkārt, piesārņojums. Pusvadītāju, pārklājumu, spektroskopijas un optisko spoguļu ražošanā lielākais risks nav "neliela gāzes noplūde", bet gan iztvaikojošo vielu nogulsnes uz waferiem, mērķiem, optisko lēcu virsmām, kontaktvietām un analīzes dobumiem. Parker norāda, ka vakuumā dažu elastomēru sastāvdaļu eļļas vai to komponenti var migrēt un veidot plānus kārtiņas uz blakusesošām virsmām, kas izraisa jutīgas virsmas kvalitātes zudumu.
Pirms izvēles jānoskaidro trīs rādītāji no klienta:
Zema vakuuma, rupjas vakuuma iekārtas var izturēt salīdzinoši lielāku gāzes slodzi; augstas vakuuma iekārtas, kas pārsniedz augstas vakuuma sistēmas, uz šo caurlaides robežu reaģē jutīgi. Pfeiffera piemērs parāda: DN 500 ISO-K flanča līmenī ar FKM blīves gredzenu vakuuma vidē un 60 % mitruma apstākļos caurlaides gāzes slodze var kļūt par spiediena ierobežojošo šaurāko vietu un norāda, ka FKM elastīgās blīves caurlaides gāzes slodze var sasniegt vērtību 4×10⁻⁷ Pa·m³/s kārtībā.
Vakuuma noplūdes noteikšanai parasti izmanto mbar·L/s vai SI vienību Pa·m³/s. Pfeiffer instrukcijās par noplūdes noteikšanu arī norādīts, ka helija detekcijai visizplatītākā vienība ir mbar·L/s vai Pa·m³/s, lai izteiktu noplūdes ātrumu. Leybold noplūdes noteikšanas dati norāda, ka dažādiem vakuumlīmeņiem pieļaujamā noplūde atšķiras ievērojami: zemā vakuumā var pieļaut pilnīgu neciešamību; piemēram, <10⁻⁷ mbar·L/s var saukt par „gāzes necaurlaidīgu”, bet <10⁻¹⁰ mbar·L/s tuvāk atbilst izteiksmei „absolūti necaurlaidīgs”.
Spiediena pieauguma testēšana var novērtēt kopējo gāzes slodzi, izmērot spiediena paaugstināšanos vienības laikā traukā; ja spiediena pieauguma līkne ir vērsta uz divergenci, lielāka varbūtība, ka notiek patiesa noplūde; ja līkne tuvojas taisnei, bet viegli konverģē, lielāka varbūtība, ka notiek gāzes slodze. Leybold salīdzinājums starp spiediena pieauguma testēšanu un permeācijas/izdalīšanās līkni arī skaidri norādīja šo atšķirību un norādīja, ka gāzes slodze zem 10⁻⁶ mbar·L/s parasti prasa helija noplūdes detektorus precīzai noteikšanai.
FKM fluorskābes gumija ir viens no visbiežāk lietotajiem vakuummateriāliem O-rings materiāli, piemēroti lielākajai daļai augstas vakuuma iekārtām, instrumentiem, pārklājumu iekārtām, vakuuma sūkņu savienojumiem, novērošanas logiem, KF/ISO flanču statiskajām blīvēm utt. Kurt J. Lesker norāda, ka FKM ir viens no visplašāk izmantotajiem vakuuma blīvēšanas elastomēriem, kuram raksturīga laba augstas temperatūras izturība, ozona izturība, skābekļa izturība un daudzu eļļu/šķīdinātāju savietojamība, kā arī salīdzinoši zema gāzu caurlaidība, tomēr tā zemas temperatūras īpašības parasti ir vājākas.
Izvēloties FKM, jāuzsver "vakuuma klases FKM" vai "zemās izgāzības FKM", nevis parastais rūpnieciskais FKM. Parastais FKM, ja pēcvulkanizācija nav pietiekama, virsma satur formas atdalītāju vai satur iztvaikošus vielu veidus vai iepakojuma piesārņojumus, var joprojām izraisīt augstāku izgāzi vakuuma sistēmās.
Pielietojuma scenāriji: augstas vakuuma dobumi, pārklājumu iekārtas, laboratorijas instrumenti, vakuuma sūkņu savienojumi, parastie pusvadītāju palīgdobumi.
Riska punkti: spēcīgs jons, spēcīgs korozijas process, augstas temperatūras apkure, augstas tīrības optiskās spektra iekārtas, nepieciešama papildu verifikācija vai modernizācija.
FFKM perfluoroelastomērs ir piemērots augstas temperatūras, spēcīgas korozijas, plazmas, pusvadītāju ķīmiskās rūdīšanas/nosedzēšanas un citiem smagiem procesiem. Kurt J. Lesker komentārs par Kalrez 4079 norāda, ka to izmanto daudzos sausajos un mitrajos pusvadītāju procesa vides apstākļos, tam ir lieliska ķīmiskā izturība un termiskā stabilitāte, kā arī tas parāda salīdzinoši zemāku zaudējumu reaģējošā plazmā.
Pielietojuma scenāriji: pusvadītāju ķīmiskā rūdīšana, CVD/PVD, ALD, agresīvas procesa gāzes, bieži atkārtoti augstas temperatūras apkures cikli.
Riska punkti: augsta cena; dažādu FFKM formulējumu atšķirības ir lielas, tāpēc jānorāda precīzi vienādas metāla jonu, zema metāla, zemu daļiņu un zemu izdalīšanās līmeņa prasības.
EPDM ir piemērots ūdenim, tvaikam, ozonam un dažām radioloģiskām vides apstākļiem. Parker vakuumblīvēšanas materiālu ieteikumi: karstā ūdenī, tvaikā vai radiācijas klātbūtnē apsveriet EPDM materiālu. Kurt J. Lesker arī norāda, ka EPDM ir laba pretestība pret ūdeni, tvaiku, ozonu, laikapstākļu novecošanu, minerāleļļām, kurināmvielām un ogļūdeņražu šķīdumiem, bet tas nav izturīgs pret eļļām.
Piemērojamie scenāriji: tvaika koncentrācija salīdzinoši augsta, ozons, tvaika tīrīšana, daļēji radioloģiski vides apstākļi.
Riska punkti: neatbilstošs lietojumam kontaktā ar vakuumpumpas eļļu, ogļūdeņražu šķīdinātājiem un eļļas miglu.
NBR nitrilkaumiks ir izplatīts zemas izmaksas vakuuma noslēgšanai, piemērots parastam vakuumam, zemam vakuumam, vispārīgiem iekārtu durvju blīvējumiem un videi bez stingrām tīrības prasībām. Tomēr tas nav vēlamākais materiāls augstam vakuumam/ultraaugstam vakuumam. Kurt J. Lesker norāda, ka NBR ir viens no salīdzinoši lētajiem standarta materiāliem vakuuma lietojumam, taču tā ūdens tvaika caurlaidības ātrums ir aptuveni 20 reizes augstāks nekā FKM, un to nevajadzētu izmantot skābekļa vai skābekļa plazmas procesos.
Piemērota lietošana: rupjā vakuums, zems vakuums, vispārīgas mašīnu un iekārtu tehnika, izmaksām jutīgas iekārtas.
Riska punkti: ūdens tvaiks, ozons, skābekļa joni, augstas tīrības prasības, augsta vakuuma robežspiediena prasības.
Silikona gumija, kas ir izturīga pret zemu temperatūru, mīksta un piemērota dažām zemas temperatūras blīvēšanas vai neuzraudzītām piesārņojuma jutības lietojumprogrammām, taču augstas vakuuma sistēmās jārīkojas uzmanīgi. Kurt J. Lesker norāda, ka silikona gumijas ūdens tvaika caurlaidības ātrums ir aptuveni 200 reizes augstāks nekā FKM, un ilgstošas augstas temperatūras ietekmē tā var zaudēt elastīgumu, sacietēt un rasties līmības problēmas.
Piemērošanas scenāriji: zema temperatūra, augstas mīkstuma prasības, vakuuma klase nav augsta, piesārņojuma risks ir pieļaujams.
Riska punkti: ūdens tvaika caurlaidība, летojošas vielas, pusvadītāju/optisko komponentu piesārņojums, ilgstoša augstas temperatūras spiediena ietekme.
Butīla gumijas gāzes caurlaidības ātrums ir zems, tāpēc tā ir vērtīga materiāla tradicionālai vakuumblīvēšanai. Parker materiālu skaidrojums norāda, ka butīla gumijas raksturīgā ilgstošā piemērotība vakuumblīvēšanai galvenokārt izriet no tās lieliskās pretestības gāzu izplatīšanai, kā arī no zemās gāzu izdalīšanās, zemās masas zuduma un labās mitruma pretestības.
Piemērošanas scenāriji: statisks vakuumms, priekšroka zemai gāzes caurlaidībai, temperatūras un ķīmiskās vides vidēji piesātinātas.
Riska punkti: augsta temperatūra, skābes, stipri oksidētāji, ozons un īpaši procesi.
Ja klientam nepieciešams ļoti augsts vakuumms, ilgstoša augstas temperatūras apstrāde, ārkārtīga tīrība, spēcīga radiācija, ārkārtīgi zems caurlaidības līmenis vai ļoti zems robežspiediens, jāapsver metāla blīvējumu izmantošana, piemēram, CF vara blīvējumi, indija vadītājs, elastomēri, metāla C gredzeni, metāla O gredzeni utt. Pfeiffer skaidri norāda, ka augsta vakuumma, ilgstošas darbības, lielas radiācijas slodzes vai ārkārtīgi zemas caurlaidības ātruma prasību pielietojumos jāizmanto metāla blīvējuma elementi, nevis elastomēri.
VakuumO gredzena kompresijas daudzums tieši ietekmē noplūdes ātrumu. Parker vakuumO gredzena testu instrukcijās norādīts, ka galasejas blīvēšanā kompresijas palielināšana acīmredzami samazina noplūdi; šīs parādības mehānisms ir gāzes ceļa garuma palielināšana, gāzes ieejas virsmas laukuma samazināšana un gumijas labāka aizpildīšana metāla virsmas mikrodefektos.
Tomēr kompresijas attiecība nav jo lielāka, jo labāka. Pārāk liela kompresija var izraisīt O gredzena pārkompresiju, rievas aizpildīšanas koeficientu pārāk augstu, termisko izplešanos bez brīvas vietas, pastāvīgo deformāciju ātrāku pieaugumu un vēlāku pretējo noplūdi; Parker arī uzmanā, ka ekstrēma kompresija var izraisīt spiediena pārkompresiju; ja izmanto dziļu rievu, lai palielinātu kompresijas attiecību, rievai jābūt pietiekami lielai, lai ietilpinātu O gredzena tilpumu.
Praktiski to var saprast kā:
Darbības apstākļi |
Ieteikumi par kompresijas attiecību |
Parastas statiskās vakuumblīves virsmas |
Vairums konstrukciju iekļaujas 20 %–30 % diapazonā |
Augstas vakuumblīves virsmas |
Var izvēlēties augstāku kompresijas attiecību, taču jāpārbauda rievas aizpildīšanas koeficients un termiskā izplešanās |
Radiālā vakuumblīve |
Noplūdes kontrole ir grūtāka nekā galasegu blīves gadījumā; jāuzsver smērvielas lietošana, virsmas kvalitāte un assimetrija |
Dinamiskā vakuumblīve |
Nav ieteicams vienkārši izmantot statiskās rievas; nepieciešamības gadījumā jāizmanto divkanālu sūknēšana vai speciāla blīvēšanas konstrukcija |
Parker vakuuma galasejas rievu dizaina tabulā dažādas šķērsgriezuma O-ringa kompresijas pakāpes aptuveni pārklāj diapazonu no 19 % līdz 32 %; konkrētās dimensijas jāaprēķina, pamatojoties uz šķērsgriezumu, rievas dziļumu, rievas platumu un iekšējās/viegās vakuumorientācijas un montāžas veidu.

Vakuumblīvēšanai visbīstamākais ir rievas un instrumentu pēdas, kas šķērso blīvēšanas līniju. Pat ja O-ringa materiāls ir pareizs, flanča virsma ar šķērsrievas rievām, svīdām vai daļiņu pēdām var izraisīt „neredzamu noplūdi.“
Parker ieteic izmantot apļveida apstrādes rakstu vakuumblīvēšanas flanča virsmā un izvairīties no apstrādes līnijām, kas ir perpendikulāras O gredzena blīvēšanas līnijai. Kurt J. Lesker arī norāda, ka metāla vai stikla virsmas bojājumi, kas šķērso O gredzena kontaktvirsma, no rīku riepām līdz ārējai pusei, kas ved uz vakuumu, var izraisīt noplūdi.
Praktiski ieteikumi:
Blīvēšanas kontaktvirsmā jānorāda skaidri raupjums, nevar vienkārši rakstīt „mašīnas apstrāde“. Augstvakuumam paredzētai galasejas statiskajai blīvēšanai var izmantot 16 RMS klasi; ja zīmējumā izmanto Ra, jāapstiprina ar klientu pārvēršanas un pieņemšanas metode, un RMS nedrīkst mehāniski pielīdzināt Ra. Visās vietās — rievas dibenā, rievas sānos un flanča savienojuma virsmā — jāpārbauda aizbāžņi, griešanas pēdas, korozijas bedrītes un rupju daļiņu iediebumi.
Vakuumā statiskais blīvējums, ja iespējams, vispirms jāizmanto galasejas blīvējums (sejas blīvējums). Galasejas blīvējums vieglāk nodrošina stabila spiediena veidošanos un arī vieglāk ļauj izmantot helija detektoru un notīrīt. Parker ieteic izmantot statiskam vakuumblīvējumam galasejas rievas vai sejas blīvējumu un piemērotu vakuumklasi kopā ar augstāku kompresijas pakāpi; ja jāizmanto radiālais blīvējums vai ceļa blīvējums, tas nevar nodrošināt tik labu veiktspēju.
Dzīslveida rievas ir piemērotas durvīm un vertikālam blīvējumam, kad nepieciešams samazināt apkopju laiku; to īpašība ir mazās aizņemtās platības, tačau tās nav piemērotas siltuma izplešanai un materiālu šķīdinātāju izturībai. Parker norāda arī, ka dzīslveida rievas mikroelektronikas nozarē ārpus tās tiek lietotas retāk, jo to formas raksturlielumi ierobežo atļauto tilpumu, temperatūras diapazonu, pieļaujamās novirzes un kvalitātes šķīdības stāvokli.
Divas O-formas gredzeni nav dabiski labāki, kā skaidri norāda Kurt J. Lesker: ja starp diviem O-formas gredzeniem nav diferenciālās sūkšanas, divi O-formas gredzeni nav obligāti labāki nekā viens O-formas gredzens. Augstas vakuuma durvju vārstiem, ielādes kamerām un pusvadītāju vārstiem var izmantot „divu O-formas gredzenu + starppozīcijas sūkšanas rievu” sūkšanas struktūru, taču tas pieder sistēmas projektēšanai, nevis vienkārši papildu gredzena pievienošanai.
„Zema izgāzīšanās” nav noteikta gumijas nosaukuma, kas dabiski saglabājas, bet tā ir kopīgi noteikta ar sastāva sistēmu + formulējumu + vulkanizācijas sistēmu + pēcpavārīšanu + tīrīšanu + iepakošanu + partijas kontroli.
NASA izdalās datu paskaidrojums: ASTM E595 tiek izmantots, lai izmērītu vakuumvides kopējo materiāla masas zudumu (TML) un kondensēto virsmas piesārņojuma masu (CVCM); to var izmantot materiāla zemas izdalīšanās īpašību verifikācijai. Parker Chemomerics zemo NASA izdalīšanās materiālu datu paskaidrojums arī norāda, ka ASTM E595 mēra TML un CVCM, bet NASA pielietojumos parasti pieļaujamās vērtības ir TML ≤ 1 % un CVCM ≤ 0,1 %.
Piegādātājam iepirkuma procesā jānodrošina:
Priekšmets |
Kāpēc tas ir svarīgs |
Materiāla klase/savienojuma kods |
Nevar vienkārši norādīt FKM, FFKM vai EPDM |
Cietība pēc Shore A skalas |
Ietekmē kompresijas spriegumu, uzstādīšanas spēku un blīvējuma atjaunošanos |
Pēcvulkanizācijas apstākļi |
Samazina zemolekulāros atlikumus un izdalīšanos |
Vakuumkūpināšanas reģistrs |
Palīdz samazināt sākotnējo izdalīšanos, taču var mainīt izmērus un zemtemperatūras darbības īpašības |
ASTM E595 vai līdzvērtīgi iztvaikošanas dati |
Izmanto, lai novērtētu TML/CVCM un iespējamās kondensācijas risku |
Partijas izsekojamība |
Pusvadītāju, instrumentu, kosmosa un medicīnas klienti parasti prasa |
Tīra iepakojuma izmantošana |
Novērš daļiņu piesārņojumu, roku pieskārienu, eļļas piesārņojumu un silikona eļļas piesārņojumu |
Parker arī atgādina, ka vakuumā apcepšana var palīdzēt noņemt atlikušās летīgās vielas, tačau tā var izraisīt O-ringa sarukšanu un mainīt elastības un zemās temperatūras īpašības. Tāpēc nevar vienkārši uzskatīt „vienu reizi apceptu” kā riska brīvu apstrādi; jāpārbauda izmēru izmaiņas, cietības izmaiņas un kompresijas pastāvīgās deformācijas pakāpe.
Vakuum sistēmās rokās esošās eļļas, putekļi, šķiedras, formas atdalītājs, eļļas piesārņojums un tīrīšanas līdzekļa atlikumi var kļūt par gāzes slodzes vai noplūdes avotiem. Kurt J. Lesker ieteikumi augstam vakuumam norāda, ka vakuum komponentu piesārņojuma avoti ietver apstrādes dzesēšanas šķidrumu, cilvēka pieskārienu un nepareizu uzglabāšanu, ūdenī šķīstošus piesārņojumus, ziepju šķidrumu, mitrumu un alkohola atlikumus; beigās nepieciešama termiskā žāvēšana un pareiza iepakošana.
Praktiski ekspluatācijas ieteikumi:
Uzstādīšanas priekšā neaizskart O gredzenus un blīvēšanas virsmas tieši ar rokām. Izmantot bezvilnainus cimdiņus, neaudzētu audumu, tīrus šķīdinātājus vai speciāli paredzētus stiprinājumus. O gredzena virsmai nedrīkst būt talka pulveris, šķiedras, metāla skaidas, apstrādes šķidrums, parastais smērviela vai transportēšanas eļļa. Pusvadītāju un optikas klienti parasti prasa tīrīšanu tīrā telpā, divkārtīgu čistu maisiņu iepakošanu, partijas marķējumu un atpakojšanas termiņu.
Vakuumma eļļas funkcija ir aizpildīt metāla virsmas mikronevienmērīgumus, samazinot mikrokanālu noplūdi un atvieglot uzstādīšanu. Parker eksperimenti rāda, ka augstas kvalitātes vakuumma eļļa var ievērojami samazināt saspiestā O gredzena caurlaidību; tomēr pārmērīgā saspiešanas apjomā eļļas priekšrocības kļūst nestabili. Pfeiffer arī norāda, ka neliels daudzums lubrikācijas eļļas var uzlabot virsmas mikrodefektu aizpildīšanu un samazināt noplūdi, bet pārmērīgs eļļas daudzums var izplatīt piesārņojumu, aizņemt termiskās izplešanās vietu un iespējams nonākt vakuumā, veidojot nogulsnes vai atkārtoti izdalot gāzes.
Izvēles stratēģija:
Scenārijs |
Vakuumma eļļas stratēģija |
Rupjais vakuums, zems vakuums, bieži apkopjama aprīkojuma |
Var izmantot nelielu daudzumu piemērotas vakuumma eļļas |
Augsts vakuums, parastie instrumenti |
Var izmantot ļoti plānu slāni, taču jāpārliecinās par izdalīto gāzu daudzumu, temperatūras un piesārņojuma risku |
Pusvadītāju, optikas, medicīnas un tīrām telpām |
Mēģināt neizmantot; ja nepieciešams, prasa klienta apstiprinājumu un izdalīto gāzu validāciju |
Augstas temperatūras apdedzināšanas sistēma |
Uzmanīgi lietot — lielākā daļa smērvielas iztvaiko augstā temperatūrā vai pārvietojas kā plāns kārniņš |
Spēcīgs oksidēšanās/korozijas process |
Jāapsver PFPE klases inertrība, tomēr joprojām nepieciešama procesa verifikācija |
Pfeiferas secinājums ir ļoti tiešs: smērvielas lietošana ir atkarīga no tā, cik tīra sistēma ir nepieciešama; augstas tīrības vides smērviela var nebūt vispār pieļaujama; ja tā tomēr tiek izmantota, pārklājuma slānis ir jābūt ārkārtīgi plānam, gandrīz nejūtamam pieskārienu. Apiezonas dati rāda, ka vakuumsmērvielām ir dažādi sistēmu veidi — ogļūdeņražu, silikona brīvas, augstā vakuumā, ārkārtīgi augstā vakuumā un PFPE — kas piemērotas dažādām augstas temperatūras un spēcīgas oksidēšanās/korozijas videi, taču nepieciešama procesa validācija.
Nedrīkst izmantot parasto dzeltenu smērvielu, parastos smērvielu līdzekļus vai mehāniskās smērvielas kā vakuumsmērvielu aizvietojumu; pat marķējums „augsta vakuumā piemērota smērviela“ ne vienmēr nozīmē, ka tā ir piemērota pusvadītāju vai optisko komponentu piesārņojumam jutīgiem procesiem.
Sastopama kļūdaina doma vakuumā izmantotajām O-formas blīvēm un helija ciešuma pārbaudei: tiek uzskatīts, ka helija signāls tieši norāda uz bojātu O-formas blīvi. Patiesībā situācija var būt saistīta ar blīves skrāpējumiem, daļiņu iekļaušanos, rievas struktūras tukšošanos, materiāla caurlaidību, izgāzīšanos vai smērvielu piesārņojumu.
Ieteicamais process:
Vispirms veiciet tīrīšanu un montāžas apstiprināšanu. Pārbaudiet rievu, flanča virsmu, O-formas blīves virsmu, skrūvju priekšsprieguma vienmērīgumu, rievas dziļumu un kompresijas pakāpi.
Pēc tam veiciet spiediena pieauguma testu. Novērojiet, vai līkne aug lineāri vai pakāpeniski palēninās; ja spiediena pieauguma tendence ir tuvāka taisnai līnijai, iespējams, ka notiek ciešums, bet ja tendence pakāpeniski tuvojas stabilitātei, iespējams, ka notiek materiāla izgāzīšanās.
Beidzot veic hēlija masas spektrometra ciešuma pārbaudi. Augstās un ļoti augstās vakuuma sistēmās parasti izmanto ārējo hēlija aerosolu un novēro vakuuma reakciju. Leybold norāda, ka hēlija detekcija precīzi var lokalizēt nelielus ciešuma bojājumus un kvantitatīvi noteikt to lielumu; ciešuma zudumi zem 10⁻⁶ mbar·L/s parasti prasa hēlija ciešuma detektoru izmantošanu.
Saņemtās ciešuma zudumu vērtības reģistrācijā jānorāda skaidri pārbaudes metode: aerosola metode, absorbcijas metode, apvilkuma metode, pārbaudes spiediena starpība, hēlija koncentrācija, reakcijas laiks, fona atskaitīšanas metode, spiediena uzturēšanas laiks un interpretācijas slieksnis. Pretējā gadījumā apgalvojums „izturēja hēlija detekciju” nav inženieriski nozīmīgs.
Prioritārā izvēle — zema iztvaikošanas FKM 75A vai vakuumam piemērota FKM, griezuma veida rieva uz gala virsmas, aptuveni 20–30 % kompresija, virsmas kvalitāte 16–32 RMS, lēmums par vakuumkūpināšanu un helija detekciju jāpieņem atkarībā no klienta prasībām attiecībā uz minimālo spiedienu, apkopēs jāievēro stingri grafiki; ja virsma jau ir viegli nodilusi, var pielietot ļoti plānu vakuummaizeņa kārtu.
Koncentrēties uz iztvaikošanas, летošās vielas un helija detekcijas fona kontroli. Prioritārā izvēle — zema iztvaikošanas FKM vai FFKM, izmantot minimālu daudzumu vai vispār neizmantot smērvielas, nepieciešama tīra iepakojuma, partijas izsekojamības un obligātu priekšpārbaudes datu nodrošināšana. Jutīgā analīzes dobumā jākoncentrējas uz materiāla paša kvalitātes fonu, nevis tikai uz ciešuma pārbaudes rezultātiem.
Prioritātei izvēlēties FFKM, korozijas jonus izturīgu FKM, zemu metāla jonu saturu, zemu daļiņu skaitu un zemu gāzu izdalīšanos optimizētā formulācija. Jāprecizē procesa gāze, plazmas veids, temperatūras cikls, tīrīšanas šķidrums un dobuma atrašanās vieta. Vairumā gadījumu neiesaka nekontrolēti izmantot vakuuma smērvielas. Nepieciešama partijas izsekojamība, tīra iepakojuma nodrošināšana, atbilstības sertifikāts (COA) un nepieciešamais laiks, lai nodrošinātu kopējās masas zuduma (TML) un kondensēto vielu uzkrāšanās (CVCM) datu, jonu analīzi, daļiņu un procesa verifikācijas datus.
Ja parastā PVD vai iztvaikošana, vakuuma durvju blīvējumiem piemērots FKM; ja ir augstas temperatūras, aktīvo gāzu vai pārklājuma kārtas piesārņojuma risks, jāpārejas uz FFKM vai īpaši zemu piesārņojumu formulāciju, durvju blīvējumiem var arī apsvērt divu O-ringu izmantošanu ar starppumpēšanas rievu, nevis vienkārši pievienot vienu papildu O-ringu.
Ja ir jutīga optiska virsma, ļoti augsts vakuummērs, ilgstoša apstrāde temperatūrā vai ārkārtīgi stingri piesārņojuma ierobežojumi, gumijas O-ringi var nebūt piemēroti; prioritāte jāpiešķir elastomēriem, kuriem nepieciešami zemi izdalīšanās dati, vakuumā apstrāde temperatūrā, tīra iepakojuma izmantošana, nevajadzīgas lietošanas novēršana un pilnas sistēmas izdalīšanās testēšana.
Izsniedzot izvēles lapas klientiem vai piegādātājiem, vismaz jāiekļauj šie lauki:
Laukums |
Ko klientam jānodrošina |
Darba vakuummērs |
Darba spiediens, robežspiediens, nepieciešamais sūkņa darbības laiks |
Atļautais noplūdes ātrums |
mbar·L/s vai Pa·m³/s, vienpunkta vai kopējais noplūdes ātrums |
Noskaņošanas metode |
Ķīmiskās vielas ārējā pulverizācija ar heliju, absorbcija, integrācijas metode, spiediena paaugstināšanas tests |
Izmantotā vide |
Gais, slāpekļa gāze, ūdens tvaiki, skālējoša gāze, procesa gāze |
Temperatūra |
Darba temperatūra, apdedzināšanas temperatūra, temperatūras cikla diapazons |
Tīrība |
Parastā tīrīšana, eļļas brīva tīrīšana, pusvadītāju tīrīšanas iepakojums |
Vai lubrikanta smērviela ir atļauta |
Aizliegts, īpaša vakuumsmērviela, PFPE, silikona brīva, zemas iztvaikošanas pārklājuma veida smērviela |
Urbuma struktūra |
Gala virsmas urbums, rādiālais urbums, jumta urbums, divu O-ringu urbums, vadības sūkņa urbums |
Virsma Roughness |
Ra/RMS, apstrādes virsmas tekstūras virziens, vai nepieciešama atkārtota verifikācija |
Materiālu sertifikācija |
Cietība, partijas numurs, pēcvulkанизācija, TML/CVCM, kvalitātes apliecinājums (COA) |
Diencelšanas ilgums |
Vienreiz lietojama blīvējuma gredzena izmantošana, bieža atvēršana/aizvēršana, ilgstoša kompresija, apkopju cikls |
Var ātri novērtēt, izmantojot šo lēmumu pieņemšanas ceļu:
Kopsavilkums vienā teikumā: vakuuma blīvējuma O-formas gredzena izvēles fokuss nav „kura gumija ir izturīgāka“, bet vai kopējais noplūdes daudzums, izgāzība, caurlaidība, piesārņojums un uzstādīšanas virsmas parametri ir kontrolējami mērķa vakuuma līmenī.