
Etanșare cu vid Aneluri O nu pot fi selectate doar pe baza «material + dimensiune + duritate». În condiții de funcționare în vid, eșecul etanșării nu este adesea o simplă scurgere, ci o încărcătură de gaz formată în comun de scurgerea reală, permeabilitatea cauciucului, degazarea materialului, contaminarea suprafeței, volatilizarea lubrifiantului și golirea structurii canalelor. Pentru clienții din domeniul vidului înalt, vidului extrem de înalt, al semiconductorilor, al placării, al spectroscopiei și al cavităților optice, strategia de răspuns trebuie ridicată de la «poate menține presiunea?» la «poate fi controlată încărcătura totală de gaz și riscul de contaminare?»
Etanșările hidraulice și pneumatice obișnuite se concentrează în principal asupra diferenței de presiune, rezistenței la uzură și compatibilității cu mediul; etanșările pentru vid ar trebui să se concentreze mai mult asupra:
În primul rând, scurgerea reală. Flanșa, canelura, zgârieturile, urmele de prelucrare și particulele încorporate formează un microcanal către exteriorul inelului de etanșare. Gazul se scurge prin această mică deschidere mai ușor decât lichidul; prin urmare, etanșările în vid necesită o atenție sporită asupra calității suprafeței de etanșare. Parker materialul de etanșare în vid indică clar sensibilitatea la gaz sau la rugozitatea suprafeței micro-găpilor din canelura de etanșare în vid, recomandându-se ca suprafața de contact de etanșare să aibă o rugozitate de 16 RMS, evitând în același timp linii de prelucrare perpendiculare care intersectează linia de etanșare.
În al doilea rând, permeabilitatea. Chiar și în absența defectelor mecanice, gazul poate genera o sarcină importantă de gaz prin difuzie prin structura elastică în zona de vid scăzut din partea opusă a vidului. Instrucțiunile tehnice ale Kurt J. Lesker precizează că permeabilitatea elastomerilor permite difuzia și expansiunea gazului la presiune scăzută, iar viteza de permeare variază în funcție de temperatură, presiune, tipul de gaz și tipul de elastomer; Pfeiffer indică, de asemenea, că inelele de etanșare din elastomer posedă în mod natural o permeabilitate ușor superioară și, chiar dacă sistemul nu prezintă nicio scurgere evidentă, etanșările elastice pot totuși influența presiunea limită de vid.
Al treilea: degazarea și substanțele volatile. Substanțele cu masă moleculară scăzută, plastifianții, reziduurile necuremate și umezeala adsorbită din inelele O vor fi desorbite după extracția în vid înalt. Depozitul de date NASA privind degazarea materialelor folosește metoda ASTM E595 pentru a evalua pierderea totală de material într-un mediu real de vid (TML) și substanțele volatile recondensabile (CVCM), cu valori orientative obișnuite de TML ≤ 1 % și CVCM ≤ 0,1 %; totuși, această cerință reprezintă un standard general de curățare industrială, nu un standard obligatoriu de conformitate strictă pentru toate scenariile industriale de vid.
Al patrulea: contaminarea. Industria semiconductorilor, a placării, a spectroscopiei și a oglinzilor optice se tem mai puțin de «pierderea unei mici cantități de gaz», ci mai degrabă de substanțele volatile depozitate pe wafere, ținte, suprafețele lentilelor optice, punctele de contact și cavitațile de analiză. Parker indică faptul că, în vid, anumite tipuri de uleiuri din compuși elastomerici sau componentele acestora pot migra și forma filme subțiri pe suprafețele învecinate, provocând o pierdere a calității suprafețelor sensibile.
Înainte de selecție, trebuie să solicitați în mod obligatoriu trei indicatori de la client:
Echipamentele pentru vid scăzut și vid grosolan pot tolera o sarcină gazosă relativ mai mare; echipamentele pentru vid înalt, dincolo de sistemele pentru vid înalt, vor fi sensibile la această limită de permeabilitate. Exemplul Pfeiffer arată că, la flanșa ISO-K DN 500, inelul de etanșare din FKM, în condiții de aer sub vid și umiditate de 60 %, sarcina gazosă datorată permeabilității poate deveni gâtul de sticlă care limitează presiunea, iar valoarea sarcinii gazosă datorată permeabilității inelului elastic din FKM poate atinge ordinul de mărime de 4×10⁻⁷ Pa·m³/s.
Detectarea scăpărilor de vacuum utilizează în mod obișnuit unitățile mbar·L/s sau unitatea SI Pa·m³/s. Instrucțiunile Pfeiffer privind rata scăpărilor menționează, de asemenea, că unitatea principală pentru detectarea cu heliu este mbar·L/s sau Pa·m³/s pentru exprimarea ratei de scăpări. Datele Leybold privind detectarea scăpărilor indică faptul că toleranța la scăpări diferă foarte mult în funcție de gradele de vacuum; vacuumul scăzut poate accepta o lipsă completă de etanșeitate; ca exemplu: <10⁻⁷ mbar·L/s poate fi denumit „etanș la gaze”, iar <10⁻¹⁰ mbar·L/s se apropie mai mult de expresia „etanșeitate absolută”.
Testul de creștere a presiunii poate estima sarcina totală de gaz prin creșterea presiunii pe unitatea de timp în vas; dacă curba creșterii presiunii tinde spre divergență, este mai probabil să existe o scurgere reală; dacă curba se apropie de o linie dreaptă, dar converge mai puțin pronunțat, este mai probabil să fie vorba de o sarcină de gaz. Comparația realizată de Leybold între testul de creștere a presiunii și diferențele dintre curbele de permeabilitate/degazare a fost, de asemenea, enunțată explicit și s-a subliniat faptul că o sarcină de gaz sub 10⁻⁶ mbar·L/s necesită, de obicei, instrumente de detectare a scurgerilor cu heliu pentru o detectare precisă.
Cauciucul fluorurat FKM este unul dintre cele mai frecvente materiale utilizate în aplicațiile de vid Anelul O materiale, aplicabile pentru majoritatea echipamentelor cu vid înalt, instrumentelor, echipamentelor de acoperire, interfețelor pompelor de vid, ferestrelor de observare, etanșărilor statice pentru flanșe KF/ISO etc. Kurt J. Lesker subliniază faptul că FKM este unul dintre elastomerii pentru etanșare în vid cei mai utilizați, având o bună rezistență la temperaturi ridicate, rezistență la ozon, rezistență la oxigen și compatibilitate cu diverse uleiuri/solvenți, precum și o permeabilitate relativ scăzută la gaze, dar performanța sa la temperaturi joase este, în general, mai slabă.
La selectarea FKM, trebuie să se sublinieze expresia «FKM pentru vid» sau «FKM cu degajare redusă», nu FKM industrial obișnuit. FKM-ul obișnuit, dacă vulcanizarea ulterioară este insuficientă, dacă suprafața conține agent de eliberare din matriță sau dacă conține substanțe volatile sau contaminanți proveniți de la ambalaj, poate determina totuși o degajare crescută în sistemele de vid.
Scenarii de aplicare: camere de vid înalt, echipamente de acoperire, instrumente de laborator, interfețe ale pompelor de vid, camere auxiliare obișnuite pentru semiconductori.
Puncte de risc: ionizare puternică, proces puternic coroziv, coacere la temperatură ridicată, echipamente optice cu spectru de înaltă curățenie, necesitând verificare suplimentară sau actualizare.
FFKM (perfluoroelastomerul) este potrivit pentru temperaturi ridicate, coroziune puternică, plasmă, gravare/depunere pe semiconductor și alte procese severe. Explicația oferită de Kurt J. Lesker privind Kalrez 4079 menționează că acesta este utilizat în numeroase medii de procesare semiconductor prin metode uscate și umede, având o rezistență chimică excelentă, stabilitate termică ridicată și manifestând pierderi relativ reduse în plasma reactivă.
Scenarii aplicabile: gravarea semiconductorilor, CVD/PVD, ALD, gaze de proces corozive, cicluri frecvente de coacere la temperatură ridicată.
Puncte de risc: preț ridicat; diferențele între formulările FFKM sunt semnificative, iar cerințele privind gradul trebuie specificate clar – de exemplu, conținut egal de ioni metalici, conținut scăzut de metale, conținut scăzut de particule și conținut scăzut de degajare de gaze.
EPDM este potrivit pentru apă, abur, ozon și unele medii radiologice. Materialul de etanșare în vid al firmei Parker este recomandat; în apă caldă, abur sau în prezența radiațiilor se poate lua în considerare utilizarea materialului EPDM. Kurt J. Lesker subliniază, de asemenea, că EPDM are o bună rezistență la apă, abur, ozon, îmbătrânire atmosferică, uleiuri minerale, combustibili și fluide pe bază de hidrocarburi, dar nu este rezistent la uleiuri.
Scenarii aplicabile: prezența relativ ridicată a vaporilor de apă, ozon, curățare cu abur, medii radiologice parțiale.
Puncte de risc: contactul cu uleiul pentru pompe de vid, solvenți pe bază de hidrocarburi și ceață de ulei – în aceste cazuri nu este aplicabil.
Cauciucul nitrilic NBR este frecvent utilizat în etanșarea la vid de cost redus, fiind potrivit pentru vid obișnuit, vid scăzut, etanșări ale ușilor echipamentelor generale și medii care nu necesită curățenie ridicată. Totuși, nu este materialul preferat pentru vid înalt sau vid extrem de înalt. Kurt J. Lesker subliniază faptul că NBR este unul dintre materialele standard relativ ieftine utilizate în aplicații cu vid, dar rata sa de permeabilitate la vapori de apă este de aproximativ 20 de ori mai mare decât cea a FKM și nu trebuie folosit în procese cu oxigen sau plasma de oxigen.
Scenarii de aplicare: vid grosolan, vid scăzut, echipamente mecanice generale, echipamente sensibile din punct de vedere al costurilor.
Puncte de risc: vapori de apă, ozon, ioni de oxigen, curățenie ridicată, cerințe stricte privind presiunea limită în vid înalt.
Cauciuc de silicon rezistent la temperaturi scăzute, moale, potrivit pentru unele aplicații de etanșare la temperaturi joase sau pentru aplicații în care sensibilitatea la contaminare este redusă, dar necesită precauție în sistemele de vid înalt. Kurt J. Lesker subliniază faptul că rata de permeabilitate la vapori de apă a cauciucului de silicon este de aproximativ 200 de ori mai mare decât cea a FKM și că, în urma expunerii pe termen lung la temperaturi ridicate, acesta poate suferi o scădere a elasticității, îndurare și probleme de adeziune.
Scenarii de utilizare: temperaturi scăzute, cerințe ridicate de moalețe, grad de vid nu foarte ridicat, risc de contaminare acceptabil.
Puncte de risc: permeabilitate la vapori de apă, substanțe volatile, contaminare a semiconductorilor/optică, comprimare pe termen lung la temperaturi ridicate.
Rata de permeabilitate la gaze a cauciucului butil este scăzută, fiind un material valoros în etanșarea vidului tradițională. Materialul Parker explică faptul că caracteristica cauciucului butil de aplicare pe termen lung în etanșarea vidului se datorează în principal rezistenței excelente la permeabilitatea gazelor, precum și emisiei scăzute de gaze, pierderii masei reduse și rezistenței bune la umiditate. Totuși, compatibilitatea cauciucului butil la temperaturi ridicate, în medii chimice, la radiații și în procese nu este la fel de largă ca cea a FKM/FFKM, necesitând verificarea corespunzătoare în aplicații.
Scenarii aplicabile: vid static, prioritate ridicată pentru permeabilitate scăzută la gaze, temperatură și mediu chimic moderate.
Puncte de risc: temperaturi ridicate, acizi, oxidanți puternici, ozon și procese speciale.
Dacă clientul necesită vid ultraînalt, coacere pe termen lung la temperaturi ridicate, curățenie extremă, radiație intensă, permeabilitate extremă sau presiune limită foarte scăzută, trebuie luate în considerare etanșările metalice, cum ar fi garniturile de cupru CF, firul de indiu, elastomerul, inelul C metalic, inelul O metalic etc. Pfeiffer afirmă explicit că, în aplicațiile cu vid înalt, durată de viață îndelungată, sarcină ridicată de radiație sau cerințe de rată extremă de permeabilitate, trebuie utilizate elemente de etanșare metalice, nu elastomerul.
Cantitatea de compresie a inelului O pentru vid influențează direct rata de scurgere. Instrucțiunile Parker pentru testarea inelelor O pentru vid arată că, în etanșarea pe fața finală, creșterea cantității de compresie poate reduce vizibil scurgerea; mecanismul constă în mărirea lungimii traseului de trecere al gazului, reducerea ariei feței de intrare a gazului și asigurarea unei umpleri mai bune a microdefectelor suprafeței metalice de către cauciuc.
Dar raportul de compresie nu este cu atât mai bun cu cât este mai mare. O compresie excesivă poate provoca o supracompresie a inelului O, un grad prea ridicat de umplere a canalului, lipsa de spațiu pentru dilatarea termică, o deformare permanentă prin compresie care crește mai rapid și, ulterior, o scurgere inversă; Parker subliniază, de asemenea, că o compresie extremă poate duce la o supracompresie cauzată de presiune; dacă se folosește un canal superficial pentru a mări raportul de compresie, acesta trebuie să aibă suficient spațiu pentru a găzdui volumul inelului O.
În practică, acest lucru poate fi înțeles astfel:
Stare de functionare |
Ideea de recomandare privind raportul de compresie |
Suprafață statică obișnuită de etanșare în vid |
Majoritatea proiectelor se încadrează în intervalul 20%–30% |
Suprafață de etanșare în vid înalt |
Se poate opta pentru o compresie mai ridicată, dar trebuie verificat gradul de umplere al canalului și dilatarea termică |
Etanșarea radială în vid |
Este mai dificil de controlat scurgerea decât în cazul etanșării pe fața capătului; este necesar să se acorde o atenție deosebită ungerei, stării suprafeței și coaxialității |
Etanșare dinamică în vid |
Nu se recomandă utilizarea simplă a canelurilor statice; trebuie să se utilizeze pomparea pe două canale sau o structură de etanșare specială, atunci când este necesar |
În tabelul Parker pentru proiectarea canelurilor de la capătul în vid, ratele de compresie ale garniturii O-ring cu secțiune transversală diferită acoperă aproximativ intervalul 19%–32%; dimensiunile specifice trebuie calculate în funcție de secțiunea transversală, adâncimea canelurii, lățimea canelurii, orientarea vidului (interior/exterior) și forma de asamblare.

Etanșarea în vid se teme cel mai mult de zgârieturile și urmele de sculă traversând linia de etanșare. Chiar dacă materialul garniturii O-ring este corect, dacă suprafața flanșei prezintă urme de caneluri transversale, zgârieturi sau urme de particule, se poate forma o „fugă invizibilă.”
Parker recomandă ca suprafața de etanșare cu vid a flanșei să fie prelucrată prin strunjire circumferențială și să se evite liniile de prelucrare perpendiculare pe linia de etanșare a inelului O. Kurt J. Lesker subliniază, de asemenea, că deteriorarea suprafeței metalice sau sticloase care traversează zona de contact a inelului O — de la zgârieturile provocate de scule până la partea exterioară care conduce spre partea cu vid — poate cauza scurgeri.
Recomandări practice:
Suprafața de contact pentru etanșare trebuie să indice clar rugozitatea; nu este suficient să se specifice doar «finisaj mecanic». Pentru etanșarea statică frontală în vid înalt se poate folosi ca referință gradul 16 RMS; dacă desenul utilizează parametrul Ra, trebuie să se confirme cu clientul metoda de conversie și acceptare, fără a echivala mecanic RMS cu Ra. Fundul canelurii, pereții canelurii și suprafața de asamblare a flanșei trebuie verificate pentru prezența de bavuri, urme de tăiere, pite de coroziune și amprente ale particulelor grosolane.
Sigilarea statică în vid ar trebui să utilizeze, de preferință, mai întâi sigilarea frontală (sigilarea pe față). Sigilarea frontală este mai ușor de realizat cu o compresie stabilă și este, de asemenea, mai ușor de verificat cu heliu și de curățat. Parker recomandă ca, pentru sigilarea statică în vid, să se utilizeze în mod prioritar canalele frontale sau sigilarea pe față, împreună cu un grad adecvat de vid și o compresie mai mare; dacă trebuie utilizată o sigilare radială sau o sigilare pe traseu, aceasta nu poate oferi o performanță la fel de bună.
Canalele în formă de coadă de rândunică sunt potrivite pentru uși și pentru sigilarea verticală, iar perioadele de întreținere trebuie reduse; caracteristica lor este suprafața mică ocupată, dar nu sunt prietenoase față de dilatarea termică și rezistența la solvenți a materialelor. Parker indică, de asemenea, că utilizarea canalelor în formă de coadă de rândunică este mai puțin frecventă în afara industriei microelectronicii, deoarece caracteristicile geometrice ale formei afectează în mod mai probabil volumul de goluri admis, domeniul de temperatură, toleranțele și starea calitativă solubilă.
Dublele inele O nu sunt, în mod natural, mai bune; Kurt J. Lesker indică clar că, dacă între cele două inele O nu există o pompare diferențială, acestea nu sunt neapărat mai bune decât un singur inel O. Pentru valvele de ușă pentru vid înalt, lock-uri de încărcare și valvele de poartă pentru semiconductori, se poate adopta structura de pompare „inel O dublu + canal intermediar de pompare”, dar aceasta aparține proiectării sistemului, nu reprezintă pur și simplu adăugarea unui al doilea inel O.
„Degazarea scăzută” nu este o denumire fixă a unui anumit cauciuc menținut în mod natural, ci este determinată în comun de sistemul compozit + formulare + sistemul de vulcanizare + post-curare + curățare + ambalare + controlul lotului.
Datele privind degazarea furnizate de NASA explică faptul că standardul ASTM E595 este utilizat pentru măsurarea TML și CVCM în medii de vid și poate fi folosit pentru verificarea performanței reduse de degazare a materialelor. Datele privind materialele cu degazare redusă conform cerințelor NASA, furnizate de Parker Chemomerics, explică, de asemenea, faptul că ASTM E595 măsoară TML și CVCM, iar valorile orientative obișnuite în aplicațiile NASA sunt: TML ≤ 1 %, CVCM ≤ 0,1 %.
Ar trebui să se solicite furnizorului, în cadrul achiziției:
Articol |
De ce contează |
Calitatea materialului / codul compusului |
Nu este permis să se specifice doar FKM, FFKM sau EPDM |
Duritate Shore A |
Influențează tensiunea de compresie, forța de instalare și recuperarea etanșării |
Condiția de post-vulcanizare |
Reducerea reziduurilor cu masă moleculară scăzută și a degazării |
Înregistrarea tratării termice în vid |
Contribuie la reducerea degazării inițiale, dar poate modifica dimensiunile și comportamentul la temperaturi scăzute |
ASTM E595 sau date echivalente privind degazarea |
Utilizat pentru evaluarea TML/CVCM și posibilului risc de condensare |
Trasabilitate pe loturi |
Clienții din domeniile semiconductorilor, instrumentelor, aerospace și medical în mod obișnuit necesită |
Ambalare curată |
Prevenirea contaminării cu particule, contactul cu mâinile, contaminarea cu ulei și contaminarea cu ulei de silicon |
Parker reamintește, de asemenea, că uscarea în vid poate ajuta la eliminarea substanțelor volatile reziduale, dar poate provoca retragerea garniturilor O-ring și modificarea proprietăților elastice și a performanței la temperaturi scăzute. Prin urmare, nu se poate trata simplu „uscarea o singură dată” ca pe un proces fără riscuri; este necesară confirmarea modificărilor dimensionale, a modificărilor de duritate și a deformării permanente prin comprimare.
În sistemele în vid, uleiurile din mâini, praf, fibre, agenții de eliberare din matrițe, contaminarea cu ulei și reziduurile de agenți de curățare pot deveni toate surse de încărcare gaz sau puncte de scurgere. Recomandările Kurt J. Lesker privind curățarea în vid înalt subliniază faptul că sursele de contaminare ale componentelor pentru vid includ lichidele de răcire utilizate la prelucrare, contactul uman și depozitarea incorectă, contaminarea solubilă în apă, lichidele de spălare, umezeala și reziduurile de alcool; în final, este necesară uscarea termică și ambalarea corespunzătoare.
Recomandări practice de operare:
Nu atingeți direct garniturile O-ring și suprafețele de etanșare înainte de montare. Utilizați mănuși fără piloi, țesături netehnologice, solvenți curați sau dispozitive dedicate. Suprafața garniturilor O-ring nu trebuie să conțină pudră de talc, fibre, așchii metalice, lichid de tăiere, lubrifianți obișnuiți sau ulei de transport. Clienții din domeniul semiconductorilor și al opticului cer de obicei curățare în cameră curată, ambalare în două pungi de protecție, etichetare pe lot și dată limită de desigilare.
Funcția grăsimii pentru vid este de a umple micro-nerugărițele suprafeței metalice, reducând scurgerile prin micro-canale și facilitând instalarea. Experimentele Parker arată că grăsimea pentru vid înalt poate reduce semnificativ permeabilitatea garniturilor O comprimate; totuși, la o compresie excesivă, beneficiile aduse de grăsime devin variabile. Pfeiffer subliniază, de asemenea, că o cantitate mică de grăsime lubrifiantă poate îmbunătăți umplerea micro-defectelor de suprafață și reduce scurgerile, dar o cantitate excesivă de grăsime lubrifiantă poate provoca contaminare, poate ocupa spațiul necesar dilatării termice și poate pătrunde pe partea de vid, formând depozite sau provocând degazare secundară.
Strategie de selecție:
Scenariu |
Strategia privind grăsimea pentru vid |
Vid grosolan, vid scăzut, echipamente cu întreținere frecventă |
Se poate folosi o cantitate mică de grăsime pentru vid potrivită |
Instrumente obișnuite pentru vid înalt |
Se poate folosi o cantitate foarte mică, dar trebuie verificate riscurile legate de degazare, temperatură și contaminare |
Semiconductori, optică, domeniul medical, camere curate |
Se recomandă evitarea utilizării; dacă este absolut necesar, se cere aprobarea clientului și validarea degazării |
Sisteme cu încălzire la temperaturi înalte |
Utilizare cu precauție: majoritatea grăsimilor lubrifiante se ard la temperaturi ridicate sau migrează sub formă de strat subțire |
Proces puternic de oxidare/coroziune |
Se recomandă luarea în considerare a inerției clasei PFPE, dar este necesară totuși verificarea procesului |
Concluzia lui Pfeiffer este foarte directă: utilizarea grăsimii depinde de gradul de curățenie necesar sistemului; în medii cu curățenie ridicată, lubrifierea poate fi deloc acceptabilă; dacă totuși se utilizează, stratul de acoperire trebuie să fie extrem de subțire, aproape imperceptibil la atingere. Datele Apiezon arată că grăsimile pentru vid includ sisteme diferite: fără hidrocarburi, fără silicon, pentru vid înalt, pentru vid ultra-înalt și pe bază de PFPE, aplicabile în diverse medii cu temperaturi ridicate și cu oxidare/coroziune intensă, dar necesită validare procesuală.
Nu se utilizează grăsimi galbene obișnuite, lubrifianți obișnuiți sau lubrifianți mecanici ca substituenți pentru grăsimi pentru vid; chiar și produsele etichetate ca „grăsimi pentru vid înalt” nu sunt neapărat potrivite pentru procese sensibile la contaminare în domeniul semiconductorilor sau al opticului.
O zonă frecventă de confuzie în ceea ce privește detectarea scurgerilor cu heliu în vid: observarea unui semnal de heliu este adesea interpretată greșit ca fiind un indiciu direct de deteriorare a garniturii O-ring. În realitate, cauza poate fi reprezentată de zgârieturi ale etanșării, incluziuni de particule, golirea structurii canelurii, permeația materialului, degajarea de gaze sau contaminarea cu lubrifiant.
Procesul recomandat:
În primul rând, efectuați curățarea și confirmați asamblarea. Verificați canelura, suprafața flanșei, suprafața garniturii O-ring, uniformitatea preîncărcării șuruburilor, adâncimea canelurii și rata de compresie.
Apoi efectuați testul de creștere a presiunii. Observați dacă curba se ridică liniar sau dacă creșterea încetinește treptat; dacă tendința de creștere a presiunii este mai apropiată de o linie dreaptă, este mai probabil ca problema să fie o scurgere, iar dacă tendința se stabilizează treptat, este mai probabil ca fenomenul să fie degajarea de gaze din material.
În final, se efectuează detectarea scurgerilor cu spectrometru de masă pentru heliu. Pentru vidul înalt și vidul extrem de înalt se utilizează în mod obișnuit metoda pulverizării exterioare cu heliu și se observă răspunsul în vid. Leybold subliniază faptul că detectarea cu heliu poate localiza cu precizie și măsura cantitativ scurgerile minime, iar scurgerile sub 10⁻⁶ mbar·L/s necesită, de obicei, instrumente de detectare a scurgerilor cu heliu.
Înregistrările ratei de scurgere primite trebuie să specifice clar metoda de testare: metodă de pulverizare, metodă de absorbție, metodă de înveliș, diferența de presiune la testare, concentrația de heliu, timpul de răspuns, metoda de deducere a fondului, durata de menținere a presiunii și pragul de interpretare. În caz contrar, expresia «test de detectare cu heliu trecut» nu are nicio semnificație inginerească.
Se acordă prioritate cauciucului FKM 75A cu degazare scăzută sau FKM de calitate pentru vid, cu canelură pe fața de etanșare, compresie de aproximativ 20–30 %, rugozitate de suprafață între 16 și 32 RMS; se decide dacă este necesară uscarea în vid și detectarea cu heliu în funcție de cerința clientului privind presiunea limită de vid; frecvența întreținerii trebuie să fie riguroasă; dacă suprafața prezintă deja o uzură ușoară, se poate aplica un strat extrem de subțire de grăsime pentru vid.
Se pune accent pe controlul degazării, al substanțelor volatile și al fondului de detectare cu heliu. Se selectează în prioritate FKM sau FFKM cu degazare scăzută, se folosește cât mai puțină sau deloc grăsime de ungere, se impune ambalare curată, urmăribilitate pe loturi și date prealabile de verificare necesare. În recircuitele sensibile de analiză se acordă prioritate calității intrinseci a materialului, nu doar ratei de scurgere.
Selectare prioritară FFKM, FKM rezistent la coroziune și ioni, cu conținut scăzut de ioni metalici, particule și degazare. Optimizarea formulării trebuie să fie clarificată în ceea ce privește gazul de proces, tipul de plasmă, ciclul de temperatură, lichidul de curățare și poziția cavității. În majoritatea cazurilor, nu se recomandă utilizarea arbitrară a grăsimii pentru vid. Este necesară trasabilitatea pe loturi, ambalare curată, certificat de analiză (COA) și timpul necesar pentru furnizarea datelor TML/CVCM, analiza ionilor, analiza particulelor și verificarea procesului.
Dacă se folosește PVD obișnuită, evaporare sau etanșare pentru ușă de vid, se poate utiliza FKM; dacă există temperaturi ridicate, gaze active sau risc de contaminare a stratului depus, este necesară trecerea la FFKM sau la o formulare specială cu contaminare redusă; pentru etanșarea ușii se pot lua în considerare, de asemenea, două inele O plus o canelură intermediară de pompare, nu doar adăugarea unui singur inel O.
Dacă există o suprafață optică sensibilă, vid ultra-înalt, uscare pe termen lung sau cerințe extrem de riguroase privind contaminarea, inelele elastomerice din cauciuc pot fi nepotrivite; se recomandă evaluarea prioritată a elastomerilor, care necesită date scăzute privind degajarea de gaze, uscare în vid, ambalare curată, eliminarea utilizării neesențiale și testarea completă a degajării de gaze a întregului sistem.
Când se emit fișe de selecție către clienți sau furnizori, trebuie incluse cel puțin următoarele câmpuri:
Câmp |
Ce trebuie să furnizeze clientul |
Gradul de vid de funcționare |
Presiunea de funcționare, presiunea limită, durata necesară pentru pompare |
Rata admisă de scurgere |
mbar·L/s sau Pa·m³/s, rată de scurgere punctuală sau rată totală de scurgere |
Metodă de detecție |
Spray exterior cu heliu, absorbție, metodă de integrare, testare prin creștere a presiunii |
Medii utilizate |
Aer, azot, vapori de apă, oxigen, gaze corozive, proces |
Temperatură |
Temperatura de funcționare, temperatura de coacere, intervalul de cicluri de temperatură |
Curăţenie |
Curățare obișnuită, curățare fără ulei, ambalare pentru curățare semiconductor |
Este permisă unsoarea lubrifiantă |
Interzis, unsoare specifică pentru vid, PFPE, fără silicon, înveliș cu volatilitate scăzută |
Structură de canelură |
Canelură pe fața de capăt, canelură radială, canelură în formă de coadă de rândunică, garnitură dublă O-ring, canelură pentru pompă ghidată |
Rugozitatea suprafeței |
Ra/RMS, direcția texturii de prelucrare, necesitatea re-verificării |
Certificare a Materialelor |
Duritate, lot, vulcanizare secundară, TML/CVCM, COA |
Durata de viață |
Etanșare cu utilizare unică, deschidere/închidere frecventă, compresie pe termen lung, ciclu de întreținere |
Poate evalua rapid conform următorului flux decizional:
Rezumat într-o singură propoziție: selecția inelului O pentru etanșarea în vid nu se concentrează pe «care cauciuc este durabil», ci pe faptul dacă rata totală de scurgere, degazarea, permeabilitatea, contaminarea și suprafața de montare pot fi controlate la gradul de vid țintă.