Vakuové zapečatovanie O-rings nemožno vybrať len na základe „materiálu + rozmerov + tvrdosti“. Pri prevádzke vo vákuu sa porucha tesnenia často neprejavuje jednoduchou netesnosťou, ale tvorbou plynového zaťaženia, ktoré vzniká súčasne skutočnou netesnosťou, prienikom plynu cez gumu, výdajom plynu z materiálu, kontamináciou povrchu, odparovaním maziva a vyprázdnením dutiny v drážke. Pre zákazníkov pracujúcich s vysokým vákuom, ultra-vysokým vákuom, v polovodičovom priemysle, pokovovávaní, spektroskopii a optických rezonančných dutinách by sa stratégia reakcie mala posunúť od otázky „dokáže udržať tlak?“ k otázke „dá sa celkové plynové zaťaženie a riziko kontaminácie kontrolovať?“

1. Základný problém O-krúžkov pre vákuum: nie tlak, ale plynové zaťaženie

Bežné hydraulické a pneumatické tesniace prvky sa zameriavajú hlavne na rozdiel tlakov, odolnosť proti opotrebovaniu a kompatibilitu so strediskom; tesniace prvky pre vákuum by sa mali zamerať viac na:

Najprv skutočná úniková dráha. Prírubový povrch, zárez, poškrabania, strojnícke stopy a zachytené častice vytvoria mikrokanál smerujúci von z tesniaceho krúžku. Plyn uniká cez tento malý medzerový priestor ľahšie ako kvapalina, preto sa pri výrobe vákuových tesnení musí venovať zvýšená pozornosť kvalite tesniacej plochy. Parker materiál na vákuové tesnenie jasne ukazuje, že pre únik plynu alebo mikro-medzier je povrchová drsnosť v oblasti vákuového tesniaceho zárezu mimoriadne citlivá; odporúča sa použiť stupeň drsnosti 16 RMS na tesniacej kontaktnej ploche a vyhnúť sa spracovaniu kolmými čiarami pretínajúcimi tesniacu líniu.

Po druhé, permeácia. Aj v prípade absencie mechanických porúch sa môže pri difúzii plynu cez elastickú štruktúru na strane nízkeho vákua vytvoriť významné množstvo plynového zaťaženia. Technické pokyny spoločnosti Kurt J. Lesker uvádzajú, že permeabilita elastomérov umožňuje difúziu a expanziu plynu pri nízkom tlaku; rýchlosť permeácie sa mení v závislosti od teploty, tlaku, typu plynu a typu elastoméru. Spoločnosť Pfeiffer tiež uvádza, že tesniace kruhové prvky z elastomérov majú zásadne vyššiu permeáciu a dokonca aj v prípade, keď systém nemá žiadnu zjavnú netesnosť, samotné elastické tesnenia môžu ovplyvniť limitný tlak vo vákuu.

Tretie, výdaj plynov a летiace látky. Látky s nízkou molekulovou hmotnosťou, plastifikátory, nezreagované zvyšky a adsorbovaná vlhkosť v tesniacich krúžkoch sa po extrakcii do vysokého vákua desorbuje. NASA-čin materiálový úložiskový systém pre výdaj plynov používa metódu ASTM E595 na vyhodnotenie celkových stratov materiálu v reálnom vákuovom prostredí (TML) a kondenzovateľných летiacich látok (CVCM), pričom bežné orientačné hodnoty sú TML ≤ 1 % a CVCM ≤ 0,1 %. Táto odpoveď však predstavuje všeobecný priemyselný čistiaci štandard, nie prísne dodržiavanie noriem pre všetky priemyselné vákuové scenáre.

Štvrté, kontaminácia. Polovodičové zariadenia, galvanické procesy, spektroskopia a optické zrkadlá sa najviac obávajú nie „úniku malého množstva plynu“, ale depositov letiacich látok na kremíkových platničkách, cieľových povrchoch, povrchoch optických šošoviek, kontaktových bodoch a analytických dutinách. Parker uvádza, že v podmienkach vákua sa niektoré typy olejov pre elastomérne zmesi alebo ich zložky môžu migrovať a tvoriť tenké filmy na susedných povrchoch, čím spôsobia straty citlivej povrchovej kvality.

2. Najprv definovať stupeň vákua a kritériá prijatia

Pred výberom je potrebné od zákazníka najprv vyžiadať tri ukazovatele:

Aký je cieľový pracovný tlak a limitný tlak?

Zariadenia na nízke vákuum a hrubé vákuum môžu zniesť relatívne vyššie zaťaženie plynom; zariadenia na vysoké vákuum nad systémami vysokého vákua budú na tento limit prenikania citlivé. Príklad spoločnosti Pfeiffer uvádza: pri prírubovom spoji DN 500 ISO-K s tesniacim krúžkom z FKM v podmienkach vzduchu vo vákuu a vlhkosti 60 % sa zaťaženie plynom prostredníctvom prenikania môže stať obmedzujúcim faktorom tlaku a uvádza, že zaťaženie plynom prostredníctvom prenikania elastického tesnenia z FKM môže dosiahnuť hodnotu rádovej veľkosti 4×10⁻⁷ Pa·m³/s.

Aký je povolený rýchlostný únik?

Detekcia úniku vo vákuu sa zvyčajne vykonáva v jednotkách mbar·L/s alebo v SI jednotkách Pa·m³/s. Pokyny Pfeiffera týkajúce sa rýchlosti úniku tiež uvádzajú, že hlavnou jednotkou pre detekciu hélia je mbar·L/s alebo Pa·m³/s. Údaje Leybolda o detekcii úniku ukazujú, že tolerancia rôznych stupňov vákua voči úniku sa veľmi líši: pri nízkom vákuu je možné akceptovať úplnú netesnosť; príklad: <10⁻⁷ mbar·L/s sa môže označiť ako „plynovo tesné“, <10⁻¹⁰ mbar·L/s je bližšie k výrazu „absolútne tesné“.

Je to test zvýšenia tlaku alebo detekcia úniku pomocou héliového hmotnostného spektrometra?

Testovanie nárastu tlaku umožňuje odhadnúť celkové zaťaženie plynom prostredníctvom nárastu tlaku v nádobe za jednotku času; ak sa krivka nárastu tlaku blíži k divergencii, je pravdepodobnejšie, že ide o skutočný únik; ak sa krivka blíži k priamke, ale konverguje pomalšie, je pravdepodobnejšie, že ide o zaťaženie plynom. Porovnanie testovania nárastu tlaku a rozdielov medzi krivkami permeácie/vydávania plynov od spoločnosti Leybold tiež jasne uviedlo a upozornilo, že zaťaženie plynom pod 10⁻⁶ mbar·L/s zvyčajne vyžaduje na presnú detekciu prístroje na detekciu únikov pomocou hélia.

3. Ako vybrať materiál: Nemôžete sa spoliehať len na označenie „FKM/Viton“

3.1 FKM: Štandardná voľba pre väčšinu vysokovakuumových zariadení

Fluórový kaučuk FKM je jedným z najpoužívanejších vakuumových O-ring materiály, vhodné pre väčšinu vysokovýkonného vybavenia pre vakuové prostredie, prístrojov, zariadení na povlakovanie, rozhraní vakuových čerpadiel, pozorovacích okien, statických tesnení s prírubami KF/ISO atď. Kurt J. Lesker uvádza, že FKM je jedným z najpoužívanejších elastomérov na vakuové tesnenie, ktorý má dobrú odolnosť voči vysokým teplotám, ozónu, kyslíku a je kompatibilný s mnohými olejmi a rozpúšťadlami; navyše má relatívne nízku priepustnosť plynmi, avšak jeho výkon pri nízkych teplotách je všeobecne slabší.

Pri výbere FKM je potrebné zdôrazniť „FKM pre vakuové prostredie“ alebo „FKM s nízkym výplyvom“, nie bežný priemyselný FKM. Bežný FKM môže v systémoch pod vakuom stále spôsobiť vyšší výplyv, ak je nedostatočne dovulkanizovaný, ak má na povrchu oddelovacie prostriedky používané pri formovaní, alebo ak obsahuje prchavé látky či kontamináciu z obalu.

Vhodné aplikácie: dutiny pre vysoké vakuum, zariadenia na povlakovanie, laboratórne prístroje, rozhrania vakuových čerpadiel, bežné pomocné dutiny v polovodičovom priemysle.

Rizikové body: silný ión, silný korózny proces, pečenie za vysokých teplôt, optické spektrálne zariadenia s vysokou čistotou – vyžaduje ďalšie overenie alebo modernizáciu.

3.2 FFKM: polovodičové aplikácie, korozívne plyny, vysokoteplotné procesy – prednostná úvaha

FFKM perfluoroelastomér je vhodný pre vysokoteplotné, silne korozívne, plazmové a polovodičové procesy leptania a usadzovania. Vysvetlenie Kalrez 4079 od spoločnosti Kurt J. Lesker uvádza, že sa používa v mnohých suchých aj mokrých polovodičových procesných prostrediach, má vynikajúcu chemickú odolnosť a tepelnú stabilitu a prejavuje relatívne nižšie straty v reaktívnej plazme.

Použiteľné scenáre: polovodičové leptanie, CVD/PVD, ALD, korozívne procesné plyny, časté cykly pečenia za vysokých teplôt.

Rizikové body: vysoká cena; rozdiely medzi jednotlivými formuláciami FFKM sú veľké – je nutné jasne špecifikovať požiadavky na rovnocenný obsah kovových iónov, nízky obsah kovov, nízky obsah častíc a nízku emisiu plynov.

3.3 EPDM: vodná para, ozón, para, niektoré rádioaktívne scenáre možno zvážiť

EPDM je vhodný pre vodu, paru, ozón a niektoré rádiologické prostredia. Parker odporúča materiál na vytváranie vákuových tesnení; pri horúcej vode, pare alebo v prítomnosti žiarenia sa odporúča zvážiť použitie materiálu EPDM. Kurt J. Lesker tiež uvádza, že EPDM má dobrú odolnosť voči vode, pare, ozónu, poveternostnému starnutiu, minerálnemu oleju, palivu a uhľovodíkovým kvapalinám, avšak nie je odolný voči olejom.

Použiteľné scenáre: relatívne veľké množstvo vodnej meny, ozón, čistenie parou, čiastočné rádiologické prostredie.

Rizikové body: kontakt s olejom pre výkonové čerpadlá, uhľovodíkovými rozpúšťadlami a olejovou mlhou – v týchto prípadoch nie je použitie vhodné.

3.4 NBR: nízka cena, avšak nie je vhodný pre vysokej čistoty alebo náročné aplikácie

NBR (nitrilová gumácia) sa bežne používa pri lacných výkonnejších tesneniach, je vhodná pre bežné a nízke výkonné tesnenie, tesnenia dverí všeobecného vybavenia a prostredia bez požiadavky na čistotu. Nie je však uprednostňovaným materiálom pre vysoké alebo extrémne vysoké výkonne prostredie. Kurt J. Lesker uvádza, že NBR patrí medzi relatívne lacné štandardné materiály používané vo výkonnej technike, avšak jeho priepustnosť pre vodnú paru je približne 20-násobne vyššia ako u FKM a nemal by sa používať v procesoch s kyslíkom alebo kyslíkovým plazmou.

Použitie: hrubé výkonne prostredie, nízke výkonne prostredie, všeobecné strojné zariadenia, zariadenia citlivé na náklady.

Rizikové faktory: vodná para, ozón, kyslíkové ióny, vysoká požiadavka na čistotu, obmedzenia týkajúce sa tlaku vysokého výkonneho prostredia.

3.5 Kremíková gumácia VMQ: dobrá mäkknosť pri nízkych teplotách, avšak treba dávať pozor na priepustnosť vo výkonne prostredí a výdaj plynov.

Silikónová gumová zmes odolná voči nízkym teplotám, mäkká, vhodná pre niektoré tesnenia pri nízkych teplotách alebo aplikácie, kde nie je kritická kontaminácia, avšak v systémoch vysokého vákua je potrebná opatrnosť. Kurt J. Lesker uvádza, že priepustnosť silikónovej gumy pre vodnú paru je približne 200-krát vyššia ako u FKM a po dlhodobom vystavení vysokým teplotám môže dôjsť k poklesu pružnosti, ztvrdnutiu a adhéznym problémom.

Použitie: nízka teplota, vysoké požiadavky na mäkkosť, vákuová trieda nie je vysoká, riziko kontaminácie je akceptovateľné.

Rizikové body: priepustnosť pre vodnú paru, летné látky, kontaminácia polovodičov/optických komponentov, dlhodobé stlačenie pri vysokých teplotách.

3.6 Butylová guma IIR: výhoda nízkej priepustnosti plynov, avšak rozsah použiteľných prevádzkových podmienok je užší

Mierou plynové priepustnosti butylového kaučuku je nízka, čo ho robí cenným materiálom v tradičných vákuových tesneniach. Materiálový dokument spoločnosti Parker uvádza, že charakteristickou vlastnosťou butylového kaučuku pre dlhodobé použitie vo vákuových tesneniach je predovšetkým jeho vynikajúca odolnosť voči prieniku plynov, pričom zároveň vykazuje nízke výplynovanie, nízku stratou hmotnosti a dobrú odolnosť voči vlhkosti. Avšak kompatibilita butylového kaučuku pri vysokých teplotách, v chemických prostrediach, pri ozárovaní a v rámci technologických procesov nie je taká široká ako u FKM/FFKM, preto je potrebné pre každé konkrétne použitie vykonať príslušné overenie.

Použiteľné scenáre: statické vákuum, priorita nízkeho prieniku plynov, stredné teploty a stredné chemické prostredie.

Rizikové body: vysoké teploty, kyseliny, silné oxidačné prostriedky, ozón a špeciálne technologické procesy.

3.7 Kedy nepoužívať gumové tesniace krúžky?

Ak zákazník vyžaduje ultra-vysoký vakuum, dlhodobé vyhrievanie pri vysokých teplotách, extrémnu čistotu, silné žiarenie, extrémnu permeabilitu alebo veľmi nízky limitný tlak, mali by sa zvážiť kovové tesnenia, napríklad medičné tesniace kruhové tesnenia CF, indiumové drôty, elastoméry, kovové C-tesnenia, kovové O-tesnenia atď. Pfeiffer jasne uvádza, že pri vysokom vakuu, dlhovekosti, vysokom zaťažení žiarením alebo aplikáciách vyžadujúcich extrémnu rýchlosť permeácie je potrebné použiť kovové tesniace prvky namiesto elastomérov.

4. Ako určiť pomer stlačenia: Pri vakuovom tesnení sa zvyčajne vyžaduje väčšie stlačenie ako pri bežnom statickom tesnení

Množstvo stlačenia vakuového O-tesnenia priamo ovplyvňuje rýchlosť úniku. Pokyny Parkeru na testovanie vakuových O-tesnení ukazujú, že pri tesnení na koncových plochách zvýšenie množstva stlačenia výrazne zníži únik; mechanizmus spočíva v predĺžení dĺžky cesty pre prenikajúci plyn, zmenšení plochy povrchu, cez ktorú plyn vstupuje, a lepšom vyplnení mikrodefektov kovového povrchu gumou.

Avšak pomer stlačenia nie je tým lepší, čím je vyšší. Príliš vysoké stlačenie môže spôsobiť nadmerné stlačenie O-krúžku, príliš vysokú mieru vyplnenia drážky, nedostatok priestoru na tepelnú expanziu, rýchlejšie trvalé deformácie pri stlačení a neskôr únik v opačnom smere; Parker tiež upozorňuje, že extrémne stlačenie môže spôsobiť prekročenie tlaku pri stlačení; ak sa používa plytká drážka na zvýšenie pomeru stlačenia, drážka musí mať dostatok priestoru na umiestnenie objemu O-krúžku.

V praxi to možno pochopiť nasledovne:

V Parkerovej tabuľke návrhov vákuových tesniacich povrchov s drážkami sa rôzne stupne stlačenia O-krúžkov v priereze pohybujú približne v rozmedzí 19 % – 32 %; presné rozmery je potrebné vypočítať na základe prierezu, hĺbky drážky, šírky drážky a orientácie vnútorného/ vonkajšieho vákua spolu so spôsobom montáže.

5. Drsnosť povrchu: bod, ktorý vyvoláva väčšiu obavu, než si zákazníci predstavujú.

Čo vákuové tesnenie najviac obáva, sú rany a stopy nástroja prechádzajúce po tesniacej línii. Aj keď je materiál O-krúžku správny, ak má povrch príruby stopy od priečnych drážok, rany alebo stopy častíc, môže to viesť k tzv. „neviditeľnému úniku“.

Parker odporúča použiť na tesniacu plochu príruby povrch s kruhovým sústružením a vyhnúť sa obrábaným čiaram, ktoré sú kolmé na tesniacu čiaru O-krúžku. Kurt J. Lesker tiež upozorňuje, že poškodenie kovovej alebo sklenenej plochy, ktoré prechádza cez kontaktovú plochu O-krúžku – od rýh od nástroja až po vonkajšiu stranu vedúcu k strane pod výtlakom – môže spôsobiť únik.

Praktické odporúčania:

Tesniaca kontaktová plocha by mala mať jasne označenú drsnosť; nestačí uviesť len „strojové dokončenie“. Pre tesnenie čelnej plochy pri vysokom výtlaku možno použiť stupeň 16 RMS; ak je na výkrese uvedená hodnota Ra, je potrebné s objednávateľom potvrdiť metódu prevodu a prijatia – hodnoty RMS a Ra nesmú byť mechanicky považované za rovnocenné. Na dne drážky, na bočných stenách drážky aj na spojovej ploche príruby je potrebné skontrolovať prítomnosť hrotov, rezových stôp, korózných jamiek a vtlačení hrubých častíc.

6. Konštrukčné možnosti: Statické čelné tesnenie vs. statické radiálne tesnenie

Vakuumná statická tesnenie by mali uprednostňovať tesnenie na koncových plochách (tesnenie na ploche). Tesnenie na koncových plochách sa ľahšie stabilne stlačí a je tiež vhodnejšie na detekciu hélia a čistenie. Parker odporúča pre statické vakuumné tesnenie uprednostniť tesnenie v drážke na koncových plochách alebo tesnenie na ploche s príslušnou úrovňou vakua a vyššou mierou stlačenia; ak sa musí použiť radiálne tesnenie alebo tesnenie pozdĺž cesty, nedosiahne takú výkonnosť.

Zámkové drážky sú vhodné pre dvere a zvislé tesnenia, keď je potrebné skrátiť dobu údržby; ich výhodou je malá plocha zabraneného priestoru, avšak nie sú priateľské voči tepelnej expanzii a odolnosti materiálu voči rozpúšťadlám. Parker tiež uvádza, že zámkové drážky sa mimo mikroelektronického priemyslu používajú menej často, pretože ich tvarové charakteristiky obmedzujú objem voľného priestoru, teplotný rozsah, tolerancie a kvalitu rozpustného stavu.

Dvojité O-krúžky nie sú prirodzene lepšie, jasne uvádza Kurt J. Lesker: ak medzi dvoma O-krúžkami nie je rozdielové čerpanie, dvojité O-krúžky nie sú nevyhnutne lepšie ako jednoduché O-krúžky. Pre vysokovákuové uzatváracie kohútiky, záťažové komory a polovodičové uzatváracie kohútiky sa môže použiť čerpací systém „dvojité O-krúžky + medzizáležitý čerpací žľab“, avšak ide o návrh celého systému, nie len o jednoduché pridanie ďalšieho O-krúžku.

7. Výdaj plynov a nízka летivosť: Je potrebné brať do úvahy celý zmesový systém, po-spracovanie a sériu výroby

„Nízky výdaj plynov“ nie je prirodzenou vlastnosťou určitého typu gumy, ale je spoločne určený zmesovým systémom + formuláciou + vulkanizačným systémom + po-vulkanizáciou + čistením + balením + kontrolou série výroby.

Údaje o výparoch NASA vysvetľujú, že štandard ASTM E595 sa používa na meranie celkovej hmotnostnej straty (TML) a straty zlučovacej sa zložky (CVCM) v podmienkach vákua a môže sa použiť na overenie nízkeho výparného výkonu materiálu. Údaje o materiáloch s nízkym výparom podľa NASA od spoločnosti Parker Chemomerics tiež uvádzajú, že ASTM E595 meria TML a CVCM, pričom bežné referenčné hodnoty pre aplikácie NASA sú TML ≤ 1 % a CVCM ≤ 0,1 %.

Mala by sa požadovať od dodávateľa pri zakúpene:

Spoločnosť Parker tiež upozorňuje, že vysúšanie vo vákuu môže pomôcť odstrániť zvyšnú летnú látku, ale môže spôsobiť zmenšenie O-krúžku a zmeniť jeho pružné vlastnosti a výkon pri nízkych teplotách. Preto sa „jednorazové vysúšanie“ nesmie považovať za spracovanie bez rizika; je potrebné overiť zmenu rozmerov, zmenu tvrdosti a trvalú deformáciu pri stlačení.

8. Čistota: „Neviditeľná metrika“ vakuového tesnenia

V systémoch pod vysokým vákuumom môžu oleje z rúk, prach, vlákna, prostriedky na uvoľňovanie formy, kontaminácia olejom a zvyšky čistiacich prostriedkov všetky predstavovať zdroje plynového zaťaženia alebo miesta úniku. Odporúčania spoločnosti Kurt J. Lesker pre čistenie pri vysokom vákuu uvádzajú, že zdrojmi kontaminácie komponentov vákua sú chladiace kvapaliny používané pri obrábaní, dotyk ľudských rúk a nesprávne skladovanie, kontaminácia rozpustná vo vode, mydlové roztoky, vlhkosť a zvyšky alkoholu; nakoniec je potrebné použiť tepelné sušenie a správne balenie.

Odporúčania pre praktický prevádzkový postup:

Pred inštaláciou sa nepriamo nedotýkajte tesniacich krúžkov O-ring a tesniacich plôch. Používajte rukavice bez vlákien, netkané látky, čisté rozpúšťadlá alebo špeciálne upínacie príslušenstvo. Na povrchu tesniacich krúžkov O-ring nesmú byť talkový prášok, vlákna, kovové triesky, rezné kvapaliny, bežné mazivá ani prepravné oleje. Zákazníci z oblasti polovodičov a optiky zvyčajne vyžadujú čistenie v čistých miestnostiach, dvojité balenie v čistých vreciach, štítky označujúce dávku a termín otvorenia balenia.

9. Ako vybrať vákuové mazivo: Užitočné, ale nie je to predvolená nutnosť

Funkcia výkonného maziva je vyplniť mikronerovnosti kovovej povrchovej vrstvy, znížiť únik cez mikrokanály a uľaviť montáž. Pokusy firmy Parker ukázali, že výkonné mazivo môže výrazne znížiť priepustnosť stlačeného tesniaceho krúžku O; avšak pri nadmernom stlačení sa výhody prinesené mazivom stanú nepredvídateľné. Spoločnosť Pfeiffer tiež uvádza, že malé množstvo maziva zlepší vyplnenie povrchovej mikrodefektivity a zníži únik, avšak nadmerné množstvo maziva môže spôsobiť kontamináciu, zabrániť priestoru potrebnému na tepelnú expanziu a prípadne preniknúť do výkonnej strany, kde vytvorí usadeniny alebo sa znovu uvoľní ako plyn.

Stratégia výberu:

Záver spoločnosti Pfeiffer je veľmi priamy: použitie tuku závisí od požadovanej čistoty systému; v prostredí s vysokou čistotou môže byť akékoľvek mazanie vôbec neprijateľné; ak sa tuk použije, vrstva povlaku by mala byť extrémne tenká, takmer necititeľná na dotyk. Údaje spoločnosti Apiezon ukazujú, že výživové tuky pre vysoký vakuum obsahujú rôzne systémy – uhľovodíkové, bez kremíku, pre vysoký vakuum, pre ultra-vysoký vakuum a PFPE – vhodné pre rôzne prostredia s vysokou teplotou a intenzívnou oxidáciou/koróziou, avšak vyžadujú overenie procesu.

Nepoužívajte bežný žltý tuk, bežné mazivo ani mechanické mazivo ako náhradu za výživové tuky pre vakuum; dokonca aj označenie „tuk pre vysoký vakuum“ neznamená, že je vhodný pre polovodičové alebo optické procesy citlivé na kontamináciu.

10. Ako vykonať detekciu únikov pomocou hélia: je potrebné rozlíšiť skutočné úniky, permeáciu a výdaj plynov z materiálu

Bežná oblasť omylov pri detekcii únikov pomocou hélia vo vákuovom prostredí: priamo predpokladať poškodenie tesniaceho kruhového tesnenia (O-ring) len na základe detekcie hélia. Skutočná príčina môže byť poškrabanie tesnenia, prítomnosť častíc, prázdny priestor v drážke, permeácia materiálu, výdaj plynov z materiálu alebo kontaminácia mazivom.

Odporúčaný postup:

Najprv vykonať čistenie a potvrdiť správnosť montáže. Skontrolovať drážku, tesniacu plochu príruby, povrch O-ringu, rovnaký predpätie skrutiek, hĺbku drážky a stupeň stlačenia.

Potom vykonať test nárastu tlaku. Pozorovať, či sa krivka nárastu tlaku vyvíja lineárne alebo postupne spomaľuje; ak sa nárast tlaku blíži priamke, je pravdepodobnejšie, že ide o únik, ak sa nárast postupne stabilizuje, je pravdepodobnejšie, že ide o výdaj plynov z materiálu.

Nakoniec vykonajte detekciu únikov pomocou héliového hmotnostného spektrometra. Pri vysokom a extrémne vysokom výkone sa zvyčajne používa vonkajšie napáranie hélia a pozorovanie odpovede vakuového systému. Leybold uvádza, že detekcia hélia umožňuje presne lokalizovať a kvantitatívne merať malé úniky; úniky nižšie ako 10⁻⁶ mbar·L/s zvyčajne vyžadujú prístroje na detekciu únikov pomocou hélia.

Záznamy o nameranej rýchlosti úniku musia jasne uvádzať metódu testovania: metódu napárania, metódu absorpcie, metódu obalu, rozdiel testovacieho tlaku, koncentráciu hélia, čas odpovede, metódu odpočítania pozadia, dobu udržiavania tlaku a interpretáciu prahovej hodnoty. Inak má výraz „prešiel detekciou hélia“ bez inžinierskeho významu.

11. Odporúčané smery pre rôznych zákazníkov

Zákazníci vakuumových zariadení

Uprednostniť FKM 75A s nízkym výdajom plynov alebo FKM pre vakuové aplikácie, drážka na koncovom povrchu, stlačenie približne 20 % – 30 %, povrchová drsnosť 16 – 32 RMS, rozhodnúť o potrebe vakuovej tepelnej úpravy a detekcie hélia podľa požiadaviek zákazníka na limitný tlak; frekvencia údržby by mala byť prísna; ak už povrch vykazuje ľahké opotrebovanie, možno naniesť extrémne tenkú vrstvu vakuovej mazacej pasty.

Zákazníci z oblasti prístrojov, spektroskopie a analytických zariadení

Zamerať sa na kontrolu výdaja plynov, летúcich látok a pozadia detekcie hélia. Uprednostniť materiály s nízkym výdajom plynov – FKM alebo FFKM, používať minimálne množstvo alebo vôbec nepoužívať mazaciu pastu, vyžadovať čisté balenie, sledovateľnosť dávok a nevyhnutné predbežné overovacie údaje. Pre citlivé analytické komory je kľúčová vlastná kvalita materiálu, nie len rýchlosť úniku.

Zákazníci z polovodičového priemyslu

Prioritný výber FFKM, korózne odolného FKM odolného voči iónom, s nízkym obsahom kovových iónov, nízkym obsahom častíc a nízkym výparovaním. Je potrebné upresniť plyn používaný v procese, typ plazmy, teplotný cyklus, čistiacu kvapalinu a polohu dutiny. Vo väčšine prípadov sa nedôrazuje na ľubovoľné používanie vakuumového maziva. Vyžaduje sa sledovateľnosť šarží, čisté balenie, certifikát zhody (COA) a dostatočný čas na poskytnutie údajov o celkovom množstve výparov (TML), koeficiente výparov z povrchu (CVCM), analýze iónov, častíc a overení procesu.

Zákazníci pre pokovovacie zariadenia

Ak ide o bežné PVD alebo vyparovanie, alebo tesnenie vakuových dverí, je vhodné použiť FKM; ak však vzniká riziko vysokých teplôt, aktívnych plynov alebo kontaminácie vrstvy povlaku, odporúča sa prejsť na FFKM alebo špeciálne formulácie s nízkou kontamináciou. Pre tesnenie dverí sa tiež môže zvážiť dvojité O-krúžkové tesnenie so strednou vývodom vzduchu, namiesto jednoduchého pridaného O-krúžku.

Zákazníci z oblasti optiky, leteckej a vesmírnej techniky a ultravysokého vákua

Ak existuje citlivý optický povrch, ultra-vysoké výdajové vakuum, dlhodobé vyhrievanie alebo mimoriadne prísne požiadavky na kontamináciu, gumové O-krúžky nemusia byť vhodné; mali by sa prednostne posúdiť elastoméry s nízkym výdajom plynov, vyhrievaním vo vákuu, čistým balením, elimináciou nepotrebného použitia a komplexným testovaním výdaja plynov celého systému.

12. Polia, ktoré je potrebné požiadať počas zakúpky / ponúkania

Pri vydávaní výberových listov zákazníkom alebo dodávateľom zahrňte aspoň tieto polia:

13. Finálne rozhodnutie o výbere

Môže rýchlo posúdiť podľa nasledujúcej rozhodovacej cesty:

• Bežné hrubé alebo nízke vakuum, citlivé na náklady: možno zvážiť NBR alebo EPDM, avšak je potrebné potvrdiť médium a teplotu.
• Všeobecné vybavenie pre vysoké vakuum: hlavnou voľbou je FKM s nízkym výdajom plynov.
• Polovodičový priemysel, korozívne plyny, vysokoteplotný plazma: FFKM alebo špeciálne ionovo odolné FKM.
• Vodná para, para, ozón: EPDM má vynikajúce vlastnosti.
• Požiadavka na mäkkosť pri nízkych teplotách: možno zvážiť silikónovú gumu alebo EPDM, avšak je nevyhnutné dôkladne posúdiť priepustnosť a výdaj plynov.
• Ultra-vysoké vakuum, vysoká čistota, dlhodobé žiarovanie, citlivosť na optické kontaminácie: prednostne kovové tesnenie; gumové O-krúžky sa používajú iba ako kompromis po ich overení.

Zhrnutie v jednej vete: pri výbere O-krúžkov pre vakuum nie je kľúčové „ktorá guma je trvalá“, ale či celková úniková rýchlosť, výdaj plynov, priepustnosť, kontaminácia a povrch inštalácie môžu byť kontrolované pri požadovanej úrovni vakua.