真空設(shè)備檢修三要素
一個真空設(shè)備,經(jīng)過相當(dāng)長時間的抽氣之后仍然達(dá)不到預(yù)期的真空度,可能是由于以下三個主要原因
引起的,真空測量、真空獲得和真空檢漏。
真空測量是真空設(shè)備眼睛,測量儀表使用好壞直接反映設(shè)備真空運行狀態(tài)。真空獲得是真空設(shè)備基
礎(chǔ),真空獲得設(shè)備性能好壞直接影響真空設(shè)備極限真空度。真空檢漏是保證真空設(shè)備正常運行好壞重
要手段,換句話說:真空檢漏是真空獲得的保證。
以上三種因素中任何一個要素出問題時,真空設(shè)備真空獲得和維持都變得十分困難。要解決這個矛
盾,首先判斷出起主導(dǎo)作用的是什么因素,找到問題的所在,從而采取相應(yīng)的措施加以解決。
下面淺談一下真空設(shè)備檢修三要素的方案:
2 真空測量
真空測量是指用特定的儀器、對某一真空設(shè)備空間內(nèi)真空度高低的量度。因此真空測量儀表好壞直接
影響設(shè)備正常運行。真空計的種類很多,大體上可分真空計和相對真空計兩大類。凡通過測定物
理參數(shù)直接計出氣體壓強(qiáng)的真空計稱為真空計。通過測量與壓強(qiáng)有關(guān)物理量,并進(jìn)行計算得到壓
強(qiáng)值的真空計稱為相對真空計。真空計精度較高,一般作為標(biāo)準(zhǔn)用,在實際生產(chǎn)中,大都使用相
對真空計。
在實際工作中,如何根據(jù)真空設(shè)備的要求選用合適的真空計,按以下幾個原則選用:
(1)所用真空計的測量范圍應(yīng)比被測壓力范圍寬1—2數(shù)量級.
(2)對真空計度,重復(fù)性、可靠性的要求應(yīng)滿足工藝要求。
(3)應(yīng)注意真空計是否與被測氣體種類有關(guān)。
(4)應(yīng)注意真空計是否有切換功能,讀數(shù)反應(yīng)迅速與否。
(5)應(yīng)注意真空規(guī)管安裝位置和環(huán)境的要求。
(6)真空計價格是否適宜以及該計是否易于維護(hù)等。
3 真空獲得
真空泵就是真空獲得設(shè)備是用來產(chǎn)生和維持真空的裝置。利用真空泵把一特定容器的氣體抽走,使該
容器中的壓強(qiáng)低于一個大氣壓,這就是真空獲得。
目前真空獲得所涉及的壓強(qiáng)范圍已有十幾個數(shù)量極。由于稀薄氣體分子在不同壓強(qiáng)范圍內(nèi)氣體分子運
動特性不同,所以較寬量程壓力范圍內(nèi)不可能用一種真空泵來獲得。
由于不同類型真空泵的工作原理不同,而各有其特點和工作范圍。比如有些泵可直接從大氣開始工
作,有些泵則必須借助前級泵才能工作。
下面列舉常用真空泵的應(yīng)用特點:
(1)旋片真空泵:又稱機(jī)械真空泵屬于低真空泵類。它具有從大氣直接排氣的特性,既可以單獨使用,
也可作為高真空泵或超高真空泵的前級泵。
旋片泵的工作原理:是基于變?nèi)葑饔茫糜蛠肀3诌\動部件之間密封,靠機(jī)械的方法來密封的容積,
容積周期性增大、縮小,從而達(dá)到排氣的目的。所以旋片泵極限真空度下降,噪聲大,卡死等現(xiàn)象,
與油的質(zhì)量和機(jī)械轉(zhuǎn)動有關(guān)。
(2)油擴(kuò)散泵:油擴(kuò)散泵是目前生產(chǎn)中zui常用的高真空泵,被廣泛用于真空電子器件的排氣車、真空冶
煉、真空熱處理、真空鍍膜與真空焊接等設(shè)備中。它的主要特點是在高真空下。對各種氣體都有很高
的抽速,使用維護(hù)都很方便,無機(jī)械運動,不易損壞,但不足之處不能單獨使用,必須有前級泵方可
工作。油擴(kuò)散泵是一種蒸氣流泵,其工作原理利用蒸流的作用來將低密度氣體壓縮為較高密度使其達(dá)
到機(jī)械泵能夠作用氣體壓強(qiáng)范圍被抽走。由于油分子量是空氣分子量15~20倍,油分子能比空氣大一
個數(shù)量級,泵油在加熱情況形成每秒200m 定向運動的蒸氣流是油擴(kuò)散泵關(guān)鍵。
由此看來,若要擴(kuò)散泵正常工作:
a.?dāng)U散泵在加熱時必須有足夠大的蒸氣壓,而在冷卻后要有足夠低的蒸氣壓。
b.一定要有前級泵才能工作,因只有油蒸氣流密度遠(yuǎn)大于空氣密度時才能形成高速氣流。
c.要有足夠的加熱功率,使油鍋內(nèi)油迅速蒸發(fā),通過噴嘴形成定向射流。
d.要有足夠的冷卻能力,使油蒸氣碰到泵壁時能很快地冷凝為液體返回油鍋,否則冷卻不夠產(chǎn)生反擴(kuò)
散,降低真空度。
(3)分子泵:渦輪分子泵是靠高速轉(zhuǎn)子攜代氣體分子獲得超高真空的一種機(jī)械式真空泵,工作壓力范圍
為10-1~10-8pa,它具有抽速較大,抽速范圍很寬的特點,分子泵適用于要求清潔的高真空和超高真
空的設(shè)備上使用,但它不能直接對大氣排氣,需要配置前級泵、由于分子泵屬于分子動能泵在大氣壓
下啟動分子泵、分子密度過大、泵工作要發(fā)熱損壞。
4 真空檢漏
真空檢漏是真空獲得保證,它是檢測真空系統(tǒng)的漏氣部位及其大小的過程。漏氣是影響真空獲得和真
空維持的主要因素之一。
由于漏孔存在會抵消真空泵部分抽氣作用,延長抽氣時間,降低真空設(shè)備的極限真空。即使在動態(tài)情
況下能夠達(dá)到較高真空度,待與真空抽氣系統(tǒng)連接閥門關(guān)閉,靜態(tài)內(nèi)部壓力會迅速上升,嚴(yán)重影響器
件的工作特性及壽命。
真空系統(tǒng)漏氣是的,不漏氣是相對的,對于動態(tài)真空系統(tǒng),只要其平衡壓力能夠達(dá)到所要求的真
空度,這時即使存在著漏孔,也可以為該系統(tǒng)的漏率是容許的,動態(tài)真空系統(tǒng)的zui大容許漏率Q一應(yīng)滿
足公式(1) Qmax≤ 1/1O PS 式中 P---系統(tǒng)工作壓力 S---系統(tǒng)的有效抽速
對于靜態(tài)真空系統(tǒng),要求在一定時間內(nèi),其壓力維持在容許的壓力以,這時即使存在著漏孔,同樣可
以認(rèn)為該系統(tǒng)的漏率是容許的,靜態(tài)真空系統(tǒng)zui大容許漏率Q max應(yīng)滿足公式Q max≤ (Pt---P)V/t
(2)式中P---系統(tǒng)工作壓力 Pt—系統(tǒng)極限壓力 V--- 系統(tǒng)容積 t--時間
檢漏方法的分類檢漏的方法很多,但各有特點和使用范圍,究竟選用哪種方法比較合適,要根據(jù)具體
情況而定,作為比較理想的檢漏方法應(yīng)該滿足下述幾方面的要求:
(1)檢漏靈敏度高,滿足少于被檢漏率二個數(shù)量級以上。
(2)反應(yīng)時間短,則找出一個漏孔的時間就短。
(3)能定位,定量測得漏率大小。
(4)能無損、無污染的檢漏。
(5)檢漏范圍廣,從大漏到小漏都能檢。
(6)檢漏儀器應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單,操作維修方便。
然而上述要求也是有矛盾的,要求一種方法同時滿足上述要求也是不可能的。一般靈敏度高檢漏儀結(jié)
構(gòu)比較復(fù)雜,使用和維修都比較困難。價格也相當(dāng)貴。所以只能針對不同檢漏對象來選擇合適的方
法。以解決主要矛盾為原則。
5 結(jié)束語
現(xiàn)在真空設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣,如何處理各種復(fù)雜問題,多年來真空技術(shù)專家一直在思考,努力
做這方面的工作。
真空設(shè)備出現(xiàn)故障,我們的經(jīng)驗是不要急于下結(jié)論,不要急于拆卸調(diào)設(shè)備、應(yīng)認(rèn)真分析故障現(xiàn)象,先
用真空儀表大概判斷出設(shè)備狀態(tài)。然后對真空泵單獨測試和整個真空機(jī)組進(jìn)行檢測,在確保真空獲得
無問題情況下。進(jìn)行真空檢漏,檢漏根據(jù)問題論述原則,選檢漏儀與檢漏方式。先進(jìn)行靜態(tài)升壓試
驗,判斷漏氣和放氣。然后進(jìn)行分段與整體檢漏,找出漏點,并確定其漏率大小。
根據(jù)上述真空檢修方案,理論和實踐相結(jié)合,我們對一些真空冶金爐、真空熱處理爐、真空鍍膜機(jī)、
真空釬焊爐、和各種真空校準(zhǔn)檢測裝置進(jìn)行實踐,成功解決設(shè)備故障,取得良好成果。