Useimpien suorituskykytyhjiöjärjestelmätmuuttuu ajan myötä erityisesti tuotannossa käytettävien tyhjiölaitteiden osalta, joissa on lähes väistämättä ongelmia, kuten alipaineasteen lasku. Yksi yleinen syy näihin ongelmiin on vuoto.
Säännöllinen vuotojen havaitseminen on tärkeää
Suuret vuodot ovat yleensä hyvin ilmeisiä: paine tyhjökammiossa ei laske normaalisti tai maksimipaine on huomattavasti normaaliarvoa korkeampi. Joskus pieniä vuotoja on kuitenkin vaikea havaita, koska ne ovat helppojatyhjiöpumputpystyy käsittelemään vuotojen aiheuttamia kaasukuormia. Vaikka tyhjiömittarin lukema olisi edelleen normaalilla tasolla, vuodot voivat silti tuoda tyhjiökammioon odottamattomia kaasuja (kuten happea), joilla voi joskus olla erittäin vakava vaikutus prosessiin (kuten tiettyihin pinnoitusprosesseihin). . Joten riippumatta siitä, onko tyhjiöjärjestelmän paine laskenut merkittävästi, säännöllinen vuototestaus on suoritettava.
Todellinen vuoto ja virtuaalinen vuoto
Kaikki pitkittynyt pumppausaika ja äärimmäinen paineen lasku eivät johdu vuodosta. Ennen kuin käytät vuodonilmaisinta vuotojen havaitsemiseen, on välttämätöntä ymmärtää, kuinka määrittää, onko tyhjiölaitteisto todella vuotanut.
Tyhjiökammion sisäseinään tai sisäseinään kiinnittyneet epäpuhtaudet vapauttavat jatkuvasti kaasua tyhjiössä, ja tätä ilmiötä kutsutaan deflaatioksi. Kun tyhjiökammion sisällä on kuollut tila ja kuollut tila on yhdistetty kammion sisäpuolelle kapealla kanavalla, kuolleessa tilassa oleva kaasu vapautuu hitaasti tyhjiössä muodostaen deflaatiota tai vuotoa muistuttavan ilmiön, joka kutsutaan yleensä virtuaalivuodoksi.
Todelliset vuodot löytyvät vuotojen havaitsemisen avulla, ja tuuletus voidaan ratkaista myös puhdistamalla tyhjiökammion sisäpinta. Virtuaalivuodon sattuessa sitä on kuitenkin vaikea havaita, ja virtuaalivuodoille alttiita rakenteita tai prosesseja on vältettävä mahdollisimman paljon suunnittelun ja valmistuksen aikana, kuten kierreliitokset (onttoja pultteja voidaan käyttää tarvittaessa ), pitkät raot tai kapillaarit, täysin hitsatut kammiot molemmilla puolilla (paksummat kuoret suositellaan täysin hitsattavaksi tyhjiöpuolelle ja ajoittain hitsattavaksi ilmakehän puolelle) ja niin edelleen.
Seuraavien kahden menetelmän avulla voidaan määrittää, onko tyhjiöjärjestelmässä todellinen vuoto.
Painehäviökäyrän analyysi
Tyhjiöjärjestelmien historialliset tiedot ovat yksi arvokkaimmista työkaluista suurten tyhjiöjärjestelmien suorituskyvyn ymmärtämiseen. Kokeneet teknikot säilyttävät huolellisesti historialliset tiedot ja määrittävät nopeasti ongelmien syyn vertaamalla nykyistä painehäviökäyrää edelliseen jaksoon, jolloin järjestelmä oli hyvässä kunnossa. Esimerkiksi seuraavassa kuvassa näkyvää painehäviökäyrää käyttämällä voidaan määrittää vuoto.
Samoissa prosessiolosuhteissa ja tyhjiöpumpun normaalissa toiminnassa, jos kyseessä on todellinen vuoto, ulkopuolelta kammioon vuotava kaasu aiheuttaa kammiossa olevan paineen putoamisen asentoon, joka on korkeampi kuin normaali rajapaine, ja sitten se ei enää pienene tai pienenee hyvin hitaasti. Painehäviökäyrä on samanlainen kuin yllä olevan kuvan yläkäyrä. Kun tapahtuu tyhjennys tai näennäinen vuoto, kaasu vapautuu hitaasti ja tyhjennysnopeus laskee. Järjestelmä voi saavuttaa alkuperäisen rajapaineen, mutta aika rajapaineen saavuttamiseen hidastuu merkittävästi. Painehäviökäyrä on samanlainen kuin yllä olevan kuvan keskimmäinen käyrä.
Paineen nousu testi
Paineen nousutesti, joka tunnetaan myös paineenpitotestinä tai tyhjiönpitotestinä. Tyhjiöpumpun ja kammion välisen venttiilin sulkeminen tyhjiössä voi aiheuttaa paineen nousun (rebound) kammiossa tyhjentymisen, näennäisen vuodon tai vuotamisen vuoksi. Jakamalla paineen nousu kuluneella ajalla, voidaan laskea tyhjiöjärjestelmän paineen nousunopeus ja piirtää se käyräksi seuraavan kuvan mukaisesti. Paineen nousun ja laskun nopeus ilmaistaan yleensä Pa/h. Yleisten teollisuustyhjiölaitteiden paineen nousunopeus, joka ylittää 1 Pa/h paineenpitotestin aikana, on tutkittava ja ratkaistava. Jotkut suurtyhjiölaitteet vaativat paineen nousunopeuden, joka on 0,5 Pa/h tai jopa pienempi.
Painehäviön ja paineen nousun testit eivät paikanna vuotoja, vaan osoittavat vain kaikkien kaasulähteiden kumulatiivisen vaikutuksen (todelliset vuodot ja tyhjennys tai näennäiset vuodot). Jos epäillään todellista vuotoa, seuraava vaihe on yleensä käyttää heliumvuodon ilmaisinta vuotojen havaitsemiseen.
Ulkoinen vuoto ja sisäinen vuoto
Vuoto, johon yleensä viittaamme, viittaa ulkoiseen vuotoon, eli vuotoon tyhjökammion tai putkiston ulkopuolelta sisäpuolelle; Sisäinen vuoto tarkoittaa vuotoa, joka tapahtuu kahden tyhjiökammion välillä, jotka olisi pitänyt eristää, kahden tyhjiökammion välillä, jotka on eristetty venttiileillä, tai tyhjiökammion ja putkilinjan välillä.
Ulkoiset vuodot voidaan havaita helposti vuodonilmaisimien avulla, kun taas sisäiset vuodot voidaan arvioida etukäteen vain segmentoidun paineen ylläpidon ja muiden menetelmien avulla. Sitten voidaan poistaa epäilyttävän venttiilin toiselta puolelta putkisto ja suorittaa vuodon havaitseminen (tai epäilyttävän venttiilin toiselle puolelle voidaan kytkeä vuodonilmaisin ja toiselle puolelle voidaan täyttää heliumkaasua vuodon havaitseminen).
Dynaaminen vuoto
Tyhjiöjärjestelmissä, joissa on liikkeensiirto, käytetään dynaamisia tiivisteitä. Nämä dynaamiset tiivisterakenteet tiivistyvät todennäköisesti hyvin staattisissa olosuhteissa, mutta vuotavat liikkeen aikana; Esimerkiksi venttiilit, jotka käyttävät kumisia akselitiivisteitä dynaamiseen tiivistykseen (venttiilin varren ja venttiilin rungon välillä), ovat alttiimpia tälle ilmiölle. Tämän ilmiön esiintymisen todennäköisyys ei ole suuri, mutta koska venttiili on yleensä auki tai kiinni vuodon havaitsemisen aikana, tämä dynaaminen vuoto on vaikea havaita.
Kriittisissä prosesseissa aaltopahviputkilla suljettujen venttiilien valitseminen voi vähentää huomattavasti dynaamisen vuodon todennäköisyyttä. Jos venttiili on edelleen tiivistetty akselitiivisteellä, voidaan vuodon havaitsemisen aikana ruiskuttaa heliumia venttiilin varren asentoon venttiilin käytön aikana nopeasti määrittää, onko venttiilissä dynaamista vuotoa.
