Zigilatzeko eraztunen hautaketa eta aplikazioa tenperatura altuko, hutsune handiko eta eremu magnetiko handiko inguruneetan

Giro-tenperaturatik 250 °C-ra arteko tenperaturak, ingurune magnetiko baten presentzia eta hutsune ultra-altua (normalean 10⁻⁷ Pa-tik beherako presio gisa definitzen dena) behar diren funtzionamendu-baldintza zorrotzetan, zigilatzeko eraztun egokiak aukeratzea ezinbestekoa da. Baldintza horiek ohikoak dira ikerketa zientifiko aurreratuko instalazioetan (adibidez, partikula-azeleragailuak, fusio-gailu esperimentalak), erdieroaleen fabrikazio-ekipoetan (adibidez, grabatzeko makinak, ioi-inplantatzaileak) eta aeroespazioko propultsio-sistemetan.

Oinarrizko erronkak eta zigilatzeko baldintzak

Zigilatze eraginkorra lortzeko, honako baldintza kritiko hauek bete behar dira aldi berean:

1. ​Tenperatura altuko erresistentzia:Materialak 250 °C-tan epe luzeko funtzionamendua jasan behar du, elastikotasuna eta zigilatze-errendimendua mantenduz deskonposatu edo bigundu gabe.
2. ​Gas-ihesketa tasa baxua:Hutsean oso dauden inguruneetan, materialaren gas-askatze osoa oso baxua izan behar da (normalean <1×10⁻⁸ Pa・m³/s) hutsean kutsa daitezkeen substantzia lurrunkorrak askatzea saihesteko.
3. ​Interferentzia magnetikoarekiko erresistentzia/bateragarritasuna:Ingurune magnetikoetan, zigilatzeko eraztunaren materiala bera ez-magnetikoa izan behar da edo ez du eremu magnetikoan interferentziarik egin behar, normalean material ez-ferromagnetikoak erabili behar dira.
4. ​Erradiazioarekiko erresistentzia (aplikagarria bada):Erradiazio ionizatzailea badago (adibidez, konfigurazio esperimental batzuetan), materialak erradiazio-kalteei eutsi behar die.
5. ​Ezaugarri mekanikoak:Sistemaren presio-gorabeheren eta ziklo termikoen aurrean, ezinbestekoak dira berreskuratze elastiko nahikoa (normalean % 80tik gorakoa) eta konpresio-ezarpenarekiko erresistentzia.

Zigilatzeko eraztun mota eta material egokiak

Bilaketa-emaitzetan oinarrituta, zigilatzeko eraztun mota eta material hauek dira irtenbide hobetsiak baldintza hauetarako:

1. Metalezko zigiluak

Metalezko zigiluak hutsune ultra-altuko inguruneetarako urrezko estandartzat hartzen dira, gas-isurketa txikiaren, tenperatura altuko erresistentziaren eta bateragarritasun magnetikoaren eskakizunak ezin hobeto betetzen baitituzte.

• ​Materialen hautaketa:​
  • ​Oxigenorik gabeko kobrea:Hau da aukerarik ohikoena. Deformazio plastikorako gaitasun bikaina erakusten du, zigilatzea lortzen du konpresiopean plastikoki isuriz brida gainazaletako inperfekzio txikiak betetzeko. Ez da magnetikoa, tenperatura altuko erresistentzia bikaina eskaintzen du eta tenperatura altuko labekatzea jasan dezake (askotan 250 °C-tik gora) gas-askapena bizkortzeko eta hutsune maila altuagoak lortzeko, aplikazio zabalagoetarako lehen aukera bihurtuz.
  • ​Aluminio purua:Gainera, ez-magnetikoa eta nahiko merkea da. Bigunagoa eta errazagoa da moldatzen eta zigilatzen, baina tenperatura altuagoetan duen erresistentzia mekanikoa oxigenorik gabeko kobrea baino okerragoa izan daiteke.
  • ​Zilarra / Urrea:Metal hauek errendimendu bikaina eta gas-isurketa-tasa oso baxuak eskaintzen dituzte. Hala ere, oso kostu altuak ikerketa-aplikazio berezi edo muturrekoetara mugatzen ditu normalean.
• ​Konfigurazio arruntak:​
  • ​Conflat brida (CF) zigilua:Kobrezko oxigenorik gabeko junta bat erabiltzen du, altzairu herdoilgaitzezko labana-ertz brida batekin batera. Torlojuen aurrekargaren pean, kobrezko junta plastikoki deformatu eta labana-ertzean sartzen da, osotasun handiko zigilu estatiko bat osatuz. Hau konfigurazio estandarra da ultra-hutseko sistemetan.
  • ​Malguki-energiaz elikatutako zigiluak (adibidez, Helicoflex):Metalezko xafla batez (adibidez, oxigenorik gabeko kobrea, zilarra, altzairu herdoilgaitza) eta barneko malguki batez osatuta daude. Malgukiak etengabeko konpentsazio-indarra ematen du, sistemaren barruko hedapen/uzkurdura termikora eta deformazio txikietara egokitzea ahalbidetuz, eta ondorioz, zigilatze-fidagarritasun oso handia lortzen da. Tenperatura-zikloak edo bibrazioak dituzten aplikazioetarako bereziki egokiak dira.

2. Perfluoroelastomeroa (FFKM)

Sistemaren diseinua zigilu elastomerikoetarako egokiagoa bada edo instalazio-erosotasun handiagoa behar badu, perfluoroelastomeroa (FFKM) da polimero materialen artean aukerarik onena, nahiz eta kostu oso altua izan.

• ​Ezaugarriak:Fluorokarbono kautxuaren bertsio gorena dela esan daiteke. Bere molekulako hidrogeno atomo ia guztiak fluor atomoek ordezkatzen dituztenez, FFKM-k tenperatura altuko erresistentzia bikaina du (300 °C-tik gora jasan dezake) eta erresistentzia kimiko harrigarria, ingurune kimiko gogorrenei eta plasmari aurre egiteko gai dena.
• ​Hutsaren errendimendua:Formulazio berezi eta prozesu garbien bidez fabrikatutako FFKM zigilatze-eraztunek gas-isurketa-tasa oso baxuak eta erauz daitekeen edukia erakusten dituzte, erdieroaleen eta hutsune ultra-altuko ekipoen eskakizun zorrotzak betez.
• ​Ezaugarri magnetikoak:Material elastomerikoak, oro har, ez-magnetikoak dira eta ez dute eremu magnetikoetan interferentziarik sortzen.
• ​Aplikazioak:Normalean erabiltzen da huts-ganberetan eta erdieroaleen litografia eta grabatzeko makinetan korrosiboak diren gasak banatzeko sistemetan, baita aeroespazioko motorretan oxidatzaileak zigilatzeko ere.

3. Fluorokarbonozko kautxua (FKM/Viton)

Fluorokarbono kautxua tenperatura altuko hutseko inguruneetarako erabili ohi den elastomero zigilatzeko materiala da, errendimenduaren eta kostuaren arteko oreka adierazten duena.

• ​Ezaugarriak:Tenperatura altuko erresistentzia ona eskaintzen du (normalean -20~250 °C), olioarekiko erresistentzia eta produktu kimiko gehienekiko erresistentzia.
• ​Hutsaren errendimendua:FKM estandarraren gas-askatze-tasa metalena eta FFKMrena baino handiagoa da. Oro har, hutsune handiko (10⁻⁴ ~ 10⁻⁷ Pa) inguruneetarako egokia da. Hutsune ultra-altuko aplikazioetarako, gas-askatze-tasa baxuko formulazioa duten produktuak aukeratu behar dira, eta tenperatura altuko labekatzea beharrezkoa izan daiteke desgasifikatzeko (kontuan hartu behar da bere labekatzeko tenperatura maximoaren muga).
• ​Ezaugarri magnetikoak:Ez-magnetikoa.
• ​Oharra:Ez da alkali sendoen, zetonen eta ester disolbatzaile batzuen aurrean erresistentea.

​Ezaugarri nagusien konparaketa:Eztabaidatu diren zigilatzeko aukera nagusiak —Oxigenorik gabeko kobrezko metal zigiluak, perfluoroelastomeroa (FFKM) eta fluorokarbonozko kautxua (FKM)— nabarmen desberdinak dira beren ezaugarri nagusietan. Oxigenorik gabeko kobrezko zigiluek 400 °C-tik gorako tenperaturak jasaten dituzte eta gas-isurketa oso baxua dute, eta horrek aproposak bihurtzen ditu hutsune ultra-altuko (<10⁻⁷ Pa) aplikazioetarako. Ez-magnetikoak dira eta erradiazio-erresistentzia ona eskaintzen dute, baina haien elastikotasuna eta konpentsazioa deformazio plastikoaren edo barne-malgukien menpe daude. Haien kostu erlatiboa altua da. Perfluoroelastomerozko (FFKM) zigiluek 320 °C-raino funtziona dezakete gutxi gorabehera. Gas-isurketa oso baxua dutenez (bertsio garbiak behar dituzte), hutsune ultra-altuko (<10⁻⁷ Pa) ere egokiak dira, ez-magnetikoak dira, erradiazio-erresistentzia ona eskaintzen dute eta elastikotasun eta konpentsazio-ahalmen bikaina dute. Hala ere, haien kostu erlatiboa oso altua da, FKM-rena hamar aldiz handiagoa izan daiteke. Fluorokarbonozko kautxuzko (FKM) zigiluek funtzionamendu-tenperatura maximo baxuagoa dute, 250 °C ingurukoa. Gas-askapen ertaina erakusten dute (gas-askapen txikiko formulazioak behar dituzte) eta hutsune altuetarako egokiak dira (~10⁻⁴ – 10⁻⁷ Pa). Ez-magnetikoak diren arren eta erradiazio-erresistentzia nahiko ona eskaintzen duten arren, elastikotasuna ona dute, eta kostu ertaineko aukera dira.

Hautaketa eta Erabilera Gomendioak

1. ​Lehentasunezko hautaketa:​
   • Hutsune ultra-altuko sistema puru eta zorrotzenetarako (adibidez, partikula-azeleragailuak, espazio-ingurunearen simulazio-ganberak),metalezko zigiluak (oxigenorik gabeko kobrea)dirahobetsiena eta fidagarrienairtenbidea.
   • Ultra-hutseko inguruneetarako, hala nolamedio korrosiboak(adibidez, erdieroaleen grabatzeko gasak) edo behar duteelastikotasun hobea eta instalazio errazagoa, ​Perfluoroelastomeroa (FFKM)errendimendu handiko elastomerikoaren aukera da, baina baieztatu behar daultra-xurgagailu handiko garbiketa-mailaproduktua.
   • Hutsune-beharra apur bat txikiagoa bada (adibidez, hutsune handia) eta tenperatura-tartea 250 °C-ren barruan badago,Fluorokarbonozko kautxua (FKM)bat daekonomikoa eta praktikoaaukera.
2. ​Diseinu eta instalazio puntu nagusiak:​
   • ​Gainazalaren kalitatea:Thegainazalaren zimurtasuna (Ra)Zigilatzeko gainazalaren kalitatea funtsezkoa da. Metalezko zigiluetarako, Ra ≤ 0,8 μm edo are txikiagoa behar da normalean. Elastomerikozko zigiluetarako, akabera handiago batek (Ra ≤ 0,4 μm) higadura eta ihes puntu potentzialak murrizten laguntzen du.
   • ​Konpresio-erlazioaren kontrola:Thekonpresio-erlazioaZigilatzeko eraztunaren egoera zorrotz kontrolatu behar da instalazioan zehar. Gehiegizko konpresioak deformazio edo kalte iraunkorrak eragin ditzake, eta konpresio eskasak, berriz, isuriak eragiten ditu.
   • ​Estutze uniformea:Kontratatu bat.torloju anitzeko estutze-sekuentzia simetrikoaBridan indarra modu uniformean banatzen dela ziurtatzeko, zigilatzeko gainazalaren deformazioa edo distortsioa saihestuz.
   • ​Labean egitea:Ultra-hutseko sistemek labean egosi behar izaten dute askotan. Ziurtatu beti hautatutako zigilatzeko eraztunaren materiala...sistemaren labeko tenperatura jasan.

Laburpena

Baldintzapean.giro-tenperatura 250 °C-ra, eremu magnetiko baten presentzia eta hutsune ultra-altuaren beharra, ​oxigeno gabeko kobrezko metalezko zigiluak(batez ere Conflat brida edo malguki bidezko konfigurazioetan) normalean irtenbide tekniko fidagarriena eta nagusitzat hartzen dira, haien ondorioz...gas-askatze tasa oso baxua, tenperatura altuko erresistentzia bikaina eta propietate ez-magnetikoakSistemaren diseinuagatik edo medio korrosiboak maneiatu behar direlako elastomeroak beharrezkoak badira, orduanPerfluoroelastomeroa (FFKM)​ da muturreko eskaera hauek aldi berean bete ditzakeen material elastomeriko bakarra, baina prestatuta egon behar da bere kostu handirako.

Azken aukera kontuan hartutako konpromiso orokor batean oinarritu beharko litzateke.hutsune-mailaren adierazle espezifikoak, aurrekontua, sistemaren egitura eta mantentze-lanetarako eta fidagarritasunerako eskakizunakKasu guztietan, lehentasuna eman behar zaie zigilatzeko osagaien hornitzaile profesionalen aholkularitza eta laguntza teknikoari.