Di bawah serangan ganda panas 400-500°C dan vakum tinggi (≤10⁻³ Pa), segel konvensional mengalami kegagalan total – karet terkarbonisasi, logam merayap, dan gas yang keluar mencemari ruang. Artikel ini mengungkap mengapa hanya bahan khusus yang berfungsi, dengan kebenaran biaya-manfaat dan rekayasa terungkap.
I. Mengapa Material Khusus Tidak Bisa Dinegosiasikan
1. Tiga Pembunuh Material Konvensional
- Organik (Karet/Plastik):
Pirolisis di atas 327°C (batas FFKM), pelepasan gas melonjak ke 10⁻⁵ mbar·L/detik(1000x melebihi batas).
- Logam Umum (304 SS):
Relaksasi merayap pada 480°C, retensi tegangan <60%.
- Gasket Grafit Standar:
Teroksidasi tak terkendali! Kehilangan massa dimulai pada suhu 420°C di udara.
2. Sifat-Sifat Penentu Material Victorious
| Bahan | Keunggulan Unik | Batasan Tersertifikasi |
|---|---|---|
| Bellows Logam (Inconel 625) | Nol keluar gas, anti-creep | >95% retensi tegangan @650°C |
| Grafit Tahan Oksidasi | CTE mendekati nol (∆T=500℃) | Pengeluaran gas ≤1,5×10⁻¹⁰mbar·L/s |
| Grafit Berlapis Mo | Penghalang oksigen | 600 derajat celciusdi udara (terobosan) |
Pelajaran yang Menyakitkan: Pabrik pelapis PV menggunakan segel SS 304 yang bocor di 10⁻³ mbar·L/detiksetelah 72 jam pada suhu 480°C, membuang wafer $2 juta.
II. Kerusakan Kinerja
1. Sistem Bellows Logam
- Raja Segel Dinamis:Bellow yang dilas laser mengkompensasi pergeseran termal ±5mm.
- Proses Kritis:
Pengelasan pulsa berpelindung argon (HAZ<0,1mm) → Pelepasan tegangan vakum → Pemolesan elektro (Ra≤0,4μm).
- Realitas Biaya: 1.200−3.000/pc (10x gasket), tetapi bebas perawatan >10 tahun.
2. Gasket Grafit Tahan Oksidasi
- Juara Nilai Segel Statis: Aditif SiC memungkinkan toleransi udara 600°C.
- Kunci Proses:
Kalenderisasi foil grafit → Impregnasi larutan ZrP → sintering 1.200°C.
- Keunggulan Biaya: 80−300/pc (1/10 bellow), ideal untuk flensa statis.
III. Instalasi & Pembuatan Make-or-Break
1. Perintah Pemasangan Bellows
- Beban Awal Presisi: Toleransi torsi <±5% (kompresi berlebih menghancurkan bellow):
Rumus:
T = 0,2 × d × F(d: diameter baut, F: beban desain) - Penyelarasan Koaksial: >0,05mm/m garis miring offset masa pakai 90%.
- Bake-Out Wajib: 48 jam pada suhu 200°C sebelum dipanggang (sesuai SEMI F47) – lewati dan kontaminasi vakum.
2. Jebakan Gasket Grafit
- Tidak Ada Kompresi Berlebih: >35% fraktur kompresi grafit (suara retakan = kegagalan).
- Permukaan Akhir: Kekasaran flensa Ra≤1,6μm (lapisan cermin optimal) – jika tidak, kebocoran akan berlipat ganda.
IV. Revolusi Total Biaya Kepemilikan
| Larutan | Biaya Awal | Masa Pakai | TCO 10 Tahun* |
|---|---|---|---|
| Bellows Logam | $2.800/buah | >10 tahun | $2.800 |
| Grafit Tahan Oksidasi | $200/buah | 2 tahun | $1.000 |
| Cincin-O Logam Standar | $30/buah | 3 bulan | $12.000 |
* Kondisi: vakum 450°C, operasi 8.000 jam/tahun
Kesimpulan:TCO Bellows hanya 23%dari O-ring, dengan waktu henti yang mendekati nol.
Putusan Teknik
- Segel Dinamis (Rotasi/Gerakan):
Hanya bellow logam(Inconel 625/Haynes 230) – tanpa kompromi. - Segel Statis (Flensa/Penutup):
Prioritaskangrafit tahan oksidasi(sensitif terhadap biaya), ataubellow + segel las(misi kritis tanpa kebocoran).
Peringatan Terkini:
- Jangan pernah mencoba segel karet/plastik >400°C (meskipun dijual sebagai “HT”);
- Sistem vakum yang belum dipanggang = bom waktu;
- Ketepatan pemasangan menentukan 90% masa pakai segel – menghemat 100% pada penyelarasan dapat menghabiskan biaya 1 juta.
Jawaban Akhir:Pemilihan segel bukan tentang biaya, tapi kelangsungan hidup sistemDalam neraka vakum 400-500°C, hanya material yang tepat, eksekusi yang presisi, dan kepatuhan terhadap standar yang memberikan keseimbangan biaya-kinerja yang andal.
Waktu posting: 10-Jul-2025