მაღალი ტემპერატურის, მაღალი ვაკუუმის და ძლიერი მაგნიტური ველის გარემოში დალუქვის რგოლების შერჩევა და გამოყენება

რთულ საოპერაციო პირობებში, რომლებიც მოითხოვს ოთახის ტემპერატურიდან 250°C-მდე ტემპერატურას, მაგნიტური გარემოს არსებობას და ულტრამაღალ ვაკუუმს (როგორც წესი, განისაზღვრება, როგორც 10⁻⁷ Pa-ზე ნაკლები წნევა), შესაბამისი დალუქვის რგოლების შერჩევას უდიდესი მნიშვნელობა აქვს. ასეთი პირობები ხშირად გვხვდება მოწინავე სამეცნიერო-კვლევით დანადგარებში (მაგ., ნაწილაკების ამაჩქარებლები, შერწყმის ექსპერიმენტული მოწყობილობები), ნახევარგამტარების წარმოების აღჭურვილობაში (მაგ., გრავირების მანქანები, იონური იმპლანტატორები) და აერონავტიკის ძრავის სისტემებში.

ძირითადი გამოწვევები და დალუქვის მოთხოვნები

ეფექტური დალუქვის მისაღწევად აუცილებელია შემდეგი კრიტიკული მოთხოვნების ერთდროულად დაკმაყოფილება:

1. ​მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა:მასალამ უნდა გაუძლოს ხანგრძლივ მუშაობას 250°C ტემპერატურაზე, შეინარჩუნოს ელასტიურობა და დალუქვის თვისებები დაშლის ან დარბილების გარეშე.
2. ​დაბალი გამოყოფის მაჩვენებელი:ულტრამაღალი ვაკუუმის გარემოში, მასალის საერთო გამოყოფის სიჩქარე უნდა იყოს უკიდურესად დაბალი (როგორც წესი, <1×10⁻⁸ Pa・m³/s), რათა თავიდან იქნას აცილებული აქროლადი ნივთიერებების გამოყოფა, რომლებმაც შეიძლება დააბინძუროს ვაკუუმი.
3. ​მაგნიტური ჩარევისადმი წინააღმდეგობა/თავსებადობა:მაგნიტურ გარემოში, დალუქვის რგოლის მასალა თავად უნდა იყოს არამაგნიტური ან არ უნდა ერევა მაგნიტურ ველს, რაც, როგორც წესი, მოითხოვს არაფერომაგნიტური მასალების გამოყენებას.
4. ​რადიაციული წინააღმდეგობა (ასეთის არსებობის შემთხვევაში):თუ მაიონებელი გამოსხივება არსებობს (მაგალითად, ზოგიერთ ექსპერიმენტულ მოწყობილობაში), მასალამ უნდა გაუძლოს რადიაციულ დაზიანებას.
5. ​მექანიკური თვისებები:სისტემის წნევის რყევებსა და თერმულ ციკლებთან გასამკლავებლად აუცილებელია საკმარისი ელასტიურობის აღდგენის სიჩქარე (როგორც წესი, 80%-ზე მეტი).

შესაფერისი დალუქვის რგოლების ტიპები და მასალები

ძიების შედეგების მიხედვით, ამ პირობებისთვის სასურველი გადაწყვეტილებებია შემდეგი დალუქვის რგოლების ტიპები და მასალები:

1. ლითონის ბეჭდები

ლითონის საკეტები ულტრამაღალი ვაკუუმის გარემოსთვის ოქროს სტანდარტად ითვლება, რადგან ისინი იდეალურად აკმაყოფილებენ დაბალი გამონაბოლქვის, მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობისა და მაგნიტური თავსებადობის მოთხოვნებს.

• ​მასალის შერჩევა:​
  • ​ჟანგბადის გარეშე სპილენძი:ეს ყველაზე გავრცელებული არჩევანია. ის ავლენს შესანიშნავ პლასტიკური დეფორმაციის უნარს, აღწევს დალუქვას შეკუმშვის ქვეშ პლასტმასის ნაკადით, რათა შეავსოს ფლანგის ზედაპირებზე არსებული მცირე დეფექტები. ის არამაგნიტურია, უზრუნველყოფს მაღალტემპერატურულ წინააღმდეგობას და შეუძლია გაუძლოს მაღალტემპერატურულ გამოცხობას (ხშირად 250°C-ზე მეტს), რათა დააჩქაროს გამოყოფა უფრო მაღალი ვაკუუმის დონის მისაღწევად, რაც მას ფართო გამოყენებისთვის მთავარ არჩევნად აქცევს.
  • ​სუფთა ალუმინი:ასევე არამაგნიტური და შედარებით იაფია. ის უფრო რბილია და უფრო ადვილად ყალიბდება და ჰერმეტიზდება, თუმცა მაღალ ტემპერატურაზე მისი მექანიკური სიმტკიცე შეიძლება უჟანგბადო სპილენძს ჩამოუვარდეს.
  • ​ვერცხლი / ოქრო:ეს ლითონები გამოირჩევიან განსაკუთრებული მახასიათებლებით და უკიდურესად დაბალი გამოყოფის მაჩვენებლებით. თუმცა, მათი ძალიან მაღალი ღირებულება, როგორც წესი, ზღუდავს მათ გამოყენებას სპეციალური ან ექსტრემალური კვლევითი მიზნებისთვის.
• ​საერთო კონფიგურაციები:​
  • ​კონფლატ ფლანჟის (CF) დალუქვა:​იყენებს უჟანგბადო სპილენძის შუასადებას, რომელიც შეწყვილებულია უჟანგავი ფოლადის დანისპირიან ფლანგთან. ჭანჭიკის წინასწარი დატვირთვის ქვეშ, სპილენძის შუასადები პლასტიკურად დეფორმირდება და ეჯახება დანისპირს, რაც ქმნის უკიდურესად მაღალი მთლიანობის სტატიკურ დალუქვას. ეს არის სტანდარტული კონფიგურაცია ულტრამაღალი ვაკუუმის სისტემებში.
  • ​ზამბარიანი დალუქვის სისტემები (მაგ., Helicoflex):შედგება ლითონის გარსისგან (მაგ., ჟანგბადის გარეშე სპილენძი, ვერცხლი, უჟანგავი ფოლადი) და შიდა ზამბარისგან. ზამბარა უზრუნველყოფს უწყვეტ კომპენსატორულ ძალას, რაც საშუალებას იძლევა ადაპტირდეს თერმულ გაფართოებასთან/შეკუმშვასთან და სისტემაში არსებულ მცირე დეფორმაციებთან, რაც იწვევს ძალიან მაღალ დალუქვის საიმედოობას. ისინი განსაკუთრებით შესაფერისია ტემპერატურის ციკლური ცვალებადობის ან ვიბრაციის მქონე აპლიკაციებისთვის.

2. პერფტორელასტომერი (FFKM)

თუ სისტემის დიზაინი უფრო ელასტომერული დალუქვისთვისაა შესაფერისი ან ინსტალაციის უფრო მეტ მოხერხებულობას მოითხოვს, პერფტორელასტომერი (FFKM) პოლიმერულ მასალებს შორის საუკეთესო არჩევანს წარმოადგენს, თუმცა ძალიან მაღალი ფასით.

• ​მახასიათებლები:ის შეიძლება ჩაითვალოს ფტორნახშირბადის რეზინის საუკეთესო ვერსიად. ვინაიდან მის მოლეკულაში თითქმის ყველა წყალბადის ატომი ფტორის ატომებით არის ჩანაცვლებული, FFKM-ს აქვს შესანიშნავი მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა (უძლებს 300°C-ზე მეტს) და გასაოცარი ქიმიური მდგრადობა, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს ყველაზე მკაცრ ქიმიურ გარემოსა და პლაზმას.
• ​ვაკუუმის მუშაობა:​სპეციალური ფორმულირებითა და სუფთა პროცესებით წარმოებული FFKM დალუქვის რგოლები ხასიათდებიან უკიდურესად დაბალი გამოყოფის მაჩვენებლებით და ექსტრაქციული შემცველობით, რაც აკმაყოფილებს ნახევარგამტარული და ულტრამაღალი ვაკუუმის აღჭურვილობის მკაცრ მოთხოვნებს.
• ​მაგნიტური თვისებები:ელასტომერული მასალები, როგორც წესი, არამაგნიტურია და არ ერევა მაგნიტურ ველებში.
• ​აპლიკაციები:ხშირად გამოიყენება ვაკუუმურ კამერებში და ნახევარგამტარული ლითოგრაფიისა და გრავირების აპარატების კოროზიული აირის მიწოდების სისტემებში, ასევე აერონავტიკის ძრავებში ჟანგვის აგენტით დალუქვისთვის.

3. ფტორნახშირბადის რეზინი (FKM/ვიტონი)

ფტორნახშირბადის რეზინი არის ფართოდ გამოყენებული ელასტომერული დალუქვის მასალა მაღალი ტემპერატურის ვაკუუმურ გარემოში, რაც წარმოადგენს ბალანსს შესრულებასა და ფასს შორის.

• ​მახასიათებლები:ის გამოირჩევა მაღალი ტემპერატურის (როგორც წესი, -20~250°C), ზეთის მიმართ კარგი მდგრადობით და ქიმიკატების უმეტესობის მიმართ მდგრადობით.
• ​ვაკუუმის მუშაობა:​სტანდარტული FKM-ის გამოყოფის სიჩქარე უფრო მაღალია, ვიდრე ლითონებისა და FFKM-ის. ის ზოგადად შესაფერისია მაღალი ვაკუუმის (10⁻⁴ ~ 10⁻⁷ Pa) გარემოსთვის. ულტრამაღალი ვაკუუმის გამოყენებისთვის უნდა შეირჩეს დაბალი გამოყოფის სიჩქარის ფორმულირების მქონე პროდუქტები და შესაძლოა საჭირო გახდეს მაღალტემპერატურული გამოცხობა დეგაზაციისთვის (ყურადღება უნდა მიექცეს გამოცხობის მაქსიმალური ტემპერატურის ზღვარს).
• ​მაგნიტური თვისებები:არამაგნიტური.
• ​შენიშვნა:არ არის მდგრადი ძლიერი ტუტეების, კეტონების და ზოგიერთი ეთერული გამხსნელების მიმართ.

​ძირითადი თვისებების შედარება:განხილული ძირითადი დალუქვის ვარიანტები - ჟანგბადის გარეშე სპილენძის ლითონის დალუქვის საშუალებები, პერფტორელასტომერი (FFKM) და ფტორნახშირბადის რეზინი (FKM) - მნიშვნელოვნად განსხვავდება მათი ძირითადი მახასიათებლებით. ჟანგბადის გარეშე სპილენძის დალუქვის საშუალებები უძლებს 400°C-ზე მეტ ტემპერატურას და ავლენს უკიდურესად დაბალ გამოყოფას, რაც მათ იდეალურს ხდის ულტრამაღალი ვაკუუმის (<10⁻⁷ Pa) გამოყენებისთვის. ისინი არამაგნიტურია და კარგ რადიაციულ წინააღმდეგობას სთავაზობენ, მაგრამ მათი ელასტიურობა და კომპენსაცია დამოკიდებულია პლასტიკურ დეფორმაციაზე ან შიდა ზამბარებზე. მათი ფარდობითი ღირებულება მაღალია. პერფტორელასტომერის (FFKM) დალუქვის საშუალებებს შეუძლიათ მუშაობა დაახლოებით 320°C-მდე. უკიდურესად დაბალი გამოყოფის გამო (საჭიროებს სუფთა ხარისხის ვერსიებს), ისინი ასევე შესაფერისია ულტრამაღალი ვაკუუმისთვის (<10⁻⁷ Pa), არამაგნიტურია, კარგ რადიაციულ წინააღმდეგობას სთავაზობენ და აქვთ შესანიშნავი თანდაყოლილი ელასტიურობა და კომპენსაციის უნარი. თუმცა, მათი ფარდობითი ღირებულება ძალიან მაღალია, პოტენციურად ათჯერ აღემატება FKM-ის დალუქვის შესაძლებლობებს. ფტორნახშირბადის რეზინის (FKM) დალუქვის საშუალებებს აქვთ უფრო დაბალი მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა, დაახლოებით 250°C. ისინი ავლენენ საშუალო გამოყოფის სიჩქარეს (საჭიროებს დაბალი გამოყოფის ფორმულირებებს) და შესაფერისია მაღალი ვაკუუმისთვის (~10⁻⁴ – 10⁻⁷ Pa). მიუხედავად იმისა, რომ ასევე არ არიან მაგნიტური და საკმაოდ კარგ რადიაციულ წინააღმდეგობას სთავაზობენ, მათი ელასტიურობა კარგია და ისინი საშუალო ღირებულების ვარიანტს წარმოადგენენ.

შერჩევა და გამოყენების რეკომენდაციები

1. ​პრიორიტეტული შერჩევა:​
   • სუფთა, უკიდურესად მომთხოვნი ულტრამაღალი ვაკუუმური სისტემებისთვის (მაგ., ნაწილაკების ამაჩქარებლები, კოსმოსური გარემოს სიმულაციური კამერები),ლითონის საკეტები (ჟანგბადის გარეშე სპილენძი)არიანსასურველი და ყველაზე სანდოგადაწყვეტა.
   • ულტრამაღალი ვაკუუმის გარემოსთვის, რომელიც ასევე მოიცავსკოროზიული მედია(მაგ., ნახევარგამტარული გრავირების აირები) ან მოითხოვსუკეთესი ელასტიურობა და მარტივი მონტაჟი, ​პერფტორელასტომერი (FFKM)არის მაღალი ხარისხის ელასტომერული არჩევანი, მაგრამ ის უნდა დადასტურდეს, როგორცულტრა მაღალი ხარისხის მტვერსასრუტით გაწმენდაპროდუქტი.
   • თუ ვაკუუმის მოთხოვნა ოდნავ დაბალია (მაგ., მაღალი ვაკუუმი) და ტემპერატურის დიაპაზონი 250°C-ის ფარგლებშია,ფტორნახშირბადის რეზინი (FKM)არისეკონომიური და პრაქტიკულიარჩევანი.
2. ​დიზაინისა და მონტაჟის ძირითადი პუნქტები:​
   • ​ზედაპირის ხარისხი:ისზედაპირის უხეშობა (Ra)დალუქვის ზედაპირის ხარისხი გადამწყვეტია. ლითონის დალუქვისთვის, როგორც წესი, საჭიროა Ra ≤ 0.8 μm ან უფრო დაბალი. ელასტომერული დალუქვისთვის, უფრო მაღალი საფარი (Ra ≤ 0.4 μm) ხელს უწყობს ცვეთის და პოტენციური გაჟონვის წერტილების შემცირებას.
   • ​შეკუმშვის კოეფიციენტის კონტროლი:ისშეკუმშვის კოეფიციენტიმონტაჟის დროს დალუქვის რგოლის მდგომარეობა მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი. ზედმეტმა შეკუმშვამ შეიძლება გამოიწვიოს მუდმივი დეფორმაცია ან დაზიანება, ხოლო არასაკმარისმა შეკუმშვამ შეიძლება გამოიწვიოს გაჟონვა.
   • ​ერთგვაროვანი გამკაცრება:დაასაქმეთსიმეტრიული, მრავალჭანჭიკიანი გამკაცრების თანმიმდევრობაფლანგზე ძალის თანაბარი განაწილების უზრუნველსაყოფად, რაც ხელს უშლის დალუქვის ზედაპირის დეფორმაციას ან დამახინჯებას.
   • ​ცხობა:ულტრამაღალი ვაკუუმის სისტემები ხშირად საჭიროებენ გამოცხობას. ყოველთვის დარწმუნდით, რომ შერჩეული დალუქვის რგოლის მასალა შეიძლება...გაუძლოს სისტემის გამოცხობის ტემპერატურას.

რეზიუმე

პირობების თანახმადოთახის ტემპერატურა 250°C-მდე, მაგნიტური ველის არსებობა და ულტრამაღალი ვაკუუმის მოთხოვნა, ​ჟანგბადისგან თავისუფალი სპილენძის ლითონის ბეჭდები(განსაკუთრებით Conflat flange ან ზამბარიანი ენერგიით აღჭურვილი კონფიგურაციების შემთხვევაში) როგორც წესი, ყველაზე საიმედო და პირველად ტექნიკურ გადაწყვეტად ითვლება მათი...უკიდურესად დაბალი გამოყოფის სიჩქარე, შესანიშნავი მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა და არამაგნიტური თვისებებითუ ელასტომერები აუცილებელია სისტემის დიზაინის ან კოროზიული გარემოს დამუშავების საჭიროების გამო, მაშინპერფტორელასტომერი (FFKM)ერთადერთი ელასტომერული მასალაა, რომელსაც ერთდროულად შეუძლია დააკმაყოფილოს ეს ექსტრემალური მოთხოვნები, მაგრამ მზად უნდა იყოთ მისი მაღალი ღირებულებისთვის.

საბოლოო არჩევანი უნდა ეფუძნებოდეს ყოვლისმომცველ კომპრომისს, იმის გათვალისწინებით, რომვაკუუმის დონის სპეციფიკური ინდიკატორები, ბიუჯეტი, სისტემის სტრუქტურა და ტექნიკური მომსახურებისა და საიმედოობის მოთხოვნებიყველა შემთხვევაში, პრიორიტეტი უნდა მიენიჭოს დალუქვის კომპონენტების პროფესიონალი მომწოდებლების ტექნიკურ რჩევასა და მხარდაჭერას.