De flestes præstationervakuum systemervil ændre sig over tid, især for vakuumudstyr, der anvendes i produktionen, som næsten uundgåeligt oplever problemer såsom et fald i vakuumgraden. En almindelig årsag til disse problemer er lækage.
Regelmæssig lækagedetektion er vigtig
Store utætheder er normalt meget tydelige: trykket i vakuumkammeret falder ikke med normal hastighed, eller det maksimale tryk er væsentligt højere end den normale værdi. Men nogle gange er små lækager svære at opdage på grund af den lethed, hvormedvakuum pumperkan håndtere gasbelastninger forårsaget af utætheder. Selvom aflæsningen af vakuummåleren stadig er på et normalt niveau, kan forekomsten af lækager stadig bringe uventede gasser (såsom oxygen) til vakuumkammeret, hvilket nogle gange kan have en meget alvorlig indvirkning på processen (såsom visse belægningsprocesser) . Så uanset om der er et væsentligt fald i trykket i vakuumsystemet, bør der udføres regelmæssig lækagetest.
Reel lækage og virtuel lækage
Ikke al forlænget pumpetid og ekstremt trykfald skyldes lækage. Før du bruger en lækagedetektor til at opdage lækager, er det nødvendigt at forstå, hvordan man kan fastslå, om vakuumudstyret virkelig er lækket.
De forurenende stoffer, der er knyttet til indervæggen eller indervæggen af et vakuumkammer, frigiver kontinuerligt gas under vakuum, og dette fænomen kaldes deflation. Når der er et dødrum inde i vakuumkammeret, og det døde rum er forbundet med indersiden af kammeret gennem en smal kanal, vil gassen i det døde rum langsomt frigives under vakuum, hvilket danner et fænomen, der ligner deflation eller lækage, hvilket kaldes normalt virtuel lækage.
Reelle utætheder kan findes gennem lækagedetektion, og udluftning kan også løses ved at rense den indvendige overflade af vakuumkammeret. Men når der først opstår en virtuel lækage, er den svær at opdage, og det er nødvendigt at undgå strukturer eller processer, der er tilbøjelige til virtuelle lækager så meget som muligt under design og fremstilling, såsom gevindforbindelser (hule bolte kan bruges om nødvendigt ), lange slidser eller kapillærer, fuldsvejsede kamre på begge sider (tykkere skaller anbefales at være fuldsvejset på vakuumsiden og intermitterende svejset på den atmosfæriske side) og så videre.
Følgende to metoder kan bruges til at afgøre, om der er en reel lækage i vakuumsystemet.
Analyse af trykfaldskurve
De historiske data for vakuumsystemer er et af de mest værdifulde værktøjer til at forstå ydeevnen af store vakuumsystemer. Erfarne teknikere vil omhyggeligt gemme historiske data og hurtigt fastslå årsagen til problemer ved at sammenligne den aktuelle trykfaldskurve med den foregående cyklus, da systemet var i god stand. For eksempel ved at bruge trykfaldskurven vist i følgende figur, er det muligt at afgøre, om der er en lækage.
Under de samme procesforhold og normal drift af vakuumpumpen, hvis der er en reel lækage, vil gassen, der lækker ind i kammeret udefra, få trykket i kammeret til at falde til en position højere end det normale grænsetryk, og derefter det vil ikke længere falde eller falde meget langsomt. Trykfaldskurven svarer til den øverste kurve i ovenstående figur. Når der er tømning eller virtuel lækage, frigives gassen langsomt, og tømningshastigheden falder. Systemet kan nå det oprindelige grænsetryk, men tiden til at nå grænsetrykket bremses betydeligt. Trykfaldskurven svarer til den midterste kurve i ovenstående figur.
Trykstigningstest
Trykstigningstest, også kendt som trykholdetest eller vakuumholdetest. Lukning af ventilen mellem vakuumpumpen og kammeret under vakuum kan forårsage en stigning i trykket (rebound) i kammeret på grund af tømning, virtuel lækage eller lækage. Ved at dividere trykstigningen med den forløbne tid kan vakuumsystemets trykstigningshastighed beregnes og plottes som en kurve som vist i følgende figur. Hastigheden af trykstigning og -fald udtrykkes normalt i Pa/time. For generelt industrielt vakuumudstyr skal en trykstigningshastighed på over 1 Pa/time under trykholdetest undersøges og løses. Noget højvakuumudstyr kræver en trykstigningshastighed på 0,5 Pa/time eller endnu lavere.
Trykfalds- og trykstigningstesten vil ikke lokalisere utætheder, men kun angive den kumulative effekt af alle gaskilder (faktiske utætheder og deflation eller virtuelle utætheder). Hvis der er mistanke om en reel lækage, er næste skridt normalt at bruge en helium lækagedetektor til lækagedetektion.
Ekstern lækage og intern lækage
Den lækage, vi normalt henviser til, refererer til ekstern lækage, det vil sige lækage fra ydersiden til indersiden af vakuumkammeret eller rørledningen; Intern lækage refererer til den lækage, der opstår mellem to vakuumkamre, der skulle have været isoleret, mellem to vakuumrørledninger, der er isoleret af ventiler, eller mellem et vakuumkammer og en rørledning.
Eksterne lækager kan let opdages gennem lækagedetektorer, mens interne lækager kun kan forudbedømmes gennem segmenteret trykvedligeholdelse og andre metoder. Derefter kan rørledningen på den ene side af den mistænkelige ventil fjernes, og lækagedetektion kan udføres (eller en lækagedetektor kan tilsluttes den ene side af den mistænkelige ventil, og heliumgas kan fyldes i rørledningen på den anden side for lækagedetektion).
Dynamisk lækage
I vakuumsystemer, hvor der er bevægelsestransmission, anvendes dynamiske tætninger. Disse dynamiske tætningsstrukturer tætner sandsynligvis godt under statiske forhold, men lækker under bevægelse; For eksempel er ventiler, der bruger gummiakseltætninger til dynamisk tætning (mellem ventilstammen og ventilhuset), mere tilbøjelige til dette fænomen. Sandsynligheden for, at dette fænomen opstår, er ikke stor, men på grund af det faktum, at ventilen normalt er i åben eller lukket tilstand under lækagedetektion, er denne dynamiske lækage svær at opdage.
For kritiske processer kan valg af ventiler forseglet med korrugerede rør i høj grad reducere sandsynligheden for dynamisk lækage; Hvis ventilen stadig er forseglet med en akseltætning, under lækagedetektion, kan sprøjtning af helium ved ventilspindelpositionen under betjening af ventilen hurtigt afgøre, om der er dynamisk lækage i ventilen.
