Η απόδοση των περισσότερωνσυστήματα κενούθα αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, ειδικά για τον εξοπλισμό κενού που χρησιμοποιείται στην παραγωγή, ο οποίος σχεδόν αναπόφευκτα αντιμετωπίζει προβλήματα όπως μείωση του βαθμού κενού. Μια κοινή αιτία αυτών των προβλημάτων είναι η διαρροή.
Η τακτική ανίχνευση διαρροών είναι σημαντική
Οι μεγάλες διαρροές είναι συνήθως πολύ εμφανείς: η πίεση στο θάλαμο κενού δεν μειώνεται με κανονικό ρυθμό ή η μέγιστη πίεση είναι σημαντικά υψηλότερη από την κανονική τιμή. Ωστόσο, μερικές φορές μικρές διαρροές είναι δύσκολο να εντοπιστούν λόγω της ευκολίας με την οποίααντλίες κενούμπορεί να χειριστεί φορτία αερίου που προκαλούνται από διαρροές. Ακόμα κι αν η ένδειξη του μετρητή κενού εξακολουθεί να είναι σε κανονικό επίπεδο, η εμφάνιση διαρροών μπορεί να φέρει απροσδόκητα αέρια (όπως οξυγόνο) στον θάλαμο κενού, τα οποία μερικές φορές μπορεί να έχουν πολύ σοβαρό αντίκτυπο στη διαδικασία (όπως ορισμένες διαδικασίες επίστρωσης) . Έτσι, ανεξάρτητα από το εάν υπάρχει σημαντική μείωση της πίεσης στο σύστημα κενού, θα πρέπει να διεξάγονται τακτικοί έλεγχοι διαρροών.
Πραγματική διαρροή και εικονική διαρροή
Δεν οφείλονται όλοι οι παρατεταμένοι χρόνοι άντλησης και η ακραία πτώση πίεσης σε διαρροή. Πριν χρησιμοποιήσετε έναν ανιχνευτή διαρροών για την ανίχνευση διαρροών, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε πώς να προσδιορίσετε εάν ο εξοπλισμός κενού έχει πραγματικά διαρρεύσει.
Οι ρύποι που συνδέονται με το εσωτερικό τοίχωμα ή το εσωτερικό τοίχωμα ενός θαλάμου κενού απελευθερώνουν συνεχώς αέριο υπό κενό και αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ξεφούσκωμα. Όταν υπάρχει νεκρός χώρος μέσα στον θάλαμο κενού και ο νεκρός χώρος συνδέεται με το εσωτερικό του θαλάμου μέσω ενός στενού καναλιού, το αέριο στον νεκρό χώρο θα απελευθερωθεί αργά υπό κενό, σχηματίζοντας ένα φαινόμενο παρόμοιο με ξεφούσκωμα ή διαρροή, το οποίο ονομάζεται συνήθως εικονική διαρροή.
Οι πραγματικές διαρροές μπορούν να βρεθούν μέσω της ανίχνευσης διαρροών και ο εξαερισμός μπορεί επίσης να επιλυθεί με τον καθαρισμό της εσωτερικής επιφάνειας του θαλάμου κενού. Ωστόσο, μόλις συμβεί μια εικονική διαρροή, είναι δύσκολο να εντοπιστεί και είναι απαραίτητο να αποφευχθούν όσο το δυνατόν περισσότερο οι δομές ή οι διαδικασίες που είναι επιρρεπείς σε εικονικές διαρροές κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και της κατασκευής, όπως συνδέσεις με σπείρωμα (μπορούν να χρησιμοποιηθούν κοίλα μπουλόνια εάν είναι απαραίτητο ), μακριές σχισμές ή τριχοειδή αγγεία, πλήρως συγκολλημένοι θάλαμοι και στις δύο πλευρές (τα παχύτερα κελύφη συνιστώνται να συγκολλούνται πλήρως στην πλευρά του κενού και να συγκολλούνται κατά διαστήματα στην ατμοσφαιρική πλευρά) και ούτω καθεξής.
Οι ακόλουθες δύο μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί εάν υπάρχει πραγματική διαρροή στο σύστημα κενού.
Ανάλυση καμπύλης πτώσης πίεσης
Τα ιστορικά δεδομένα των συστημάτων κενού είναι ένα από τα πιο πολύτιμα εργαλεία για την κατανόηση της απόδοσης των μεγάλων συστημάτων κενού. Οι έμπειροι τεχνικοί θα διατηρήσουν προσεκτικά τα ιστορικά δεδομένα και θα προσδιορίσουν γρήγορα την αιτία των προβλημάτων συγκρίνοντας την τρέχουσα καμπύλη πτώσης πίεσης με τον προηγούμενο κύκλο όταν το σύστημα ήταν σε καλή κατάσταση. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας την καμπύλη πτώσης πίεσης που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, είναι δυνατό να προσδιοριστεί εάν υπάρχει διαρροή.
Υπό τις ίδιες συνθήκες διεργασίας και την κανονική λειτουργία της αντλίας κενού, εάν υπάρχει πραγματική διαρροή, το αέριο που διαρρέει στον θάλαμο από το εξωτερικό θα προκαλέσει πτώση της πίεσης στο θάλαμο σε θέση υψηλότερη από την κανονική οριακή πίεση και στη συνέχεια δεν θα μειώνεται πλέον ούτε θα μειώνεται πολύ αργά. Η καμπύλη πτώσης πίεσης είναι παρόμοια με την επάνω καμπύλη στο παραπάνω σχήμα. Όταν υπάρχει ξεφούσκωμα ή εικονική διαρροή, το αέριο απελευθερώνεται αργά και ο ρυθμός ξεφουσκώματος μειώνεται. Το σύστημα μπορεί να φτάσει την αρχική οριακή πίεση, αλλά ο χρόνος για την επίτευξη της οριακής πίεσης επιβραδύνεται σημαντικά. Η καμπύλη πτώσης πίεσης είναι παρόμοια με τη μεσαία καμπύλη στο παραπάνω σχήμα.
Δοκιμή ανύψωσης πίεσης
Δοκιμή ανύψωσης πίεσης, επίσης γνωστή ως δοκιμή συγκράτησης πίεσης ή δοκιμή διατήρησης κενού. Το κλείσιμο της βαλβίδας μεταξύ της αντλίας κενού και του θαλάμου υπό κενό μπορεί να προκαλέσει αύξηση της πίεσης (αναπήδηση) στον θάλαμο λόγω ξεφουσκώματος, εικονικής διαρροής ή διαρροής. Διαιρώντας την αύξηση της πίεσης με τον χρόνο που έχει παρέλθει, ο ρυθμός αύξησης της πίεσης του συστήματος κενού μπορεί να υπολογιστεί και να απεικονιστεί ως καμπύλη όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η ταχύτητα ανόδου και πτώσης της πίεσης εκφράζεται συνήθως σε Pa/hr. Για γενικό βιομηχανικό εξοπλισμό κενού, πρέπει να διερευνηθεί και να επιλυθεί ένας ρυθμός αύξησης της πίεσης που υπερβαίνει το 1Pa/hr κατά τη διάρκεια της δοκιμής διατήρησης της πίεσης. Ορισμένος εξοπλισμός υψηλού κενού απαιτεί ρυθμό ανύψωσης πίεσης 0,5 Pa/hr ή ακόμη χαμηλότερο.
Οι δοκιμές πτώσης πίεσης και αύξησης πίεσης δεν θα εντοπίσουν διαρροές, αλλά υποδεικνύουν μόνο τη σωρευτική επίδραση όλων των πηγών αερίου (πραγματικές διαρροές και ξεφούσκωμα ή εικονικές διαρροές). Εάν υπάρχει υποψία πραγματικής διαρροής, το επόμενο βήμα είναι συνήθως η χρήση ανιχνευτή διαρροής ηλίου για ανίχνευση διαρροής.
Εξωτερική διαρροή και εσωτερική διαρροή
Η διαρροή στην οποία συνήθως αναφερόμαστε αναφέρεται σε εξωτερική διαρροή, δηλαδή διαρροή από το εξωτερικό προς το εσωτερικό του θαλάμου κενού ή του αγωγού. Η εσωτερική διαρροή αναφέρεται στη διαρροή που συμβαίνει μεταξύ δύο θαλάμων κενού που θα έπρεπε να έχουν απομονωθεί, μεταξύ δύο αγωγών κενού που απομονώνονται με βαλβίδες ή μεταξύ ενός θαλάμου κενού και ενός αγωγού.
Οι εξωτερικές διαρροές μπορούν εύκολα να ανιχνευθούν μέσω ανιχνευτών διαρροής, ενώ οι εσωτερικές διαρροές μπορούν να προκριθούν μόνο μέσω συντήρησης τμηματικής πίεσης και άλλων μεθόδων. Στη συνέχεια, ο αγωγός στη μία πλευρά της ύποπτης βαλβίδας μπορεί να αφαιρεθεί και να πραγματοποιηθεί ανίχνευση διαρροής (ή ένας ανιχνευτής διαρροής μπορεί να συνδεθεί στη μία πλευρά της ύποπτης βαλβίδας και αέριο ήλιο μπορεί να γεμίσει στον αγωγό στην άλλη πλευρά για ανίχνευση διαρροής).
Δυναμική διαρροή
Σε συστήματα κενού όπου υπάρχει μετάδοση κίνησης, χρησιμοποιούνται δυναμικές στεγανοποιήσεις. Αυτές οι δυναμικές δομές στεγανοποίησης είναι πιθανό να σφραγίζουν καλά σε στατικές συνθήκες αλλά παρουσιάζουν διαρροή κατά την κίνηση. Για παράδειγμα, οι βαλβίδες που χρησιμοποιούν ελαστικά στεγανοποιητικά άξονα για δυναμική στεγανοποίηση (μεταξύ του στελέχους βαλβίδας και του σώματος της βαλβίδας) είναι πιο επιρρεπείς σε αυτό το φαινόμενο. Η πιθανότητα να συμβεί αυτό το φαινόμενο δεν είναι μεγάλη, αλλά λόγω του γεγονότος ότι η βαλβίδα είναι συνήθως σε ανοιχτή ή κλειστή κατάσταση κατά την ανίχνευση διαρροής, αυτή η δυναμική διαρροή είναι δύσκολο να εντοπιστεί.
Για κρίσιμες διαδικασίες, η επιλογή βαλβίδων σφραγισμένων με κυματοειδείς σωλήνες μπορεί να μειώσει σημαντικά την πιθανότητα δυναμικής διαρροής. Εάν η βαλβίδα εξακολουθεί να είναι σφραγισμένη με στεγανοποιητικό άξονα, κατά την ανίχνευση διαρροής, ο ψεκασμός ηλίου στη θέση του στελέχους της βαλβίδας κατά τη λειτουργία της βαλβίδας μπορεί γρήγορα να προσδιορίσει εάν υπάρχει δυναμική διαρροή στη βαλβίδα.
