Вакуумная арматура для производства качественной продукции

Навигация:

1. Условия работы вакуумной арматуры и их особенности
2. Состав вакуумных установок различных видов
3. Обнаружение мест подсосов
4. Оптимальный выбор вакуумной арматуры в зависимости от условий эксплуатации
5. Способы повышения температуры прогрева колпака в вакуумных напылительных установках
6. Применение вакуумной арматуры

К регулирующей вакуумной арматуре относят угловые и проходные вентили, которые используются тогда, когда нужно регулировать давление в вакуумной системе. В качестве уплотнения запорного органа применяются фторопластовые, резиновые или выполненные из металла кольца. Иногда уплотнение может быть сделано из нескольких материалов путем их комбинации. Без коммутационной вакуумной арматуры не может обойтись ни одна новая вакуумная установка. К ней относят:

• затворы,
• краны,
• окна смотровые,
• натекатели,
• клапаны и др.

Важно знать, что для вакуумной арматуры требуется очень высокая герметичность всех частей и минимальное отделение газа с её уплотнителей и стенок. Ее разделяют по принципу работы на дозирующую и запирающую.

Условия работы вакуумной арматуры и их особенности

1. Температура рабочей среды

Она в сильно зависит от технологического процесса, в котором используется установка. Обычно температура находится в границах -70-150 градусов Цельсия.

2. Полная герметичность соединений и плотность прокладочных и конструкционных материалов

Это главное требование, которое предъявляется к такой арматуре. Стоит отметить, что такая система нуждается в дополнительной вакуумной арматуре, а также использовании насосов для вывода конденсата из соленых отсеков. Это приводит к увеличению трубной системы и к утере конденсата. Серьезным недостатком системы является то, что она не очень хорошо работает именно в соленых отсеках. В целом же она довольно простая.

3. Герметизация запорного органа

В вакуумной арматуре это делается с помощью сделанных из металла или резины уплотнительных колец. Сильфонные вентили имеют сильфоны из стойкой к коррозии стали, полутомпака Л80, фторопласта и прочих современных материалов. В вентилях с диаметром прохода не более 1 см в запорном органе может быть мембранное уплотнение. Также выделяют вакуумную арматуру сверхвысокого давления (превышает 100 МПа). Она изготавливается на вакуум или рабочее давление по особым нормативам. К таким элементам относят вакуумную арматуру, выпускаемую промышленными предприятиями, — различные вентили, которые служат для перекрытия трубопроводов высокого вакуума или предварительной откачки. Так в вакуумных системах нашли широкое применение вентили следующих типов:

— дроссельные, разрешающие равномерное регулирование давления;

— РП;

— ЭП-2;

— ЭР-1У;

— клапаны МК с электромотором, дающие возможность дистанционно управлять процессом откачки;

— УРС.

Состав вакуумных установок различных видов

Агрегат может включать кроме сверхвысоковакуумного насоса ГИН-5 также насос Н-5 СМ-1 и вакуумную арматуру. Все операции, кроме подвода воды для охлаждения, имеют дистанционное управление. В состав агрегатов ЦВА входят два насоса ЦВН, сосуд Дьюара из металла, вакуумная арматура и электронагреватель, установленный в корпусе насоса. Монтаж всех узлов системы производится на стойке из прочного металла. В состав вакуумной системы установок для тепловой микроскопии входят рабочая камера, вакуум-проводы, вакуумная арматура (затворы, вентили, клапаны), откачивающие вакуумные насосы, датчики давлений. При проведении проектных и монтажных работ вакуумных установок нужно внимательно отнестись к выбору уплотнения разъемных соединений и вакуумной арматуры. От этого будет зависеть качественная работа системы. Вакуумная арматура в таких установках используется для присоединения приборов измерения, разделения системы на отдельные участки, а также для других потребностей.

Обнаружение мест подсосов

Использование для выявления подсосов технических средств следует производить только после проведения некоторых действий профилактического характера. К ним относят манипуляции по попеременному отключению насосов по потокам, имеющим всасывающие трубопроводы под вакуумом, уплотнение консистентной смазкой мест выхода штоков. Эти простые манипуляции дают возможность обнаружить и снизить величину подсосов в вакуумную систему. Это продлить срок ее эксплуатации. Использование пружинных и рычажных предохранительных клапанов прямого действия, которые функционируют автономно без внешних источников энергии, невозможно. Это связано с тем, что в вакуумной арматуре снижено давление среды.

Оптимальный выбор вакуумной арматуры в зависимости от условий эксплуатации

Для каждого участка трубопровода и узла характерны свои эксплуатационные и энергетические режимы. Каждый из них нужно оснащать арматурой соответствующего класса, с соблюдением требуемых параметров. Это очень важно для стабильной работы системы. Например, трубопроводы (сбросная линия рециркуляции, линия подвода дополнительной обессоленной воды), которые соединены непосредственно с конденсатором оснащаются вакуумной арматурой, поскольку того требуют условия их работы. Для предотвращения возможного всасывания воздуха на трубопроводах неглубокого вакуума применяют сальниковое устройство с промежуточной грундбуксой, которая через отверстие с резьбой присоединяется к водопроводу (создается гидравлический затвор), или заполняется маслом. Также засасывание воздуха можно устранить при помощи гидравлического затвора, выполненного в виде резервуара, размещенного над сальником.

Важный параметр прочности, учитывающий рабочее давление и температуру, — условное давление. Это своего рода гарантия стабильной работы. Для определенного вида изделия оно соответствует допустимому рабочему давлению, при котором гарантируется продолжительная и безопасная работа частей соединения арматуры и трубопроводов, при температуре 20 градусов Цельсия. Также существуют виды вакуумной и сверхвысокого давления арматуры, изготавливаемые на вакуум или рабочее давление по особым техническим нормативно-правовым актам. На механических свойствах материалов конструкции негативно сказываются высокие температуры, поэтому для арматуры с высоким значением рабочей температуры разрешено рабочее давление ниже, чем условное. Вероятнее всего обнаружить всасывание воздуха можно в таких местах, как всевозможная вакуумная арматура (без уплотнения водой), сальники насосов для конденсата, задвижки, водоуказательные приборы, фланцевые соединения и атмосферный клапан. Для выявления неплотностей можно создавать с помощью сжатого воздуха дополнительное давление. Также их находят по местам подтекания воды.

Способы повышения температуры прогрева колпака в вакуумных напылительных установках

Существенно повысить прогрев колпака в таких установках позволяет замена резиновых уплотняющих прокладок на эластомер типа витон. Так до замены прогрев колпака производился только до температуры 80 — 90 градусов Цельсия, а после замены уже до 160-200 градусов Цельсия. Как видно увеличение произошло практически в два раза. Это существенный показатель. Но этого все равно не достаточно, поскольку для достижения более высокого вакуума требуется обезгаживание стенок, находящихся внутри вакуумной арматуры. Это достигается только посредством продолжительного прогрева при температуре 400-450 градусов Цельсия. Такую значительную температуру способны выдерживать лишь медные или алюминиевые уплотнительные прокладки.

Для вакуумного пространства электропечей литые металлы не подходят. Это связано с их пористой структурой. Иногда все же бывают исключения и литье применяют. Для таких печей допускается использование качественного чугунного, цветного, стального литья, но только после тщательной проверки специальным прибором на непроницаемость. Это нужно делать обязательно. Наиболее часто в вакуумную технику высококачественного литья можно встретить в форвакуумных механических насосах. Здесь литые детали контактируют с вакуумным маслом. Это обстоятельство позволяет нивелировать негативное действие пористости. Также возможно использование литья для изготовления вакуумной арматуры, которая будет эксплуатироваться на линиях низкого вакуума.

Применение вакуумной арматуры

Вакуумной арматурой пользуются при устройстве вакуумной изоляции мест хранения сжиженных газов и трубопроводов, по которым они передаются. Вакуумные сильфонные вентили, в которых шток движется поступательно, нашли применение в качестве запорной арматуры, если диаметр прохода не превышает 25 см. Задвижки подходят в большинстве случаев для проходов с большим диаметром. Их использование довольно ограничено. Хотя без них в некоторых случаях будет сложно обойтись.

Пробковые краны, требующие использования смазки, в вакуумной арматуре не слишком распространены. Пары от смазки могут проникать в вакуумную систему, а это в некоторых случаях недопустимо и очень опасно. Управлять вакуумной арматурой можно и в ручном режиме, и дистанционно. Все зависит от технологических возможностей и потребностей процесса. При этом можно использовать различного рода приводы и клапаны.

Если требуется запорная арматура и диаметр прохода составляет не более 250 мм, то часто применяют вакуумные сильфонные вентили, в которых шток движется поступательно.