Свойства вакуума |
Особенности вакуумных систем |
контрольно-измерительная аппаратура |
Течеискатели |
Вакуумные материалы |
Уплотнители и и смазки |
Вакуумные вентили и переходники |
Запорные устройства |
Способы соединения вакуумных систем |
Общие принципы |
Подбор вакуумных насосов |
Масляные средства откачки |
Вакуумометрические приборы |
Вакуумные установки |
Сорбционные средства откачки |
Физические явления в вакууме |
Подготовка деталей « сборочных единиц вакуумной системы к сборке |
Разное - Применение вакуумной техники | ||||
В процессе эксплуатации вакуумного оборудования периодически возникает необходимость в разборке вакуумной установки в связи с ремонтом или профилактической очисткой вакуумной системы от технологических загрязнений и загрязнений, обусловленных действием средств откачки, а также с целью замены или пополнения рабочего вещества вакуумных насосов. Общеизвестно, что одна из самых серьезных трудностей, с которыми приходится сталкиваться при эксплуатации вакуумных систем,— это очистка поверхности деталей от различных загрязнений.
Поверхности, находящиеся в вакуумной полости, должны быть не просто чистыми в обычном понимании этого слова, а должны быть свободны от микроскопических частиц, газов и паров, вредно действующих на обрабатываемое изделие и саму вакуумную систему. В процессе подготовки деталей к сборке должны быть удалены сконденсировавшиеся на поверхности пары различных веществ, таких, как вода, масло, различные жировые вещества. Кроме того, должны быть ликвидированы условия для сорбции больших количеств газа из окружающей среды, т. е. должны быть ликвидированы пористые пленки окислов и других нерастворимых соединений. Последнее достигается механической и химической очисткой.
Особое место занимают первоначальная сборка установки в процессе ее изготовления и разборка и сборка установки в период ввода ее в эксплуатацию. Внимательность и тщательность при подготовке деталей и сборке установки существенно влияют на получение необходимых эксплуатационных характеристик установки. В процессе подготовки и сборки, как правило, выявляются и устраняются все неточности в изготовлении деталей и сборочных единиц. Неточности же в самой подготовке и сборке приводят часто к тому, что установка оказывается неработоспособной или на ней не удается получить паспортных характеристик. К сборке готовят сборочные единицы, такие, как клапаны, затворы, ловушки, трубопроводы, и отдельные детали, такие, как уплотнители, изоляторы, переходные фланцы и т. д. Подготовка заключается в обезжиривании и очистке всех поверхностей, находящихся в вакууме, в устранении механических повреждений, в проверке легкости сочленения отдельных деталей и сборочных единиц, в проведении специальных операций, таких, как отжиг металлических уплотнителей и т. д.
Сборочные единицы, являющиеся самостоятельными изделиями, такие, как насосы, клапаны, ловушки, должны быть полностью собраны и их фланцевые соединения проверены на герметичность. Если производится первоначальная сборка после замены корпусных или других ответственных деталей, то на герметичность проверяются не только фланцевые соединения, но и сварные швы. Кроме того, изделие в целом должно быть проверено на соответствие паспортным данным или требованиям технических условий. При этом отдельные детали должны отвечать всем требованиям чертежа. Рекомендуется следующая последовательность подготовки элементов вакуумной системы к сборке: средства откачки, запорная арматура, ловушки, трубопроводы, средства измерения давления, отдельные детали рабочая камера. С момента готовности рабочей камеры начинается сборка установки.
Правила подготовки вакуумных насосов были изложены выше в соответствующих главах. Перед разборкой для промывки запорной арматуры прежде всего проверяются работоспособность и легкость хода привода. Полная разборка элементов привода, включая элементы, работающие в атмосфере, с целью проверки их состояния производится обычно в каждую третью разборку установки с целью чистки вакуумной системы. Если привод сохраняет легкость хода, то отделяют элементы, работающие на атмосфере, в максимально собранном виде, а остальные элементы подлежат полной разборке. При разборке запорной арматуры особое внимание обращают на состояние седла и заслонки. Рабочая поверхность металлических заслонок, являющихся одновременно уплотнителем, при сильной выработке протачивается на токарном станке или заслонка заменяется новой.
После устранения возможных механических повреждений все элементы, находящиеся в вакуумной полости, тщательно промываются. Для этого разборка должна быть максимально полной, все стопорные винты должны быть вывернуты, шплинты, шпильки — вынуты, разъемные сочленяющиеся детали — разъединены.
В качестве моющих средств чаще всего применяют бензин, ацетон, спирт, трихлорэтилен и другие распространенные растворители. Бензин и трихлорэтилен применяют для обезжиривания поверхностей, ацетон и спирт сушат поверхность. Наибольший эффект очистки достигается при промывке в парах растворителя. В лабораторных условиях иногда применяется такая последовательность очистки металлических и неметаллических деталей вакуумных систем: механическая очистка, промывка бензином или трихлорэтиленом, промывка ацетоном или спиртом, протирка сухой бязью и сушка. Не рекомендуется промывать резиновые уплотнители бензином, так как последний растворяет резину.
Медные уплотнители перед постановкой их во фланцевые или щтуцерные соединения должны быть отожжены и осветлены. В отдельных случаях отжиг может производиться обычной пламенной горелкой. Осветляют медь концентрированной соляной кислотой или специальными осветляющими растворами. В лабораторной практике, когда отсутствуют условия для нормального отжига и осветления медных уплотнителей, поступают следующим образом. Пламенной горелкой равномерно нагревают уплотнитель до светло-красного свечения. Накаленный уплотнитель опускают в ванну с этиловым спиртом. При охлаждении в спирте медь осветляется. Возвращаясь к запорной арматуре, следует сказать, что после соответствующей подготовки деталей вакуум, ной полости, сборки ее и соединения с приводом, проверки легкости хода привода фланцевые соединения и пара седло — заслонка в обязательном порядке должны быть проверены на герметичность. Последней операцией подготовки запорной арматуры является пополнение смазки в парах трения, где это предусмотрено конструкцией. Если производилась полная разборка привода, то он смазывается в процессе сборки.
Подготовленные узлы хранятся в сухом помещении на стеллажах в полиэтиленовых мешках.Подготовка корпусов и различных деталей ловушек производится аналогично. Правила подготовки сорбента были изложены раньше. Заполнение непрогреваемых сорбционных ловушек сорбентом производится непосредственно перед постановкой их в вакуумную систему.Соединительные трубопроводы подвергают чистке и промывке после того, как подготовлены к сборке все остальные, кроме рабочей камеры, элементы вакуумной системы, включая манометрические преобразователи и деформационные вакуумметры. Рабочая камера — узел, который готовится к сборке последним. Для этого производятся полная разборка рабочей камеры, тщательная чистка и промывка всех деталей камеры. Как показывает опыт эксплуатации вакуумного оборудования, время, сэкономленное в результате спешки и небрежности на неполной разборке и недостаточной тщательности промывки, оборачивается многократными потерями времени при запуске установки и получении предельного остаточного давления. После того, как готовы к сборке все детали рабочей камеры, очищается и промьюается корпус рабочей камеры. Подготовленный к сборке корпус рабочей камеры нежелательно оставлять открытым на атмосфере на длительное время. Если подготовлены и подогнаны все элементы вакуумной системы, проверена легкость сочленения фланцевых и штуцерных соединений, сборка вакуумной системы, даже сложной, может быть произведена в течение одного рабочего дня.
В числе прочих элементов рабочей камеры могут присутствовать высоковольтные керамические изоляторы. При механической очистке многих видов твердых керамик поверхность не очищается, а, наоборот, загрязняется. Очистку многих керамических изоляторов производят травлением в плавиковой кислоте. Очищенных керамических изоляторов нельзя касаться руками. Их нужно брать пинцетом с наконечниками из неметаллического материала или в перчатках. Хранить их лучше в эксикаторе. 8-3. Монтаж вакуумной системы Приступая к монтажу вакуумной системы, необходимо иметь на рабочем месте сборочный чертеж и схему вакуумной системы. Это в значительной степени избавляет от возможных ошибок и сокращает время монтажа. Приступать к монтажу рекомендуется только тогда, когда подготовлены все элементы вакуумной системы. Последовательность монтажа вакуумной системы определяется ее конструкцией. Для закрепления элементов вакуумной системы в пространстве любая установка имеет несущие элементы: раму, кронштейны и т. д. Для значительной части элементов вакуумной системы, таких, как запорная арматура малого и среднего проходного сечения, трубопроводы, ловушки, компенсаторы, несущими являются другие элементы вакуумной системы. Монтаж начинается с закрепления на раме несущих (как правило, крупногабаритных, тяжелых) элементов вакуумной системы, таких, как рабочая камера, насосы, затвор. Несущих элементов, не считая рамы, обычно бывает несколько, Между ними где-либо в соединительной трубопроводной коммуникации устанавливаются сильфонные компенсаторы, которые облегчают стыковку трубопроводов соединительной коммуникации в случае некоторой неточности в их взаимном расположении. Если часть коммуникации выполнена резиновыми или другими гибкими шлангами, то сильфонные компенсаторы, естественно, отсутствуют, так как шланги почти всегда обладают большей жесткостью и упругостью, чем сильфонные компенсаторы. Последнее обстоятельство при последовательном соединении компенсатора и гибкого шланга может привести к поломке сильфонного компенсатора и появлению течи. После закрепления основных несущих элементов вакуумной системы приступают к монтажу остальной части вакуумной системы. Все несущие элементы, имеющие жесткую кинематическую связь с другими механическими устройствами, устанавливаются в первую очередь. После проверки работоспособности всего устройства они жестко закрепляются и еще раз проверяются на легкость перемещения движущихся частей. При монтаже вакуумной системы необходимо соблюдать следующие основные требования: 1) монтаж должен быть последовательным, элемент за элементом по схеме вакуумной системы от одного несущего элемента к другому; 2) монтаж должен заканчиваться на том элементе, непосредственно на котором устанавливают компенсатор: 3) если компенсатор установлен в середине коммуникации между несущими элементами, то вначале монтируют более короткую и жесткую часть коммуникации, затем более длинную и гибкую, после чего устанавливают компенсатор; 4) при наличии нескольких линий откачки, например основной и байпасной соответственно с несколькими компенсаторами, вначале монтируют основную линию откачки, затем байпасную; 5) дополнительные крепежные элементы, такие, как хомуты на трубопроводной коммуникации, устанавливают без жесткой затяжки, оставляя некоторую свободу перемещения элемента, при установке соответствующего элемента системы. Окончательная затяжка дополнительных крепежных элементов производится после окончательной затяжки всех фланцевых соединений данной линии. При сборке желательно соблюдать последовательность монтажа не только в пределах между двумя несущими элементами, но и установки в целом. В процессе сборки соединения элементов вакуумной системы проверяются на герметичность. Существуют два способа проверки на герметичность — проверка установки в целом после сборки всей вакуумной системы и поэлементно или отдельными узлами непосредственно в процессе сборки вакуумной системы. Для крупногабаритных установок с разветвленной вакуумной системой с большим количеством элементов предпочтение следует отдать второму способу. В этом случае монтаж соединительных коммуникаций начинают с низковакуумной части установки с тем, чтобы низковакуумный насос установки использовать в качестве вспомогательного при контроле герметичности. Узлы и элементы вакуумной системы в отдельности могут быть испытаны на герметичность с большей чувствительностью, чем те же узлы и элементы в составе вакуумной системы. Если ib процессе сборки сложной вакуумной системы доступ к какому-либо элементу становится затруднительным, то необходимо проверить герметичность соединения этого элемента с соседними до постановки других элементов вакуумной системы. Небольшие и простые установки обычно проверяют на герметичность после сборки всей вакуумной системы. К небольшим и простым установкам следует относить такие, в которых после сборки всей вакуумной системы имеется свободный доступ к любому элементу вакуумной системы для его монтажа и демонтажа. Наибольшее время в сборке вакуумной системы отнимает герметизация соединений. Правильно выбранные последовательность и усилие затяжки фланценых соединений обеспечивают быстрое, легкое и надежное уплотнение. Эластомерные уплотнители, например резиновые, чаще всего плотно входят в предназначенную для них канабку ё одном из фланцев соединения, что исключает его случайное выпадение при установке элемента на место. Фланцевые соединения с резиновым уплотнителем рекомендуется уплотнять в следующей последовательности. Устанавливают и закручивают вручную все болты до соприкосновения их с фланцем. Затягивают два диаметрально противоположных болта, следя за тем, чтобы фланцы оставались параллельными. При этом натяг других болтов ослабевает. Как только они освободятся, начинают затягивать другие диаметрально противоположные болты. По мере уплотнения соединения уменьшается освобождение болтов, расположенных рядом со стягиваемыми. Фланцевые соединения с резиновым уплотнителем, рассчитанные на смыкание фланцев, затягивают до плотного прилегания фланцев. При затяжке фланцевых соединений с резиновым уплотнителем, работающих с зазором между фланцами, следят за тем, чтобы зазор был равномерным по всему соединению и усилие затяжки всех болтов было одинаковым. Последовательность затяжки фланцевых соединений с металлическим уплотнителем несколько иная. Уплотнитель вкладывают во фланец с канавкой. Если фланец расположен вертикально или горизонтально канавкой вниз и уплотнитель выпадает из углубления во фланце, то его слегка деформируют так, чтобы он не выступал из углубления и не выпадал из него при аккуратном переворачивания фланца. При соединении фланцев выступ фланца с «зубом» должен войти в углубление фланца с канавкой. Вставляют болты и затягивают их вручную до соприкосновения с поверхностью фланца. Аналогично затяжке фланцевого соединения с резиновым уплотнителем затягивают фланцевое соединение до упора выступа по наружному диаметру фланца с «зубом» во фланец с канавкой.
Дальнейшая затяжка соединения ведет к упругой деформации фланца и неупругой деформации уплотнителя, к созданию герметичного уплотнения. В этот момент рекомендуется последовательная по кругу затяжка рядом расположенных болтов, причем затяжку следует производить поворотом гайки, удерживая болт другим ключом. Каждую гайку поворачивают на половину или три четверти оборота. В случае болтового соединения с мелкой резьбой угол поворота в 1,2—1,5 раза больше.
При круговой затяжке болты с диаметрально противоположной стороны несколько ослабевают. Рекомендуется время от времени подкручивать их вручную до соприкосновения с фланцем. По мере возрастания усиления затяжки угол поворота гайки при каждом шаге затяжки уменьшают до половины и даже четверти и меньше оборота. Опасна чрезмерная первоначальная затяжка первых болтов, так как при этом возникает чрезмерная местная деформация уплотнителя, которая при круговой затяжке будет перемещаться в виде волны с образованием складки на уплотнителе при завершении первого круга затяжки. В этом случае усилия в начале и конце круга затяжки будут существенно разными.
Наибольшую трудность, в особенности при повторных сборках установки, представляет собой герметизация штуцерных соединений с металлическим уплотнителем, где усилие на уплотнитель создается с помощью одной гайки. В таких соединениях наиболее вероятно обнаружение течи после затяжки. Течь может оставаться даже при очень больших усилиях затяжки. Чаще всего это усилие обусловлено не воздействием на уплотнитель, а силой трения, возникающей в резьбовой паре из-за окисления металла. Смачивание резьбы легкоиспаряющимся растворителем, например спиртом или ацетоном, уменьшает силу трения и ликвидирует характерный резкий скрип.
В последнюю очередь устанавливают стеклянные манометрические преобразователи, электрические вводы и всевозможные датчики. По окончании монтажа вакуумной системы приступают к монтажу системы охлаждения. Монтаж системы охлаждения ведется металлическими трубками со штуцерными соединениями. Переходные участки могут быть выполнены дюритовыми шлангами. Поверх дюритового шланга в месте его соединения с металлической трубкой устанавливается специальный бандаж или делается бандаж из мягкой про-волоки. Переходные участки с дюритовыми шлангами крайне нежелательны для стационарных установок. Производя монтаж системы охлаждения, не следует перетягивать штуцерные соединения, так как большие усилия, развиваемые на резьбовой паре, могут привести к преждевременному выходу из строя штуцерною соединения. Тем более, что для жидкости не требуется высокой степени герметичности. По окончании монтажа системы охлаждения проверяют ее герметичность подачей воды. Не допускается применение замазок и закрашивания мест течи воды по штуцерным соединениям. Они обязаны обеспечивать необходимую герметичность по воде без дополнительных мер герметизации. Если течь все-таки имеется, необходимо проверить целостность штуцерного соединения и заменить уплотнитель. Установкой необходимых нагревателей, кожухов, размещением контрольно-измерительных приборов и соединением их шлангами с датчиками, подачей электропитания заканчивается монтаж вакуумной установки.
|
= | |