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.