Тэг: Вакуум

Термин вакуум происходит от латинского. вакуум (пустой) и в технической практике относится к пространству, в котором давление газа значительно ниже, чем в пространстве с атмосферным давлением. В соответствии со значением давления (в следующих текстах мы будем использовать исключительно положительное соглашение, означающее, что наименьшее достижимое давление имеет значение 0), мы различаем вакуум на разные степени, которые затем находят различное применение в технической практике и в академическое исследование. Проще говоря, чем ниже давление, которого мы хотим достичь, тем более сложное оборудование мы должны использовать для его создания, поддержания и измерения.

Для создания вакуума (понижения давления) используются вакуумные насосы различных типов и конструкций. Среди наиболее известных типов масляные роторные, поршневые, винтовые, турбомолекулярные, а в научных исследованиях используются ионные, криогенные, сорбционные, сублимационные и так называемые геттерные насосы (вакуумные насосы).

Мы измеряем вакуум (отрицательное давление) с помощью манометров, называемых на практике «вакуумметрами», различных принципов, в зависимости от требуемого диапазона, точности измерения и технологической атмосферы. В целом, чем точнее мы хотим измерить и чем ниже измеряемое давление, тем более требовательным становится измерение и тем более чувствительными к повреждениям являются манометры.

Почему мы используем вакуум (отрицательное давление) в технической практике?

• с уменьшением давления температура плавления и кипения веществ также снижается энергосбережение пониженная температура также подходит для некоторых процессов для защиты исходного и конечного продукта
• пониженное содержание некоторых газов (обычно кислорода) в рабочей атмосфере снижает влияние химических реакций на продукты и материалы реакционных камер
• некоторые инженерные приложения требуют, чтобы поток (градиентное направление потока материала) функционировал
• некоторые приложения требуют замены атмосферы или удаления технологических газов и паров и многие другие.

Использование вакуума в технической практике

• захват материала и заготовок (pick and place)
• транспортировка сыпучих материалов, паров и газов
• пищевая и перерабатывающая промышленность (упаковка, сублимационная сушка и т.д.)
• машиностроение (термообработка, подготовка слоев и т.д.)
• химическая и фармацевтическая промышленность (перегонка, переработка и др.)
• медицина, ветеринария и сельское хозяйство
• нефтехимическая промышленность (перегонка, защитные атмосферы и др.)
• электротехническая промышленность (лампочки, газоразрядные лампы, производство полупроводников, тонких пленок и др.) и многие другие.

Использование вакуума в экспериментальной практике

• микроскопические методы СЭМ, ТЭМ и подготовка образцов для АСМ и СТМ
• методы измерения, основанные на анализе электронов, ионов и атомов
• подготовка тонких слоев, подготовка наноструктур
• изучение элементарных частиц, столкновений и реакций
• изучение химических элементов, соединений и веществ и многие другие.

Правила использования масел

Выбор и использование правильного типа масла в вакуумных насосах и компрессорах напрямую влияет на их работу, срок службы и безопасность эксплуатации. Поэтому следует уделять повышенное внимание их выбору и контролю качества. В пространстве с пониженным давлением (под вакуумом) некоторые масла, особенно содержащие присадки, ведут себя иначе, чем мы ожидаем. Присадки отрицательно влияют на предельные значения давления и могут реагировать с технологическим газом, что может привести, например, к отложениям, коррозии или другим повреждениям. Следующая статья призвана предоставить основную информацию об этих маслах и их использовании.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАСЛАМ В ВАКУУМНОЙ ПРАКТИКЕ

• очень низкое давление пара даже при высоких температурах
• минимально возможное содержание воды в масле, минимально возможная водосвязывающая способность
• вязкостные характеристики должны быть как можно более плоскими
• высокая смазывающая способность даже при высоких нагрузках
• высокая устойчивость к растрескиванию из-за механического воздействия
• высокая стойкость к пенообразованию

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАСЛАМ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

• способность поддерживать высокую степень сжатия
• высокая защита от нагара
• высокая защита от коррозии и износа
• высокая смазывающая способность даже при высоких нагрузках
• высокая устойчивость к окислению из-за механического воздействия
• отличная способность разделять воду и щелочи
• высокая стойкость к пенообразованию

Основные требования к маслам для использования в вакуумной технике (вакуумных насосах) и компрессорах во многом одинаковы, но всегда необходимо оценивать эти машины и процессы по отдельности, чтобы оптимизировать выбор подходящего масла.

МИНЕРАЛЬНЫЕ МАСЛА

Его получают путем перегонки и переработки сырой нефти — это побочный продукт производства бензина. Полученный продукт затем модифицируют и подвергают процессу аддитивности. Минеральные масла обычно не состоят из определенного соединения, а представляют собой смесь более сложных соединений - смесь в основном алканов и циклических парафинов. Различают три основных типа: парафиновые, нафтеновые и ароматические. Минеральные масла термически и химически достаточны для большинства применений. Они обладают высокой степенью совместимости с эластомерами и высокой устойчивостью к гидролизу. Мы рекомендуем использовать их для менее нагруженных операций, при более низких температурах окружающей среды и при меньшем химическом загрязнении.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ МАСЛА

Эти масла являются продуктами химических реакций и должны использоваться везде, где физических и химических свойств минеральных масел уже недостаточно.

ЭФИРНЫЕ МАСЛА

Это органические соединения, которые по сравнению с минеральными маслами выделяются в основном своей высокой термической стойкостью к окислению. Химическая стойкость этих масел очень хорошая, но она зависит от типа сложноэфирного масла. По сравнению с минеральными маслами они не обладают такой хорошей стойкостью к гидролизу и не такой высокой совместимостью с эластомерами.

ПОЛИАЛЬФАОЛЕФИНОВЫЕ (ПАО) МАСЛА

Эти масла состоят из синтетических углеводородов, похожих на парафины, но с однородной структурой. По сравнению с минеральными маслами они обладают более высокой термической и химической стойкостью. Степень совместимости с эластомерами и устойчивость к гидролизу такие же, как у минеральных масел. Эти масла также имеют сертификаты NSF H1, FDA и Kosher для использования в пищевой промышленности.

ПЕРФТОРИРОВАННЫЕ ПОЛИЭФИРНЫЕ (ПФПЭ) МАСЛА

Соединения этих масел состоят только из углерода (C), фтора (F) и кислорода (O). Благодаря очень стабильным связям C-O и C-F эти масла обладают высокой термической стабильностью и почти инертны к окислению и химическому разложению. Масла PFPE используются везде, где есть тяжелые условия эксплуатации, высокое содержание кислорода или высокореактивные химические вещества, для перекачки высокореактивных веществ, таких как кислород (O2), фтор (F2), гексафторид урана (UF6) и т. д. Они также устойчивы к так называемые кислоты Льюиса, но при температурах выше 100℃ они не полностью инертны. При разложении масел PFPE (например, при пожаре) выделяются токсичные и коррозионно-активные газы фтористого водорода (HF) и карбонилдифторида/флуофосгена (COF2), поэтому необходимо предотвращать пожары и избегать курения в местах, где используются эти масла PFPE! При использовании этих масел необходимо соблюдать особую осторожность, особенно в отношении загрязнения углеводородами. Всегда консультируйтесь со специалистами при использовании механизмов с масляными наполнителями из ПФПЭ!