在日常的生产以及实验中,应制定真空炉的使用操作规章制度,建立完善的真空炉运行记录和修理档案,统计相关运行时间,加强真空炉日常维护。
掌握设备技术状态变化趋势,根据自己的相关生产以及实验经验,及早发现故障损坏苗头,避免真空炉产生重大故障。
平时也要根据真空炉工作负荷和运行状况,提前有针对性地准备真空炉相关易损件备件,未雨绸缪。
如真空炉加热元件的使用寿命与工作温度、真空炉内所烧工件、产品数量及操作情况等许多因素有关。
在每天24小时加工生产的情况下,真空炉加热元件和隔热屏的更换大约每两三年进行一次。
真空炉一般在春秋季节泄漏故障较多,长期闲置的真空炉在再次使用时真空炉泄漏故障比较容易发生。
这时间就必须进行真空检漏,真空检漏一般采取每月一次测压升率(在常温下,关闭所有真空阀,停止真空系统运转,10分钟后读一个数,1小时后再读一个数,两数之差是压升率的数值)。如真空炉连续停机一周,要空运转烘炉一次。
在真空系统检漏时,除临时应急维修用真空泥糊堵外,有氦质谱检漏仪可用氦质谱检漏仪进行真空检漏。如没氦质谱检漏仪可用医用针管吸丙酮或乙醚射到所怀疑的漏点处,观察真空表读数有无变化。
也可制作留有插真空硅管孔的盲板,分段封堵真空管路,进行检漏。找到漏点以后进行维修(一般密封圈老化比较多),定时检查真空炉的滑阀泵、罗茨泵、维持泵、扩散泵油,如发现油遇水乳化,真空下跌,必须更换上面泵油,应每周检查一次油位和油的质量。
真空炉的泄漏检测方法
真空炉的泄漏检测主要采用两种方法:喷吹法和吸嘴法。
1. 喷吹检测法:传统的泄漏检测方法,它是将炉膛抽成真空,并在炉外施加氦气(比如连接氦质谱仪),然后观察结果。
2. 吸嘴检测法:适用于您的检测对象不能抽真空的情况。采用该方法时,需要将一种示漏气体(比如氦气)充入被检测对象。被检测对象的例子包括换热器、水冷法兰、水冷风机和轴、电馈通、水套等。当被检测对象充入示漏气体后,使用传感器检查其外部是否有任何气体漏出。氦质谱仪也可用于这种检测方法。
3. 惰性气体的泄漏检测也很重要。这是因为,整个回充系统从液态气体储存系统直到真空炉的泄漏率必须为零。如果惰性气体从供气系统或者炉体上的气阀漏出,会使真空炉表现出抽气效果差、密封性差、极限真空度差、难以排出正常释气、返流等问题。
惰性气体泄漏也有两种常用的检测方法,分别是薄膜(皂泡)检漏和真空检漏。
一般来说,薄膜检漏法是最容易和最快的高压惰性气体泄漏检测法。它是在已知的可疑区域喷涂某种示漏液体,如果在任何检查部位产生了气泡,就能知道发现了一处泄漏。
真空检漏是更精确的方法。它是将液氮或液氩储存系统与真空炉脱离,确保整个系统处于真空状态,然后使用氦质谱仪检查系统的泄漏情况。
在进行真空检漏时,应当:
- 关闭外部气阀,以使外部液态气体系统与蒸发器、回充储罐、真空炉以及所有配套的减压和回充管路脱开。
- 使用真空炉的正常抽气系统对炉膛进行抽真空操作。
- 对回充储罐进行减压操作。
- 对炉体上的回充阀人工送电以将其打开。这步操作应由有经验的专家按照安全规定来执行。
一旦打开回充阀和将回充储罐减压到大气压水平,真空炉就开始抽除管路中的气体。从气体储罐和蒸发器直到关闭的外部气阀,其中的气体都将被抽除。然后可以使用真空炉的抽气系统对整个回充系统进行抽气,使整套系统都达到真空状态。接下来,应当使用氦质谱仪对系统进行泄漏检测。
当完成了真空炉和惰性气体的全部泄漏检测后,必须逐个消除每一处泄漏。
具体真空炉泄漏检测的步骤如下:
- 在开始任何检测之前,都要确保氦泄漏检测仪经过标定(使用标准漏孔进行检查)且性能正常。向检测仪外壳内部喷入少量气体,以确认检测仪本身没有任何泄漏。另外,也要检查泄漏检测仪与真空炉连接点的泄漏情况。
- 在球阀处于关闭的状态下将泄漏检测仪连接到粗抽管路的端口上。
- 确认扩散泵和粗抽泵的水路已经打开。
- 启动维持泵和粗抽泵。
- 在启动扩散泵前手动打开前级管路,检查其泄漏情况。完成这项检查后要确保关闭前级管路阀。
- 慢慢打开球阀,使氦泄漏检测仪与系统接通。
- 向前级管路和粗抽系统的所有焊缝、螺纹接口和法兰喷吹少量氦气,检查这些部位的泄漏情况。
- 对这项初步检测发现的任何泄漏进行修复。
- 如果发现并修复了任何泄漏,则重复执行步骤5)–7)并再次检查泄漏情况。
- 如果未发现新的泄漏,就关闭泄漏检测仪球阀,启动扩散泵,将其预热45分钟。
- 开始正式检测,将炉室抽真空到水平。
- 如果炉室达不到高真空度,略微打开通往泄漏检测仪的球阀,对炉室、增压泵泵壳、架空管路和真空切换管路上的所有法兰、螺纹接口和焊缝进行检查。对这一步发现的任何泄漏进行修复。
- 现在以较大流量喷吹氦气,对整个系统进行仔细检查。
- 如果未发现新的泄漏,就关闭通往泄漏检测仪的球阀,将检测仪与系统脱开。
- 现在,真空炉应当得到了全面检查,可以为恢复生产作好准备。
- 如果没有发现外部氦气泄漏,但泄漏率测试结果仍然显示炉室的泄漏率较高,还有其他几种可能性:
- 1)气体通过气体回充阀或分压阀(比如氮气或氩气)进入炉室。拆下这些阀,检查是否有灰尘、密封或膜片是否完好。
- 2)从气冷式换热器向真空中漏水。将换热器从真空炉上拆下,检查钎焊接合部位是否有水积聚。用空气对换热器加压到大约100磅/平方英寸表压,在所有钎焊部位刷上肥皂水看是否产生气泡。如果有必要,将换热器浸入水槽中,检查是否有气泡冒出。浸没在水中后,换热器在重新安装到真空炉系统中之前必须在加热炉内彻底烘干。这时,要在300˚F下保持4小时,以使任何残余的水分完全蒸发。
- 如果所有这些措施均不见效,则应考虑水从炉室水套漏入真空的可能性。水也可能从其他水套漏入真空,比如增压泵或换热器水套。拆下高温区的所有部件,检查是否有漏水产生的积水痕迹。如果没有发现明显的痕迹,用空气对水套加压到大约30磅/平方英寸表压,在所有焊缝和接合部位刷上肥皂水看是否产生气泡。有时,炉室中心会因出现裂纹甚至腐蚀而产生泄漏。炉室存在的所有泄漏都必须焊接修复和进行检测,不能有任何气泡产生。
- 从换热器、真空室或其他水套漏入真空的水通常会使粗抽泵油变色(泄漏严重时变成乳白色,轻微时略有褪色)。如果漏水严重,炉室将不能抽真空到1托以下。如果炉室或换热器外壳的底部积聚了游离水,它们会逐渐凝结成冰。有时看上去就像是炉室或换热器箱体的空气侧结了霜。
请注意氦泄漏检测仪的响应时间只是反映了泄漏的面积,准确的泄漏位置必须通过进一步分析才能确定。同一个区域常常存在着一处以上的泄漏。如果使用氦泄漏检测仪未发现任何泄漏,这并不意味着肯定没有泄漏,还要使用压升率测试检测。