Tehnički vodič za zaptivanje kvarcnih cijevi u uslovima visokog pritiska (≥10MPa)
Postupci odabira, instalacije i verifikacije za kvarcne, aluminske i safirne cijevi
1. Tabela za poređenje tipova brtvi
| Tip brtve | Maksimalni pritisak | Raspon temperatura | Višekratna upotreba | Raspon prečnika cijevi | Preporučeni slučaj upotrebe |
|---|---|---|---|---|---|
| Metalni prirubnik + konusni brtveni prsten | ≤30 MPa | -200 ~ 500 °C | ✓ | 5–100 mm | Visokotlačni reaktori koji zahtijevaju čest pristup |
| Zaptivač za fuziju stakla | ≤15 MPa | ≤450 °C | ✗ | 3–50 mm | Permanentna enkapsulacija senzora |
| Hidraulično hladno prešanje | ≤100 MPa | -273 ~ 1000 °C | ✗ | 3–20 mm (debelog zida) | Ekstremni pritisak/kriogenske primjene |
| Metalizirano lemljenje | ≤50 MPa | ≤1000 °C | ✗ | 3–20 mm | Pouzdanost zrakoplovne i obrambene klase |
2. Metalni prirubnik sa konusnom brtvom (Preporučena metoda)
1. Obavezni sastojci
- Materijal prirubnice: Inconel 718 (nikl legura otporna na koroziju)
- Zaptivna pločica: Kaljeno bakar (debljine 1 mm, tvrdoća HV50)
- Konični ugao: 20° ± 0,5° (mora odgovarati konusnom obliku cijevi precizno brušenom)
2. Postupak instalacije
① Priprema
- Izbrusite rubove kvarcnih cijevi plamenom kako biste uklonili mikropukotine.
- Ogledalo-polirana kosa površina prirubnice (Ra ≤ 0,8 μm)
② Skupština
- Postavite bakrenu brtvu na stožac prirubnice.
- Nanesite vakuumsku mast za visoke temperature (npr. Apiezon N) na suženi dio cijevi.
- Zategnite vijke postepeno pomoću hidrauličkog moment-ključa.
Tabela obrtnog momenta vijaka (za M6 vijke):
| Scena | Okretni moment (N·m) | Vrijeme zadržavanja |
|---|---|---|
| Predopterećenje | 10 | 5 min |
| Srednji | 20 | 10 min |
| Konačno | 30 | 30 min |
3. Kriteriji za testiranje curenja
- Stopa curenja helija: ≤ 1×10⁻⁸ mbar·L/s
- Test držanja pritiska: 15 MPa tokom 1 sata, pad pritiska <11 TP3T
3. Sigurnosne mjere opreza
1. Zaštita od eksplozije
- 6 mm polikarbonatni zaštitni štit oko cijevi (sa prozorom za IR kameru po želji)
- Ugradite mehanički ventil za odzračivanje pod pritiskom (podesena vrijednost = 12 MPa)
2. Operativne smjernice
Ne:
- ✗ Brzo punjenje (koristiti rampu tlaka ≤ 1 MPa/min)
- ✗ Prešuriranje pri sobnoj temperaturi (prethodno zagrijati na ≥ 100 °C prije šuriranja)
4. Studije slučaja neuspjeha
Slučaj 1: curenje brtve na prirubnici (POSTECH slučaj)
- Izdanje: Stopa curenja helija naglo je porasla na 8 MPa
- Osnovni uzrokZaptivka nije bila kaljena; visoka tvrdoća spriječila je pravilnu deformaciju.
- Rješenje: Prešlo se na HV50 meku bakru; curenje smanjeno za 100×
Slučaj 2: Fraktura cijevi (NIMS Japan Lab)
- Izdanje: Uzdužno pucanje pri 12 MPa
- Osnovni uzrok: Podzemni nedostatak nastali laserskim rezanjem nije otkriven
- Poboljšanje: Dobavljač sada mora osigurati Izvještaj o fluorescentnoj penetrometrijskoj inspekciji
5. Tehnička podrška
Dobavljač kvarcnih cijevi | Prilagodljive cijevi i grijači | GlobalQT
Za daljnju konsultaciju na osnovu specifičnih parametara testa (npr. CO₂ faza, brzina rampe itd.), molimo Kontaktiraj nas.
Ovaj dokument bi trebao biti revidiran od strane eksperimentatora na osnovu specifičnih eksperimentalnih parametara (npr. stanje faze CO₂, brzina zagrijavanja itd.).