Průvodce vysokotlakým těsněním křemenných trubek

Technická příručka pro těsnění křemenných trubic v podmínkách vysokého tlaku (≥10 MPa)
Výběr, instalace a ověřování křemenných, hliníkových a safírových trubic

1. Srovnávací tabulka typů těsnění

Typ těsnění	Maximální tlak	Teplotní rozsah	Opakovaně použitelné	Rozsah průměrů trubek	Doporučený případ použití
Kovová příruba + kuželové těsnění	≤30 MPa	-200 ~ 500 °C	✓	5-100 mm	Vysokotlaké reaktory vyžadující častý přístup
Těsnění Glass Fusion	≤15 MPa	≤450 °C	✗	3-50 mm	Trvalé zapouzdření senzoru
Hydraulická komprese za studena	≤100 MPa	-273 ~ 1000 °C	✗	3-20 mm (silná stěna)	Extrémní tlak/kriogenní aplikace
Metalizované pájení	≤50 MPa	≤1000 °C	✗	3-20 mm	Spolehlivost na úrovni leteckého a obranného průmyslu

2. Kovová příruba s kuželovým těsněním (doporučená metoda)

1. Požadované součásti

• Materiál příruby: Inconel 718 (slitina niklu odolná proti korozi)
• Těsnění: Žíhaná měď (tloušťka 1 mm, tvrdost HV50)
• Kuželový úhel: 20° ± 0,5° (musí odpovídat přesně broušenému kuželu trubky)

2. Postup instalace

① Příprava

• Leštění konců křemenných trubic plamenem k odstranění mikrotrhlinek
• Zrcadlově leštěný kuželový povrch příruby (Ra ≤ 0,8 μm)

② Montáž

1. Nasaďte měděné těsnění na kužel příruby.
2. Na kužel trubky naneste vakuové mazivo pro vysoké teploty (např. Apiezon N).
3. Postupné utahování šroubů pomocí hydraulického momentového klíče.

Rozpis točivého momentu šroubů (pro šrouby M6):

Fáze	Točivý moment (N-m)	Doba zdržení
Předběžná zátěž	10	5 minut
Mid	20	10 minut
Závěrečná stránka	30	30 minut

3. Kritéria zkoušek těsnosti

• Míra úniku helia: ≤ 1×10-⁸ mbar-L/s
• Zkouška udržení tlaku: 15 MPa po dobu 1 hodiny, pokles tlaku <1%

3. Bezpečnostní opatření

1. Ochrana proti výbuchu

• 6 mm polykarbonátový štít proti výbuchu kolem trubice (s volitelným okénkem pro infračervenou kameru)
• Instalace mechanického přetlakového ventilu (nastavená hodnota = 12 MPa)

2. Provozní pokyny

Nedělejte to:

• ✗ Rychlé zvýšení tlaku (použijte nárůst tlaku ≤ 1 MPa/min)
• ✗ Přetlak při okolní teplotě (před ohřevem na ≥ 100 °C)

4. Případové studie selhání

Případ 1: Netěsnost přírubového těsnění (případ POSTECH)

• Vydání: Rychlost úniku helia se zvýšila na 8 MPa
• Kořenová příčina: Těsnění nebylo žíháno; vysoká tvrdost bránila správné deformaci.
• Řešení: Přechod na měkkou měď HV50; únik se snížil 100×.

Případ 2: Zlomení trubky (laboratoř NIMS v Japonsku)

• Vydání: Podélné praskání při 12 MPa
• Kořenová příčina: Podpovrchová vada z laserového řezání nebyla odhalena
• Zlepšení: Dodavatel nyní musí poskytnout zpráva o fluorescenční penetrační kontrole

5. Technická podpora

Dodavatel křemenných trubek | Přizpůsobitelné trubky a ohřívače | GlobalQT
Pro další konzultace na základě konkrétních parametrů testu (např. fáze CO₂, rychlost náběhu atd.), prosím. kontaktujte nás.

Tento dokument by měl experimentátor revidovat na základě konkrétních experimentálních parametrů (např. fázový stav CO₂, rychlost zahřívání atd.).