Guía de sellado de tubos de cuarzo de alta presión

Guía técnica para el sellado de tubos de cuarzo en condiciones de alta presión (≥10MPa)
Procedimientos de selección, instalación y verificación de tubos de cuarzo, alúmina y zafiro

1. Tabla comparativa de tipos de juntas

Tipo de junta	Presión máxima	Rango de temperatura	Reutilizable	Gama de diámetros de tubo	Caso de uso recomendado
Brida metálica + junta cónica	≤30 MPa	-200 ~ 500 °C	✓	5-100 mm	Reactores de alta presión que requieren un acceso frecuente
Sello Glass Fusion	≤15 MPa	≤450 °C	✗	3-50 mm	Encapsulado permanente del sensor
Compresión hidráulica en frío	≤100 MPa	-273 ~ 1000 °C	✗	3-20 mm (pared gruesa)	Aplicaciones de presión extrema/criogénicas
Soldadura metalizada	≤50 MPa	≤1000 °C	✗	3-20 mm	Fiabilidad aeroespacial y de defensa

2. Brida metálica con junta cónica (método recomendado)

1. Componentes necesarios

• Material de la brida: Inconel 718 (aleación de níquel resistente a la corrosión)
• Junta de estanqueidad: Cobre recocido (1 mm de espesor, dureza HV50)
• Ángulo cónico20° ± 0,5° (debe coincidir con el cono rectificado de precisión del tubo)

2. Procedimiento de instalación

① Preparación

• Pulido a la llama de los extremos de los tubos de cuarzo para eliminar las microfisuras
• Superficie cónica de la brida pulida a espejo (Ra ≤ 0,8 μm)

② Montaje

1. Coloque la junta de cobre en el cono de la brida
2. Aplique grasa de vacío de alta temperatura (por ejemplo, Apiezon N) al cono del tubo.
3. Apriete los tornillos progresivamente con una llave dinamométrica hidráulica

Tabla de pares de apriete (para tornillos M6):

Escenario	Par (N-m)	Tiempo de permanencia
Precarga	10	5 minutos
Medio	20	10 minutos
Final	30	30 min

3. Criterios de prueba de estanqueidad

• Tasa de fuga de helio: ≤ 1×10-⁸ mbar-L/s
• Prueba de retención de presión: 15 MPa durante 1 hora, caída de presión <1%

3. Precauciones de seguridad

1. Protección contra explosiones

• Pantalla antiexplosiones de policarbonato de 6 mm alrededor del tubo (con ventana para cámara de infrarrojos opcional)
• Instale una válvula mecánica de alivio de presión (valor de consigna = 12 MPa)

2. Directrices operativas

No lo hagas:

• ✗ Presurización rápida (uso ≤ rampa de presión de 1 MPa/min).
• ✗ Sobrepresión a temperatura ambiente (precalentar a ≥ 100 °C antes de presurizar).

4. Casos prácticos de fracaso

Caso 1: Fuga en la junta de la brida (caso POSTECH)

• Edición: El índice de fugas de helio aumentó a 8 MPa
• Causa raíz: La junta no estaba recocida; la elevada dureza impedía una deformación adecuada
• Solución: Cambio a cobre blando HV50; las fugas se han reducido 100 veces.

Caso 2: Fractura de tubo (NIMS Japan Lab)

• Edición: Agrietamiento longitudinal a 12 MPa
• Causa raíz: No se detectó el defecto subterráneo del corte por láser
• Mejora: El proveedor debe proporcionar informe de inspección por líquidos penetrantes fluorescentes

5. 5. Asistencia técnica

Proveedor de tubos de cuarzo | Tubos y calentadores personalizables | GlobalQT
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