מדריך טכני לאיטום צינורות קוורץ בתנאי לחץ גבוה (≥10MPa)
נהלי בחירה, התקנה ואימות עבור צינורות קוורץ, אלומינה וספיר
1. טבלת השוואה בין סוגי אטמים
| סוג החותם | לחץ מרבי | טווח טמפרטורות | רב-פעמי | טווח קוטר הצינור | שימוש מומלץ |
|---|---|---|---|---|---|
| אוגן מתכת + אטם חרוטי | ≤30 MPa | -200 עד 500 מעלות צלזיוס | ✓ | 5–100 מ"מ | כורים בלחץ גבוה הדורשים גישה תכופה |
| חותם זכוכית מותכת | ≤15 MPa | ≤450 °C | ✗ | 3–50 מ"מ | אטימת חיישן קבועה |
| דחיסה הידראולית קרה | ≤100 MPa | -273 ~ 1000 °C | ✗ | 3–20 מ"מ (דופן עבה) | יישומים בלחץ קיצוני/קריוגני |
| הלחמה מתכתית | ≤50 MPa | ≤1000 °C | ✗ | 3–20 מ"מ | אמינות ברמה של תעופה וחלל וביטחון |
2. אוגן מתכת עם אטם חרוטי (השיטה המומלצת)
1. רכיבים נדרשים
- חומר האוגן: Inconel 718 (סגסוגת ניקל עמידה בפני קורוזיה)
- אטם איטום: נחושת מחוממת (בעובי 1 מ"מ, קשיות HV50)
- זווית חרוטית: 20° ± 0.5° (חייב להתאים לקימור המדויק של הצינור)
2. נוהל ההתקנה
① הכנה
- קצות צינורות קוורץ מלוטשים בלהבה כדי למנוע סדקים מיקרוסקופיים
- משטח מחודד עם ליטוש מראה (Ra ≤ 0.8μm)
② הרכבה
- הנח את אטם הנחושת על חרוט האוגן
- מרחו גריז ואקום לעמידות בטמפרטורות גבוהות (למשל, Apiezon N) על החלק המחודד של הצינור.
- הדקו את הברגים בהדרגה באמצעות מפתח ברגים הידראולי.
לוח זמנים להידוק ברגים (לברגים M6):
| שלב | מומנט (N·m) | זמן שהייה |
|---|---|---|
| טעינה מראש | 10 | 5 דקות |
| אמצע | 20 | 10 דקות |
| סופי | 30 | 30 דקות |
3. קריטריונים לבדיקת דליפות
- קצב דליפת הליום: ≤ 1×10⁻⁸ mbar·L/s
- בדיקת החזקת לחץ: 15 MPa למשך שעה אחת, ירידת לחץ <1%
3. אמצעי זהירות
1. הגנה מפני פיצוץ
- מגן פיצוץ מפולי קרבונט בעובי 6 מ"מ סביב הצינור (עם חלון מצלמת IR אופציונלי)
- התקן שסתום שחרור לחץ מכני (נקודת כיוון = 12 MPa)
2. הנחיות תפעוליות
אל תעשה:
- ✗ לחץ מהיר (השתמש בעלייה בלחץ של ≤ 1 MPa/min)
- ✗ לחץ יתר בטמפרטורת הסביבה (יש לחמם מראש ל-≥ 100 °C לפני הפעלת הלחץ)
4. מחקרי מקרה של כישלונות
מקרה 1: דליפת אטם אוגן (מקרה POSTECH)
- נושא: קצב דליפת ההליום עלה ל-8 MPa
- הגורם הבסיסי: האטם לא עבר תהליך חישול; קשיות גבוהה מנעה עיוות תקין.
- פתרון: הוחלף לנחושת רכה HV50; הדליפה פחתה פי 100.
מקרה 2: שבר בצינור (מעבדת NIMS ביפן)
- נושא: סדקים אורכיים ב-12 MPa
- הגורם הבסיסי: פגם פנימי שנגרם מחיתוך בלייזר לא התגלה
- שיפור: הספק חייב כעת לספק דוח בדיקת חדירות פלואורסצנטית
5. תמיכה טכנית
ספק צינורות קוורץ | צינורות ומחממים הניתנים להתאמה אישית | GlobalQT
למידע נוסף בהתבסס על פרמטרים ספציפיים של הבדיקה (למשל, שלב CO₂, קצב עלייה וכו'), אנא צור קשר.
מסמך זה צריך לעבור תיקון על ידי החוקר בהתבסס על פרמטרים ניסויים ספציפיים (למשל, מצב שלב CO₂, קצב חימום וכו').