Tehnički vodič za brtvljenje kvarcnih cijevi pod visokim pritiskom (≥10 MPa)
Postupci odabira, instalacije i verifikacije za kvarcne, aluminske i safirne cijevi
1. Tablica usporedbe tipova brtvi
| Tip brtve | Maksimalni tlak | Raspon temperatura | Višekratni | Raspon promjera cijevi | Preporučeni slučaj upotrebe |
|---|---|---|---|---|---|
| Metalni prirubnik + konusno brtvenje | ≤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 |
| Hidraulična hladna kompresija | ≤100 MPa | -273 ~ 1000 °C | ✗ | 3–20 mm (debeog zida) | Ekstremni tlak/kriogenske primjene |
| Metalizirano lemljenje | ≤50 MPa | ≤1000 °C | ✗ | 3–20 mm | Pouzdanost zrakoplovne i obrambene razine |
2. Metalni prirubnik s konusnom brtvom (preporučena metoda)
1. Obavezni sastojci
- Materijal prirubnice: Inconel 718 (nikl-legura otporna na koroziju)
- Zaptivka za brtvljenje: Kaljeno bakar (debljine 1 mm, tvrdoća HV50)
- Konični kut: 20° ± 0,5° (mora odgovarati konusnom obliku cijevi precizno brušenom)
2. Postupak instalacije
① Priprema
- Izbrusite rubove kvarcnih cijevi plamenom kako biste uklonili mikropukotine.
- Zrcalno polirana kosa ravnina prirubnice (Ra ≤ 0,8 μm)
② Sklapanje
- Postavite bakrenu brtvu na stožac prirubnice.
- Nanesite vakuumsku mast za visoke temperature (npr. Apiezon N) na suženi dio cijevi.
- Zategnite vijke postupno pomoću hidrauličkog momentnog ključa.
Tablica okretnog momenta vijaka (za M6 vijke):
| Scena | Okretni moment (N·m) | Vrijeme zadržavanja |
|---|---|---|
| Predutovar | 10 | 5 min |
| Srednji | 20 | 10 min |
| Konačno | 30 | 30 min |
3. Kriteriji za ispitivanje curenja
- Stopa curenja helija: ≤ 1×10⁻⁸ mbar·L/s
- Test održavanja tlaka: 15 MPa tijekom 1 sata, pad tlaka <1%
3. Sigurnosne mjere opreza
1. Zaštita od eksplozije
- 6 mm polikarbonatni zaštitni štit oko cijevi (s prozorom za IR kameru po želji)
- Ugradite mehanički ventil za odzračivanje pod pritiskom (podesiva vrijednost = 12 MPa)
2. Operativne smjernice
Ne:
- ✗ Brzo punjenje (koristite rampu tlaka ≤ 1 MPa/min)
- ✗ Prekomjerni tlak na sobnoj temperaturi (prethodno zagrijati na ≥ 100 °C prije tlakovanja)
4. Studije slučajeva neuspjeha
Slučaj 1: curenje brtve na prirubnici (POSTECH slučaj)
- Izdanje: Brzina curenja helija naglo je porasla na 8 MPa
- Osnovni uzrokZaptivka nije bila žareno otpuštena; visoka tvrdoća spriječila je pravilnu deformaciju.
- Rješenje: Prešlo se na meki bakar HV50; curenje smanjeno za 100×
Slučaj 2: Puknuće cijevi (NIMS Japan Lab)
- Izdanje: Uzdužno pucanje pri 12 MPa
- Osnovni uzrok: Skrivena greška nastala laserskim rezanjem ostala je neotkrivena
- Poboljšanje: Dobavljač sada mora osigurati Izvješće o fluorescentnoj penetrometrijskoj inspekciji
5. Tehnička podrška
Dobavljač kvarcnih cijevi | Prilagodljive cijevi i grijači | GlobalQT
Za daljnje savjetovanje na temelju specifičnih parametara testa (npr. faza CO₂, brzina uzbrdice itd.), molimo Kontaktirajte nas.
Ovaj dokument bi trebao biti revidiran od strane eksperimentatora na temelju specifičnih eksperimentalnih parametara (npr. stanje faze CO₂, brzina zagrijavanja itd.).