Quartz Engineering Solutions

Poradnik uszczelniania wysokociśnieniowych rur kwarcowych

Przewodnik techniczny dotyczący uszczelniania rur kwarcowych w warunkach wysokiego ciśnienia (≥10 MPa)
Procedury wyboru, instalacji i weryfikacji rur kwarcowych, z tlenku glinu i szafirowych

1. Tabela porównawcza typów uszczelek

Typ uszczelnienia	Maksymalne ciśnienie	Zakres temperatur	Wielokrotnego użytku	Zakres średnic rur	Zalecany przypadek użycia
Metalowy kołnierz + uszczelka stożkowa	≤30 MPa	-200 ~ 500 °C	✓	5-100 mm	Reaktory wysokociśnieniowe wymagające częstego dostępu
Glass Fusion Seal	≤15 MPa	≤450 °C	✗	3-50 mm	Trwała obudowa czujnika
Hydrauliczne sprężanie na zimno	≤100 MPa	-273 ~ 1000 °C	✗	3-20 mm (gruba ścianka)	Ekstremalne ciśnienie / zastosowania kriogeniczne
Metalizowane lutowanie twarde	≤50 MPa	≤1000 °C	✗	3-20 mm	Niezawodność klasy lotniczej i obronnej

2. Metalowy kołnierz z uszczelką stożkową (metoda zalecana)

1. Wymagane komponenty

Materiał kołnierza: Inconel 718 (odporny na korozję stop niklu)
Uszczelka: Miedź wyżarzana (grubość 1 mm, twardość HV50)
Kąt stożkowy20° ± 0,5° (musi pasować do precyzyjnie szlifowanego stożka rury)

2. Procedura instalacji

① Przygotowanie

Końcówki rur kwarcowych polerowane płomieniowo w celu wyeliminowania mikropęknięć
Powierzchnia stożka kołnierza polerowana na lustro (Ra ≤ 0,8 μm)

② Montaż

Umieść miedzianą uszczelkę na stożku kołnierza
Nałożyć wysokotemperaturowy smar próżniowy (np. Apiezon N) na stożek rurki.
Dokręcać śruby stopniowo za pomocą hydraulicznego klucza dynamometrycznego.

Harmonogram momentów dokręcania śrub (dla śrub M6):

Etap	Moment obrotowy (N-m)	Czas przebywania
Obciążenie wstępne	10	5 min
Średni	20	10 min
Finał	30	30 min

3. Kryteria testów szczelności

Współczynnik wycieku helu≤ 1×10-⁸ mbar-L/s
Test utrzymywania ciśnienia: 15 MPa przez 1 godzinę, spadek ciśnienia <1%

3. Środki ostrożności

1. Ochrona przeciwwybuchowa

6 mm osłona przeciwwybuchowa z poliwęglanu wokół tuby (opcjonalnie z okienkiem kamery IR)
Zainstalować mechaniczny zawór bezpieczeństwa (wartość zadana = 12 MPa)

2. Wytyczne operacyjne

Nie rób tego:

Szybkie zwiększanie ciśnienia (zastosowanie rampy ciśnienia ≤ 1 MPa/min)
Nadciśnienie w temperaturze otoczenia (podgrzać do ≥ 100 °C przed zwiększeniem ciśnienia)

4. Studia przypadków awarii

Przypadek 1: Nieszczelność uszczelki kołnierza (przypadek POSTECH)

Problem: Wyciek helu wzrósł do 8 MPa
Przyczyna źródłowa: Uszczelka nie została wyżarzona; wysoka twardość uniemożliwiła prawidłowe odkształcenie.
Rozwiązanie: Przejście na miękką miedź HV50; wyciek zmniejszony o 100×.

Przypadek 2: Pęknięcie rurki (NIMS Japan Lab)

Problem: Pękanie wzdłużne przy 12 MPa
Przyczyna źródłowa: Wada podpowierzchniowa spowodowana cięciem laserowym pozostała niewykryta
Ulepszenie: Dostawca musi teraz zapewnić raport z inspekcji penetrantem fluorescencyjnym

5. Wsparcie techniczne

Dostawca rur kwarcowych | Konfigurowalne rury i grzejniki | GlobalQT
W celu uzyskania dalszych konsultacji w oparciu o określone parametry testu (np. faza CO₂, szybkość rampy itp.), prosimy o kontakt. Skontaktuj się z nami.

Niniejszy dokument powinien zostać poprawiony przez eksperymentatora w oparciu o określone parametry eksperymentalne (np. stan fazy CO₂, szybkość ogrzewania itp.).