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Guia de vedação de tubos de quartzo de alta pressão

Guia técnico para vedação de tubos de quartzo em condições de alta pressão (≥10MPa)
Procedimentos de seleção, instalação e verificação para tubos de quartzo, alumina e safira

1. Tabela de comparação de tipos de vedantes

Tipo de vedação	Pressão máxima	Gama de temperaturas	Reutilizável	Gama de diâmetros do tubo	Caso de utilização recomendado
Flange metálica + vedante cónico	≤30 MPa	-200 ~ 500 °C	✓	5-100 mm	Reactores de alta pressão que requerem acesso frequente
Vedação de fusão de vidro	≤15 MPa	≤450 °C	✗	3-50 mm	Encapsulamento permanente do sensor
Compressão hidráulica a frio	≤100 MPa	-273 ~ 1000 °C	✗	3-20 mm (parede espessa)	Aplicações de extrema pressão/criogénicas
Brasagem metalizada	≤50 MPa	≤1000 °C	✗	3-20 mm	Fiabilidade aeroespacial e de nível de defesa

2. Flange metálica com vedante cónico (método recomendado)

1. Componentes necessários

Material da flange: Inconel 718 (liga de níquel resistente à corrosão)
Junta de vedação: Cobre recozido (1 mm de espessura, dureza HV50)
Ângulo cónico: 20° ± 0,5° (deve corresponder ao cone rectificado de precisão do tubo)

2. Procedimento de instalação

① Preparação

Extremidades do tubo de quartzo polidas por chama para eliminar microfissuras
Superfície cónica da flange com polimento espelhado (Ra ≤ 0,8 μm)

② Montagem

Colocar a junta de cobre no cone da flange
Aplicar massa lubrificante de vácuo de alta temperatura (por exemplo, Apiezon N) no cone do tubo
Apertar progressivamente os parafusos com uma chave dinamométrica hidráulica

Programa de binário dos parafusos (para parafusos M6):

Estágio	Binário (N-m)	Tempo de espera
Pré-carga	10	5 min
Médio	20	10 min
Final	30	30 min

3. Critérios de ensaio de fugas

Taxa de fuga de hélio: ≤ 1×10-⁸ mbar-L/s
Teste de pressão de retenção: 15 MPa durante 1 hora, queda de pressão <1%

3. Precauções de segurança

1. Proteção contra explosões

Proteção anti-explosão em policarbonato de 6 mm à volta do tubo (com janela de câmara IR opcional)
Instalar uma válvula de descompressão mecânica (ponto de regulação = 12 MPa)

2. Diretrizes operacionais

Não o fazer:

Pressurização rápida (utilizar uma rampa de pressão ≤ 1 MPa/min)
Sobrepressão à temperatura ambiente (pré-aquecer a ≥ 100 °C antes de pressurizar)

4. Estudos de casos de insucesso

Caso 1: Fuga da junta da flange (Caso POSTECH)

Questão: A taxa de fuga de hélio aumentou para 8 MPa
Causa principal: A junta não foi recozida; a elevada dureza impediu a deformação correta
Solução: Mudança para cobre macio HV50; fuga reduzida em 100×

Caso 2: Fratura do tubo (NIMS Japan Lab)

Questão: Fissuração longitudinal a 12 MPa
Causa principal: Defeito subsuperficial de corte a laser não detectado
Melhoria: O fornecedor deve agora fornecer relatório de inspeção por penetração fluorescente

5. Apoio técnico

Fornecedor de tubos de quartzo | Tubos e aquecedores personalizáveis | GlobalQT
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