Кварцові інженерні рішення

Посібник з ущільнення кварцових труб високого тиску

Технічний посібник з герметизації кварцових трубок в умовах високого тиску (≥10 МПа)
Процедури вибору, встановлення та перевірки кварцових, алюмінієвих і сапфірових трубок

1. Порівняльна таблиця типів ущільнень

Тип ущільнення	Максимальний тиск	Температурний діапазон	Багаторазовий	Діапазон діаметрів труб	Рекомендований варіант використання
Металевий фланець + конічне ущільнення	≤30 МПа	-200 ~ 500 °C	✓	5-100 мм	Реактори високого тиску, що потребують частого доступу
Ущільнювач для термоплавкого скла	≤15 МПа	≤450 °C	✗	3-50 мм	Постійна інкапсуляція датчика
Гідравлічне холодне стиснення	≤100 МПа	-273 ~ 1000 °C	✗	3-20 мм (товста стінка)	Застосування в умовах екстремального тиску/кріогенних умовах
Металізована пайка	≤50 МПа	≤1000 °C	✗	3-20 мм	Надійність в аерокосмічній та оборонній галузях

2. Металевий фланець з конічним ущільненням (рекомендований метод)

1. Необхідні компоненти

Матеріал фланця: Інконель 718 (корозійностійкий нікелевий сплав)
Ущільнювальна прокладка: Відпалена мідь (товщина 1 мм, твердість HV50)
Конічний кут20° ± 0,5° (має відповідати точно відшліфованому конусу трубки)

2. Процедура встановлення

① Підготовка

Вогневе полірування кінців кварцових трубок для усунення мікротріщин
Дзеркально-полірована конічна поверхня фланця (Ra ≤ 0,8 мкм)

② Збірка

Помістіть мідну прокладку на конус фланця
Нанесіть високотемпературне вакуумне мастило (наприклад, Apiezon N) на конус трубки
Поступово затягуйте болти за допомогою гідравлічного динамометричного ключа

Таблиця моментів затягування болтів (для болтів M6):

Етап	Крутний момент (Н-м)	Час перебування в режимі очікування
Попереднє навантаження	10	5 хв
Середина	20	10 хв
Фінал	30	30 хв

3. Критерії тестування на герметичність

Швидкість витоку гелію: ≤ 1×10-⁸ мбар-Л/с
Випробування на витримку під тиском: 15 МПа за 1 годину, перепад тиску <1%

3. Заходи безпеки

1. Вибухозахист

6 мм полікарбонатний вибухозахисний екран навколо труби (з вікном для ІЧ-камери опціонально)
Встановіть механічний клапан скидання тиску (уставка = 12 МПа)

2. Операційні вказівки

Не треба:

✗ Швидке підвищення тиску (використовуйте темп підвищення тиску ≤ 1 МПа/хв)
✗ Надлишковий тиск при температурі навколишнього середовища (перед подачею тиску попередньо нагріти до ≥ 100 °C)

4. Приклади невдач

Випадок 1: Витік фланцевого ущільнення (випадок POSTECH)

Випуск: Швидкість витоку гелію зросла до 8 МПа
Першопричина: Прокладка не була відпалена, висока твердість перешкоджала належній деформації
Рішення: Перехід на м'яку мідь HV50; витік зменшився в 100 разів

Випадок 2: Перелом трубки (японська лабораторія NIMS)

Випуск: Поздовжнє розтріскування при 12 МПа
Першопричина: Підповерхневий дефект від лазерного різання залишився непоміченим
Покращення: Постачальник тепер повинен надати Звіт про перевірку флуоресцентного пенетратора

5. Технічна підтримка

Постачальник кварцових трубок | Настроювані трубки та нагрівачі | GlobalQT
Для подальшої консультації на основі конкретних параметрів випробування (наприклад, фаза CO₂, швидкість наростання і т.д.), будь ласка, зверніться до зв'яжіться з нами.

Цей документ повинен бути переглянутий експериментатором на основі конкретних експериментальних параметрів (наприклад, фазовий стан CO₂, швидкість нагрівання і т.д.).