Hướng dẫn kỹ thuật về việc bịt kín ống thạch anh trong điều kiện áp suất cao (≥10MPa)
Quy trình lựa chọn, lắp đặt và kiểm tra ống thạch anh, nhôm oxit và sapphire
1. Bảng so sánh các loại niêm phong
| Loại niêm phong | Áp suất tối đa | Phạm vi nhiệt độ | Có thể tái sử dụng | Phạm vi đường kính ống | Trường hợp sử dụng được khuyến nghị |
|---|---|---|---|---|---|
| Đai kim loại + Phớt hình nón | ≤30 MPa | -200 đến 500 °C | ✓ | 5–100 mm | Các phản ứng áp suất cao yêu cầu truy cập thường xuyên |
| Nắp đậy bằng kính hàn | ≤15 MPa | ≤450°C | ✗ | 3–50 mm | Bao bọc cảm biến vĩnh viễn |
| Ép lạnh thủy lực | ≤100 MPa | -273 °C đến 1000 °C | ✗ | 3–20 mm (tường dày) | Ứng dụng trong điều kiện áp suất cực cao/nhiệt độ cực thấp |
| Hàn kim loại | ≤50 MPa | ≤1000°C | ✗ | 3–20 mm | Độ tin cậy đạt tiêu chuẩn hàng không vũ trụ và quốc phòng |
2. Đai kim loại có gioăng hình nón (Phương pháp được khuyến nghị)
1. Các thành phần bắt buộc
- Vật liệu mặt bíchInconel 718 (hợp kim niken chống ăn mòn)
- Phớt cao suĐồng đã được ủ (dày 1 mm, độ cứng HV50)
- Góc nón20° ± 0,5° (phải khớp với độ chính xác của ống được mài nhọn)
2. Quy trình cài đặt
① Chuẩn bị
- Mài bóng bằng lửa các đầu ống thạch anh để loại bỏ các vết nứt vi mô.
- Bề mặt côn của vành được đánh bóng gương (Ra ≤ 0.8 μm)
② Lắp ráp
- Đặt miếng đệm đồng lên nón flange.
- Bôi mỡ chịu nhiệt cao (ví dụ: Apiezon N) lên phần thuôn của ống.
- Siết chặt các bu-lông theo từng bước bằng cờ-lê mô-men xoắn thủy lực.
Lịch trình mô-men xoắn cho bu-lông M6:
| Giai đoạn | Mô-men xoắn (N·m) | Thời gian lưu trú |
|---|---|---|
| Tải trước | 10 | 5 phút |
| Giữa | 20 | 10 phút |
| Cuối cùng | 30 | 30 phút |
3. Tiêu chí kiểm tra rò rỉ
- Tỷ lệ rò rỉ heli≤ 1 × 10⁻⁸ mbar·L/s
- Thử nghiệm giữ áp suất15 MPa trong 1 giờ, giảm áp suất <1%
3. Các biện pháp an toàn
1. Bảo vệ chống nổ
- Vỏ bảo vệ chống va đập bằng polycarbonate 6 mm xung quanh ống (có thể tùy chọn cửa sổ camera hồng ngoại)
- Lắp đặt van xả áp cơ khí (điểm cài đặt = 12 MPa)
2. Hướng dẫn thực hiện
Không được:
- ✗ Tăng áp nhanh (sử dụng dải áp suất ≤ 1 MPa/phút)
- ✗ Áp suất quá cao ở nhiệt độ môi trường (nên làm nóng trước đến ≥ 100°C trước khi tạo áp suất)
4. Các trường hợp thất bại
Trường hợp 1: Rò rỉ gioăng flange (Trường hợp POSTECH)
- Vấn đềTỷ lệ rò rỉ heli đã tăng đột biến ở áp suất 8 MPa.
- Nguyên nhân gốc rễ: Phớt không được ủ; độ cứng cao đã ngăn cản quá trình biến dạng đúng cách.
- Giải phápĐã chuyển sang đồng mềm HV50; lượng rò rỉ giảm 100 lần.
Trường hợp 2: Vỡ ống (Phòng thí nghiệm NIMS Nhật Bản)
- Vấn đề: Nứt dọc tại 12 MPa
- Nguyên nhân gốc rễLỗi bên trong do cắt laser không được phát hiện.
- Cải thiệnNhà cung cấp hiện nay phải cung cấp Báo cáo kiểm tra thẩm thấu bằng chất phát quang
5. Hỗ trợ kỹ thuật
Nhà cung cấp ống thạch anh | Ống và bộ gia nhiệt tùy chỉnh | GlobalQT
Để được tư vấn chi tiết dựa trên các thông số thử nghiệm cụ thể (ví dụ: pha CO₂, tốc độ tăng, v.v.), vui lòng liên hệ chúng tôi.
Tài liệu này cần được điều chỉnh bởi nhà nghiên cứu dựa trên các thông số thí nghiệm cụ thể (ví dụ: trạng thái pha của CO₂, tốc độ gia nhiệt, v.v.).