氦質(zhì)譜檢漏儀的型號很多,但基礎(chǔ)構(gòu)造基本一直,它主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)及電氣部分組成。今天我們討論的是氦質(zhì)譜檢漏儀真空系統(tǒng)的核心——分子泵,分子泵的運行狀態(tài)極大了影響到檢漏儀的使用。
分子泵是渦輪分子泵、牽引分子泵和復(fù)合分子泵的統(tǒng)稱,是一種非常常見的獲得高真空和超高真空的設(shè)備。分子泵內(nèi)部有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,支撐轉(zhuǎn)子平滑轉(zhuǎn)動的軸承承擔了很大的負荷,正確的使用和及時的保養(yǎng),對分子泵軸承乃至整個分子泵的正常工作意義重大。
下面按照慣例,我們對分子泵的使用注意事項做了整理,供參考:
盡量避免頻繁啟停
分子泵在勻速工作時,轉(zhuǎn)子葉片僅受到離心力的作用(真空下阻力很小可以忽略不計),即遠離軸心的方向的拉力;而在加速和減速的時候,葉片還受到轉(zhuǎn)動切線方向的力,相當于對葉片進行彎折的力。顯而易見,對葉片進行彎折對其疲勞壽命的貢獻更大。
另外,分子泵在加速時功率較大,內(nèi)部發(fā)熱比較嚴重,頻繁的啟停(兩次啟動間隔<30 分鐘)會造成熱量累積,使分子泵內(nèi)部的溫度過高,加劇軸承磨損。
根據(jù)工藝條件選擇適當?shù)睦鋮s
分子泵的冷卻方式有三種:自然冷卻、強制風(fēng)冷和水冷。300 l/s 以下的分子泵,在沒有氣體負載的情況下,可以采用自然冷卻;較大的分子泵或者有一定的氣體負載時,需要選擇強制風(fēng)冷(風(fēng)扇冷卻);對于有些負載很大的應(yīng)用(比如CVD),或者不方便使用風(fēng)扇的環(huán)境(如輻射環(huán)境),需要采取水冷。
無論采取哪種冷卻方式,分子泵工作的環(huán)境溫度都要保持在 5-35 攝氏度之間,采取水冷時,要采用經(jīng)過處理的軟水,冷卻水的溫度和流量也要滿足說明書的要求。
空擋滑行不可取
分子泵工作時轉(zhuǎn)速很高(數(shù)萬轉(zhuǎn)/分鐘),加減速過程中,不可避免的要經(jīng)過某些危險的共振頻率,長時間在這些共振頻率運轉(zhuǎn),會增加軸承負荷、進而增加分子泵故障的風(fēng)險。在真空下自然停泵(空擋滑行)時,由于真空下空氣阻力很小,分子泵轉(zhuǎn)子要經(jīng)過幾十分鐘甚至數(shù)小時的時間才能完全停止,其中在共振頻率運轉(zhuǎn)的時間也會比較長。
一般建議分子泵停機時,手動或者通過專用充氣閥(Vent Valve),通過充氣口充入空氣/氮氣,增加轉(zhuǎn)子阻力使其快速停機;手動充氣時,要注意控制充氣速度,使停機時間和分子泵啟動時間相當(根據(jù)泵的大小不同而不同,一般為 3-10 分鐘)。
大多數(shù)型號的安捷倫分子泵還帶有電磁剎車功能(Active Stop),可以在不破空的情況下快速停機。
注意監(jiān)測前級真空
分子泵是一種高真空泵,它必須配合合適的并且性能良好的前級泵才可以正常工作;除了在選型時盡量選擇推薦的前級泵之外,分子泵使用時也要注意監(jiān)測其排氣口的壓力,避免因前級泵性能下降而使分子泵排氣壓力過高,造成負荷過大,泵溫過高等。
這些情況一定要加軸承吹掃
分子泵所抽的氣體如果含有較多的可凝性氣體(如水汽,有機溶劑等),高濃度的氧氣、腐蝕性氣體,或者粉塵等,需要增配吹掃閥(Purge Valve),工作過程中利用吹掃氣(一般為干燥氮氣)持續(xù)對軸承進行吹掃,以達到隔離污染物,保護軸承的目的。
長期不使用反而影響分子泵壽命!
有客戶會認為,長時間停泵不用對分子泵的損耗會比較小。但是,分子泵長時間停泵后,在表面張力和重力的作用下,軸承內(nèi)部的潤滑脂可能會出現(xiàn)收縮成團、分布不均勻等現(xiàn)象,反而會影響分子泵的壽命。
為了減少軸承因長期存放而造成的分布不均勻,安捷倫的分子泵控制器內(nèi)置了“軟啟動”功能。如經(jīng)過運輸或者停泵的時間超過 2 個月,可以使用軟啟動功能啟動分子泵,轉(zhuǎn)速以階梯方式緩慢加速,使得軸承潤滑脂在低速階段有充分時間重新均勻分布。如果存放時間超過 10 個月,建議送回維修中心讓分子泵在專用的檢測平臺上按照既定程序加速(Re-channeling),磨合軸承。
有下面這些異常一定要盡早檢修
分子泵是高速旋轉(zhuǎn)的機械,軸承故障可能會造成泵葉片打碎直接報廢;而當軸承工作狀態(tài)不良時,會有一系列的現(xiàn)象,如分子泵無法啟動,運行噪音增大,溫度或功率異常增加等,在排除外界環(huán)境和進排氣壓力過高等外界因素后,應(yīng)盡快停泵,送到維修中心進行檢修。
安徽諾益科技生產(chǎn)的氦質(zhì)譜檢漏儀憑借卓越的品質(zhì)及穩(wěn)定的性能已廣泛應(yīng)用在眾多行業(yè)上,滿足各種應(yīng)用. 可滿足單機檢漏, 也可集成在檢漏系統(tǒng)或 PLC. 更多氦檢相關(guān)技術(shù),歡迎留言討論!