The heart of every vacuum furnace is the pumping system, and it is just as critical as the heart of the human body. To get the best performance out of your vacuum furnace, we put together the following information on the basics of pumping systems, common problems, and best practices.
Conceptos básicos del sistema de bombeo
Los sistemas de hornos de vacío utilizan varios tipos de combinaciones de sistemas de bombeo para evacuar la presión atmosférica de la cámara de vacío a los rangos requeridos para procesos específicos. Dado que el corazón del horno es el sistema de vacío, es esencial mantener el sistema de bombeo tal y como se especifica en el manual del operador, teniendo en cuenta cualquier adaptación especial que pueda requerir el tipo de proceso que se esté llevando a cabo.
Normalmente hay tres subsistemas incluidos en cada sistema de bombeo de un horno de vacío: la bomba de desbaste, la bomba de refuerzo de vacío y la bomba de difusión. Las bombas y soplantes mecánicos, a menudo denominados bombas de desbaste, se utilizan durante la fase inicial de bombeo del horno de vacío desde la presión atmosférica hasta un nivel de presión predeterminado.
Se utiliza una bomba de difusión para conseguir una presión del sistema inferior a la que se consigue normalmente con un paquete de bomba mecánica y elevador de presión por sí solo. La bomba de difusión no puede funcionar de forma independiente; requiere una bomba de retención que funcione simultáneamente durante los modos de ralentí para reducir la presión interior de la bomba de difusión. Durante el funcionamiento de la bomba de difusión, la válvula de la bomba de retención está aislada y la bomba mecánica y el ventilador actúan como bomba de apoyo de la bomba de difusión.
Los clientes que no necesiten una presión de sistema tan baja pueden utilizar un sistema de dos etapas en lugar del sistema de tres etapas. El sistema de dos etapas llevará el nivel de presión del horno de vacío desde la presión atmosférica hasta un nivel de presión de 4,5 x 10-2 Torr frente a 8,0 x 10-6 Torr para un horno con bomba de difusión.
A la hora de determinar qué sistema es el adecuado para su equipo, debe tener en cuenta la presión, el volumen de gas y las velocidades de evacuación deseadas, así como los requisitos específicos de su equipo de horno de vacío y del proceso.
Maintaining Your Vacuum Pumping System: Common Problems
Para mantener un sistema de bombeo eficiente, es necesario reconocer los problemas más comunes que pueden surgir con las bombas mecánicas y de difusión y saber cómo corregirlos.
Problemas comunes de las bombas mecánicas
La contaminación por aceite es el problema más común de las bombas mecánicas. Los vapores del gas que se bombea suelen mezclarse con el aceite y pueden reducir la eficacia del bombeo. Para evitar la contaminación, abra una válvula de lastre de gas a la bomba para ayudar a eliminar el vapor de agua. Otros problemas comunes de las bombas mecánicas son la acumulación de lodo, correas sueltas, nivel de aceite inadecuado, conductos de aceite obstruidos, temperatura del aceite ajustada incorrectamente y aceite cargado de partículas, que provoca daños en las válvulas.
Problemas habituales de las bombas de difusión
El reflujo es uno de los problemas más comunes de las bombas de difusión. Este problema puede producirse cuando se permite que el horno permanezca bombeando en frío durante 24 horas o que se sobrecaliente debido a un flujo inadecuado de refrigerante. Cuando la presión de vacío sigue disminuyendo, las moléculas de gas fluido intentan contrafluir hacia el recipiente de vacío. El uso de una trampa fría reduce la capacidad del aceite de refluir hacia el horno. Otros problemas comunes de las bombas de difusión son los fallos de alimentación, la presión excesivamente alta de la línea de alimentación, los orificios de retorno de aceite obstruidos en la placa de la caldera, los calentadores defectuosos y las altas tasas de fugas en el sistema durante el bombeo.
Enemy Number One – Water Vapor
El vapor de agua es el enemigo número uno en el proceso de tratamiento térmico al vacío. El vapor de agua puede tener un efecto negativo en un proceso, por lo que es importante tomar medidas preventivas contra la absorción de aire o agua. La detección de fugas en todas las juntas, soldaduras, sellos, válvulas y bombas es fundamental para el éxito del bombeo y el funcionamiento del horno. Limite el tiempo de exposición de la cámara del horno a las condiciones atmosféricas durante el proceso de carga y descarga. Utilizar nitrógeno o argón para rellenar el equipo ayuda a minimizar los efectos de la humedad y evita que el vapor de agua quede atrapado en la zona caliente.
Daily Checklist for Effective Pump Operation:
- Check the oil levels on all pumps. Diffusion pump oil levels that are too high or too low can cause backstreaming.
- Check the oil consistency. Cloudy or discolored oil may indicate the presence of moisture or other contaminants.
- Make sure the operating temperature of the roughing pump is at 140 °F (60 °C).
- Check the water temperature to the diffusion pump. Inlet water supply should be at or under 85 °F (29 °C). Water outlet should be at or under 125 °F (52 °C). An overheated diffusion pump can be the result of poor water flow and leaks in the pumping system.
- Make sure the crossover setting on the diffusion pump is 60-80 microns.
- For older furnaces, make sure the vacuum level is −28 to −29 inches of mercury when the booster is activated. For newer furnaces with a VFD, the booster is activated at atmospheric pressure.
Al igual que la salud de su cuerpo refleja cómo lo ha tratado, el rendimiento de su sistema de horno de vacío refleja el cuidado que ha invertido en él. Entender lo que entra en el sistema y cómo cuidarlo adecuadamente es vital para mantener un sistema que funcione sin problemas con un mínimo de tiempo de inactividad o de mantenimiento no planificado. Trátelo bien y él le tratará bien a usted.