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.
Les bases du système de pompage
Les systèmes de fours à vide utilisent différents types de combinaisons de systèmes de pompage pour évacuer la pression atmosphérique de la chambre à vide dans les plages requises pour des processus spécifiques. Le cœur du four étant le système de vide, il est essentiel d'entretenir le système de pompage comme spécifié dans le manuel de l'opérateur, en tenant compte de toutes les adaptations spéciales que le type de processus en cours peut exiger.
Chaque système de pompage de four à vide comprend généralement trois sous-systèmes : la pompe de dégrossissage, la pompe de surpression et la pompe de diffusion. Les pompes mécaniques et les soufflantes, souvent appelées pompes de dégrossissage, sont utilisées pendant la phase initiale de descente du four à vide de la pression atmosphérique à un niveau de pression prédéterminé.
Une pompe de diffusion est utilisée pour obtenir une pression de système plus basse que celle généralement obtenue par un ensemble pompe mécanique et surpresseur seul. La pompe de diffusion ne peut pas fonctionner de manière autonome ; elle nécessite le fonctionnement simultané d'une pompe de maintien pendant les modes de fonctionnement à vide afin de réduire la pression interne de la pompe de diffusion. Pendant le fonctionnement de la pompe de diffusion, la vanne de la pompe de maintien est isolée et la pompe mécanique et le ventilateur agissent comme pompe d'appoint pour la pompe de diffusion.
Les clients qui n'ont pas besoin d'une pression aussi basse peuvent utiliser un système à deux étages au lieu d'un système à trois étages. Le système à deux étages fait passer le niveau de pression du four à vide de la pression atmosphérique à un niveau de pression de 4,5 x 10-2 Torr contre 8,0 x 10-6 Torr pour un four équipé d'une pompe à diffusion.
Pour déterminer le système le mieux adapté à votre équipement, vous devez prendre en compte la pression, le volume de gaz et les taux d'évacuation souhaités, ainsi que les exigences spécifiques de votre équipement de four à vide et de votre procédé.
Maintaining Your Vacuum Pumping System: Common Problems
Pour maintenir un système de pompage efficace, vous devez reconnaître les problèmes les plus courants qui peuvent survenir avec les pompes mécaniques et les pompes à diffusion et savoir comment y remédier.
Problèmes courants des pompes mécaniques
La contamination par l'huile est le problème le plus courant des pompes mécaniques. Les vapeurs contenues dans le gaz pompé se mélangent souvent à l'huile et peuvent réduire l'efficacité du pompage. Pour éviter la contamination, ouvrez une vanne de lestage de gaz à la pompe pour aider à éliminer la vapeur d'eau. Les autres problèmes courants des pompes mécaniques sont l'accumulation de boues, le desserrage des courroies, un niveau d'huile incorrect, des conduites d'huile bouchées, une température d'huile mal réglée et de l'huile chargée de particules, ce qui endommage les soupapes.
Problèmes courants avec les pompes à diffusion
Le reflux est l'un des problèmes les plus fréquemment rencontrés avec les pompes à diffusion. Ce problème peut survenir lorsque vous laissez le four fonctionner à froid pendant 24 heures ou qu'il surchauffe en raison d'une circulation insuffisante du liquide de refroidissement. Lorsque la pression du vide continue à diminuer, les molécules de gaz fluide tentent de s'écouler à contre-courant vers l'enceinte à vide. L'utilisation d'un piège à froid réduit la capacité de l'huile à refluer dans le four. Parmi les autres problèmes courants des pompes à diffusion, on peut citer les pannes de courant, une pression excessivement élevée dans la conduite d'alimentation, l'obstruction des orifices de retour d'huile dans la plaque de chaudière, des réchauffeurs défectueux et des taux de fuite élevés sur le système pendant le pompage.
Enemy Number One – Water Vapor
La vapeur d'eau est l'ennemi numéro un du traitement thermique sous vide. La vapeur d'eau peut avoir un effet négatif sur un processus, il est donc important de prendre des mesures préventives contre l'absorption d'air ou d'eau. La détection des fuites au niveau de tous les joints, soudures, joints d'étanchéité, vannes et pompes est essentielle au bon fonctionnement du pompage et du four. Limitez la durée d'exposition de la chambre du four aux conditions atmosphériques pendant le processus de chargement et de déchargement. L'utilisation d'azote ou d'argon pour remblayer votre équipement permet de minimiser les effets de l'humidité et d'empêcher la vapeur d'eau d'être piégée dans la zone chaude.
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.
Tout comme la santé de votre corps reflète la façon dont vous l'avez traité, les performances de votre système de four à vide reflètent les soins que vous lui avez apportés. Il est essentiel de comprendre ce qui entre dans la composition du système et de savoir comment l'entretenir correctement pour maintenir un système en bon état de marche avec un minimum de temps d'arrêt ou d'entretien imprévu. Traitez-le bien et il vous traitera bien !