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.
Nozioni di base del sistema di pompaggio
I sistemi di forni a vuoto utilizzano vari tipi di combinazioni di sistemi di pompaggio per evacuare la pressione atmosferica dalla camera del vuoto ai valori richiesti per processi specifici. Poiché il cuore del forno è il sistema del vuoto, è essenziale mantenere il sistema di pompaggio come specificato nel manuale dell'operatore, tenendo conto di eventuali sistemazioni speciali che il tipo di processo in corso può richiedere.
Il sistema di pompaggio di ogni forno a vuoto comprende in genere tre sottosistemi: la pompa di sgrossatura, la pompa di aumento del vuoto e la pompa di diffusione. Le pompe e le soffianti meccaniche, spesso chiamate pompe di sgrossatura, vengono utilizzate durante la fase iniziale di pompaggio del forno a vuoto dalla pressione atmosferica a un livello di pressione predeterminato.
La pompa di diffusione viene utilizzata per ottenere una pressione di sistema inferiore a quella tipicamente ottenuta da una pompa meccanica e da un pacchetto booster. La pompa di diffusione non può funzionare in modo indipendente; richiede il funzionamento simultaneo di una pompa di mantenimento durante le modalità di inattività per ridurre la pressione interna della pompa di diffusione. Durante il funzionamento della pompa di diffusione, la valvola della pompa di mantenimento è isolata e la pompa meccanica e la soffiante fungono da pompa di supporto per la pompa di diffusione.
I clienti che non necessitano di una pressione di sistema così bassa possono utilizzare un sistema a due stadi invece del sistema a tre stadi. Il sistema a due stadi porta il livello di pressione del forno a vuoto dalla pressione atmosferica a un livello di pressione di 4,5 x 10-2 Torr rispetto a 8,0 x 10-6 Torr per un forno con pompa di diffusione.
Per determinare il sistema più adatto alla vostra apparecchiatura, dovete considerare la pressione, il volume di gas e le velocità di evacuazione desiderate, nonché i requisiti specifici del vostro forno a vuoto e del processo.
Maintaining Your Vacuum Pumping System: Common Problems
Per mantenere un sistema di pompaggio efficiente, è necessario riconoscere i problemi più comuni che possono verificarsi con le pompe meccaniche e a diffusione e sapere come correggerli.
Problemi comuni delle pompe meccaniche
La contaminazione dell'olio è il problema più comune delle pompe meccaniche. I vapori del gas pompato si mescolano spesso con l'olio e possono ridurre l'efficienza del pompaggio. Per evitare la contaminazione, aprire una valvola di zavorra del gas sulla pompa per rimuovere il vapore acqueo. Altri problemi comuni delle pompe meccaniche sono l'accumulo di fango, l'allentamento delle cinghie, il livello improprio dell'olio, l'intasamento delle tubazioni dell'olio, l'errata impostazione della temperatura dell'olio e l'olio carico di particolato, che causa il danneggiamento delle valvole.
Problemi comuni con le pompe di diffusione
Il backstreaming è uno dei problemi più frequenti delle pompe di diffusione. Questo problema può verificarsi quando si lascia che il forno rimanga a freddo per 24 ore o che si surriscaldi a causa di un flusso di refrigerante inadeguato. Quando la pressione del vuoto continua a diminuire, le molecole di gas fluido tentano di controfluire verso il recipiente del vuoto. L'uso di una trappola a freddo riduce la capacità dell'olio di rifluire nel forno. Altri problemi comuni delle pompe di diffusione sono le interruzioni di corrente, la pressione eccessivamente elevata della linea di testa, l'intasamento delle porte di ritorno dell'olio nel boilerplate, i riscaldatori difettosi e gli alti tassi di perdita del sistema durante il pompaggio.
Enemy Number One – Water Vapor
Il vapore acqueo è il nemico numero uno nel processo di trattamento termico sotto vuoto. Il vapore acqueo può avere un effetto negativo sul processo, quindi è importante adottare misure preventive contro l'assorbimento di aria o acqua. Il rilevamento delle perdite di tutti i giunti, le saldature, le guarnizioni, le valvole e le pompe è fondamentale per il successo del pompaggio e del funzionamento del forno. Limitare il tempo in cui la camera del forno è esposta alle condizioni atmosferiche durante il processo di carico e scarico. L'utilizzo di azoto o argon per il riempimento delle apparecchiature aiuta a ridurre al minimo gli effetti dell'umidità e impedisce al vapore acqueo di rimanere intrappolato nella zona calda.
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.
Così come la salute del vostro corpo riflette il modo in cui lo avete trattato, le prestazioni del vostro sistema di forni a vuoto riflettono la cura che avete investito in esso. Capire cosa entra nel sistema e come prendersene cura è fondamentale per mantenere un sistema funzionante senza problemi, con tempi di inattività minimi o interventi di manutenzione non programmati. Trattatelo bene e lui tratterà bene voi!