A lắp VCR là đầu nối bịt kín mặt đệm bằng kim loại, tạo ra mối nối kim loại với kim loại, không bị rò rỉ bằng cách nén một miếng đệm kim loại mỏng giữa hai mặt đệm được gia công chính xác. Không giống như khớp nối nén, bịt kín bằng cách làm biến dạng ống sắt trên ống, khớp nối VCR bịt kín thông qua biến dạng dẻo có kiểm soát của một miếng đệm được kẹp phẳng giữa hai mặt phẳng, không để lại chất đàn hồi trong đường dẫn chất lỏng và hầu như không có không gian chết nơi khí hoặc chất lỏng có thể bị mắc kẹt. Thiết kế này là lý do tại sao phụ kiện VCR là phương pháp kết nối tiêu chuẩn trong chế tạo chất bán dẫn, hệ thống chân không và bất kỳ quy trình nào mà ô nhiễm dấu vết hoặc thoát khí có thể làm hỏng một lô.
Phần còn lại của hướng dẫn này đề cập đến cách thức hoạt động thực sự của con dấu, kích thước và vật liệu đệm có sẵn, mô-men xoắn lắp đặt chính xác, nơi sử dụng phụ kiện VCR và cách chúng so sánh với các loại phụ kiện liên quan như VCO và phụ kiện nén.
Làm thế nào một con dấu phù hợp VCR
Bộ VCR hoàn chỉnh bao gồm hai nửa đệm - một nam, một nữ - một đai ốc có ren và một miếng đệm kim loại mềm kẹp giữa chúng. Khi đai ốc được siết chặt, hai mặt đệm được kéo lại với nhau và ấn trực tiếp vào hai bên của miếng đệm.
Con dấu tự nó hình thành thông qua biến dạng dẻo có kiểm soát : Các đường gờ được gia công chính xác trên mỗi mặt đệm ăn vào miếng đệm khi nó bị nén, buộc kim loại dẻo chảy vào các đỉnh và rãnh cực nhỏ của bề mặt bịt kín. Điều này tạo ra một con dấu tích cực, được khóa cơ học chứ không phải là một con dấu phụ thuộc vào độ đàn hồi hoặc độ đàn hồi, đó chính xác là lý do tại sao miếng đệm không thể được siết chặt lại sau khi tháo rời - một khi bị biến dạng, nó phải được thay thế.
Bởi vì các mặt tuyến giáp chạm vào nhau nên thiết kế sẽ rời đi về cơ bản là không có không gian chết bên trong kết nối, loại bỏ các túi nơi khí xử lý có thể tồn tại, hấp thụ trên bề mặt và sau đó thoát khí trở lại hệ thống — một dạng lỗi đặc biệt gây hại trong các ứng dụng có độ chân không cao và độ tinh khiết cực cao (UHP).
Kích thước và vật liệu tiêu chuẩn
Các phụ kiện VCR được sản xuất với nhiều kích cỡ khác nhau ở hầu hết các nhà cung cấp, đó là một lý do khiến chúng trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trên thực tế chứ không phải là sản phẩm của một thương hiệu.
| Danh mục kích thước | Phạm vi | Sử dụng điển hình |
|---|---|---|
| hoàng gia | 1/16 inch đến 1 inch | Dòng khí và chất lỏng UHP tiêu chuẩn |
| Số liệu | 6 mm đến 18 mm | Số liệu-standard tubing systems |
| Kích thước làm việc phổ biến | 1/4 inch, 1/2 inch. | Kích thước được lưu trữ thường xuyên nhất và được chỉ định |
Vật liệu đệm được lựa chọn dựa trên nhu cầu của ứng dụng và mỗi vật liệu hoạt động khác nhau khi bị nén:
- thép không gỉ 316L - sự lựa chọn phổ biến nhất, có khả năng chống ăn mòn mạnh và phạm vi nhiệt độ rộng; các miếng đệm không gỉ không mạ đạt được tỷ lệ rò rỉ thấp nhất.
- Niken - mềm hơn thép không gỉ, cho phép biến dạng dễ dàng hơn và bịt kín đáng tin cậy ở mô-men xoắn thấp hơn.
- đồng - tùy chọn phổ biến mềm nhất, yêu cầu phải xoay nhiều nhất qua ngón tay để bịt kín hoàn toàn và thường được cung cấp ở dạng không mạ.
Một miếng đệm bằng thép không gỉ có thể chịu được nhiệt độ lên tới khoảng 1.000°F (537°C) , một phạm vi mà không vòng chữ O đàn hồi nào có thể tiếp cận được, đó là lý do chính khiến phụ kiện VCR được chọn thay vì các giải pháp thay thế vòng chữ O kín trong các hệ thống đòi hỏi nhiệt.
Cài đặt và mô-men xoắn chính xác
Để có được vòng đệm VCR phù hợp phụ thuộc vào việc tuân theo trình tự siết chặt chính xác, có thể lặp lại - đây không phải là kiểu lắp mà "vừa khít thêm một chút" là tiêu chuẩn có thể chấp nhận được.
- Làm sạch kỹ tất cả các bộ phận để loại bỏ dầu, mỡ và các hạt rời trước khi lắp ráp, lý tưởng nhất là trong môi trường được kiểm soát.
- Đặt miếng đệm lên bề mặt bịt kín của miếng đệm, sau đó kết hợp cụm lắp ráp với đai ốc.
- Nối các cụm nam và nữ và siết chặt đai ốc bằng tay cho đến khi chặt bằng ngón tay.
- Sử dụng cờ lê dự phòng để giữ tấm đệm hoặc thân cố định cố định, ngăn không cho nó quay và làm hỏng đường kết nối.
- Siết chặt đai ốc bằng ngón tay theo vòng xoay quy định cho vật liệu đệm: khoảng 1/8 vòng (45°) đối với các miếng đệm bằng niken và thép không gỉ, và 1/4 vòng (90°) đối với các miếng đệm bằng đồng.
- Đánh dấu các mặt phẳng hình lục giác trên cả hai đai ốc bằng một đường kẻ trước khi siết chặt lần cuối để có thể nhìn thấy ngay bất kỳ chuyển động xoay nào vượt qua góc mục tiêu.
Siết quá chặt sẽ để lại đường rò rỉ ngay lập tức, trong khi siết quá chặt có thể làm biến dạng vĩnh viễn các mặt đệm và khiến khớp nối không thể sử dụng được - cả hai dạng hư hỏng đều hướng đến cùng một yêu cầu cơ bản: mô men xoắn và chuyển động quay phải được kiểm soát chính xác, không được ước tính bằng cảm giác.
Tỷ lệ rò rỉ và tại sao chúng quan trọng
Số liệu hiệu suất xác định cho khớp nối VCR là tốc độ rò rỉ khí heli của nó, vì kích thước nguyên tử nhỏ của khí heli khiến nó trở thành khí thử nghiệm tiêu chuẩn để phát hiện các khiếm khuyết thậm chí ở mức vi mô.
Thiết kế VCR đã được thử nghiệm rò rỉ khí heli ở tốc độ tối đa 4 × 10⁻⁹ std cm³/giây với miếng đệm mạ bạc hoặc đồng và thấp tới 4 × 10⁻¹¹ std cm³/giây với miếng đệm không mạ. Nói cách khác, con số thấp hơn đó thể hiện sự rò rỉ nhỏ đến mức phải mất hàng thế kỷ để mất một cm khối khí qua vòng đệm - mức độ toàn vẹn có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong buồng chân không cao, nơi mà ngay cả dấu vết của không khí xâm nhập cũng có thể làm gián đoạn quá trình chạy ở áp suất thấp hơn nhiều so với khí quyển.
Nơi sử dụng phụ kiện VCR
Các phụ kiện VCR xuất hiện ở bất cứ nơi nào hệ thống không thể chịu đựng được sự ô nhiễm dạng hạt, sự thoát khí của chất đàn hồi hoặc các đường rò rỉ không thể đoán trước.
- Chế tạo chất bán dẫn — cung cấp khí xử lý có độ tinh khiết cực cao trong quá trình sản xuất chip, trong đó ngay cả sự nhiễm bẩn tối thiểu cũng có thể phá hủy toàn bộ lô sản xuất.
- Hệ thống chân không và chân không cao - ngăn chặn sự thoát khí từ các vật liệu bịt kín phi kim loại có thể gây ô nhiễm buồng chân không.
- Sản xuất dược phẩm và công nghệ sinh học - duy trì độ sạch trong đường dẫn chất lỏng nơi độ tinh khiết của sản phẩm là yêu cầu pháp lý.
- Thiết bị nghiên cứu và hàng không vũ trụ - các hệ thống hỗ trợ trải qua chu trình nhiệt hoặc rung động đáng kể mà không làm mất đi tính toàn vẹn của cụm làm kín.
Trong các ngành này, điểm chung là một hệ thống trong đó một kết nối bị lỗi - do rò rỉ, các hạt hoặc vật liệu bịt kín không tương thích - sẽ khiến chi phí cao hơn nhiều so với giá của chính phụ kiện.
VCR so với VCO so với phụ kiện nén
Phụ kiện VCR thường bị nhầm lẫn với hai loại đầu nối khác trông giống nhau nhưng bịt kín theo những cách cơ bản khác nhau.
Phụ kiện VCO sử dụng vòng chữ O thay vì miếng đệm
Phụ kiện VCO (vòng chữ O khớp nối chân không) có liên quan sử dụng hình dạng kín mặt tương tự nhưng dựa vào vòng chữ O đàn hồi thay vì miếng đệm kim loại. Điều này giúp cho các kết nối VCO có thể tháo rời và lắp lại nhiều lần nhanh hơn vì không có miếng đệm sử dụng một lần nào để thay thế — nhưng chất đàn hồi giới hạn phạm vi nhiệt độ và tạo ra một vật liệu có thể thoát khí, điều này loại trừ vật liệu này cho công việc chân không và UHP đòi hỏi khắt khe nhất.
Phụ kiện nén bịt kín trên ống, không phải miếng đệm
Một khớp nối nén tiêu chuẩn bịt kín bằng cách làm biến dạng ống nối trực tiếp lên bên ngoài ống khi đai ốc được siết chặt. Nó không yêu cầu miếng đệm hoặc vòng chữ O riêng biệt, điều này làm cho nó đơn giản hơn và thường rẻ hơn đối với các dòng khí và chất lỏng thông dụng. Nhưng khớp nối nén không thể khớp với hình học phẳng, không có không gian chết của kết nối VCR , đó là lý do tại sao VCR vẫn là lựa chọn ưu tiên dành riêng cho dịch vụ có độ tinh khiết cao và chân không cao hơn là đường ống chung của nhà máy.
Những sai lầm phổ biến cần tránh
Hầu hết các lỗi kết nối VCR đều bắt nguồn từ một số lỗi có thể tránh được chứ không phải do bộ phận bị lỗi.
- Tái sử dụng miếng đệm sau khi tháo rời. Sau khi miếng đệm đã bị nén và biến dạng về mặt dẻo, nó phải được thay thế - nó sẽ không tạo thành lớp bịt kín đáng tin cậy lần thứ hai.
- Bỏ qua cờ lê dự phòng. Không giữ được miếng đệm cố định cố định trong quá trình siết chặt có thể làm xoắn và làm hỏng đường ống nối.
- Ước tính mô-men xoắn bằng cảm giác. Đoán khi xoay quá chặt bằng ngón tay thay vì sử dụng góc xác định cho vật liệu đệm có nguy cơ bị siết quá mức và quá chặt.
- Làm hỏng lớp mạ bạc trên đai ốc cái. Các đai ốc cái VCR thường được mạ bạc và các quá trình làm sạch hoặc thụ động làm bong lớp mạ này có thể gây ra hiện tượng mòn ren, làm hỏng các bộ phận và ngăn cản việc bịt kín thích hợp.
- Lắp ráp trong môi trường không sạch sẽ. Bất kỳ loại dầu, mỡ hoặc hạt nào bị mắc kẹt giữa các mặt đệm trong quá trình lắp ráp đều làm ảnh hưởng đến sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại mà con dấu phụ thuộc vào.
