Phụ kiện VCR là gì? Giải thích về loại, công dụng và thông số kỹ thuật

A lắp VCR là phụ kiện ống bịt kín mặt kim loại với kim loại có độ tinh khiết cao, được sử dụng để tạo ra các kết nối kín khít trong các hệ thống chất lỏng và khí đốt có yêu cầu khắt khe. lắp VCRs seal by compressing a soft metal gasket between two precision-machined convex and concave gland faces, eliminating elastomers and achieving leak rates as low as 1×10⁻¹¹ std cc/sec helium - làm cho chúng trở thành sự lựa chọn tiêu chuẩn cho chế tạo chất bán dẫn, thiết bị phân tích, cung cấp khí có độ tinh khiết cao và bất kỳ ứng dụng nào mà sự nhiễm bẩn hoặc rò rỉ là không thể chấp nhận được. Tên "VCR" là nhãn hiệu đã đăng ký của Công ty Swagelok, mặc dù thiết kế phù hợp với khuôn mặt mà nó tiên phong hiện được sản xuất bởi nhiều nhà cung cấp theo cùng tiêu chuẩn kích thước.

Cách thức hoạt động của các phụ kiện VCR: Nguyên tắc bịt mặt

Việc hiểu các phụ kiện VCR bắt đầu bằng cơ chế bịt kín, về cơ bản khác với các phụ kiện nén, ren NPT hoặc kết nối bùng phát.

Mỗi kết nối VCR bao gồm bốn thành phần: tuyến đực, tuyến cái, đai ốc giữ và miếng đệm. Tuyến đực có bề mặt bịt kín lồi (hình vòm); tuyến cái có bề mặt bịt kín lõm (lõm) phù hợp. Khi đai ốc giữ được siết chặt, nó sẽ kéo hai tuyến lại với nhau, nén miếng đệm - thường được làm từ thép không gỉ 316L, niken hoặc đồng - giữa hai mặt được gia công. Miếng đệm biến dạng dẻo để lấp đầy những bất thường trên bề mặt cực nhỏ trên cả hai mặt bịt kín, tạo ra một lớp bịt kín giữa kim loại với kim loại.

Bởi vì vòng đệm được hình thành hoàn toàn bằng sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại và không có thành phần đàn hồi, phụ kiện VCR là:

• Miễn dịch với khí thải - chất đàn hồi hấp thụ và giải phóng khí, làm ô nhiễm các dòng quy trình siêu tinh khiết
• Tương thích với toàn bộ phạm vi nhiệt độ quy trình mà không bị suy giảm chất lượng phốt kín
• Chịu được hầu hết các loại hóa chất và khí công nghiệp
• Có khả năng lắp ráp và tháo rời nhiều lần - miếng đệm là bộ phận tiêu hao duy nhất

Chi tiết các thành phần lắp VCR

Tuyến nam và nữ

Các đệm là phần cấu trúc của kết nối VCR, được gia công từ phôi thanh hoặc vật liệu rèn. Tuyến đực có thân ren ngoài và mặt bịt kín lồi được mài chính xác. Tuyến cái có mặt lõm vào để nhận miếng đệm. Cả hai tuyến thường được sản xuất từ ​​ thép không gỉ 316L - được chọn vì hàm lượng carbon thấp (tối đa 0,03%), giúp giảm thiểu độ nhạy cảm trong quá trình hàn và giảm sự hình thành hạt từ các bề mặt bịt kín. Kết thúc được đánh bóng bằng điện với độ nhám bề mặt Ra 0,25 μm (10 μin) là tiêu chuẩn cho các ứng dụng bán dẫn có độ tinh khiết cao.

Giữ lại các loại hạt

Đai ốc giữ ren vào thân tuyến đực và tác dụng lực nén cần thiết để đặt miếng đệm vào. Nó không tiếp xúc trực tiếp với bề mặt bịt kín. Các đai ốc giữ lại có sẵn ở dạng lục giác tiêu chuẩn và ở dạng thiết kế mô-men xoắn thấp hoặc dòng chảy cao trong đó lỗ khoan bên trong được mở rộng để giảm thiểu sự sụt giảm áp suất trên khớp nối.

Vòng đệm

Miếng đệm là bộ phận duy nhất được thay thế sau mỗi lần lắp ráp lại. Lựa chọn vật liệu đệm là yếu tố chính quyết định khả năng tương thích hóa học, phạm vi nhiệt độ và hiệu suất rò rỉ:

• thép không gỉ 316L: Vật liệu đệm tiêu chuẩn. Tương thích với hầu hết các loại khí và chất lỏng, phạm vi nhiệt độ −452°F đến 1200°F (−269°C đến 649°C) và phù hợp với áp suất lên tới 3.300 psig trong cấu hình tiêu chuẩn.
• Niken: Được sử dụng khi cần thêm khả năng chống ăn mòn, đặc biệt với khí halogen (clo, hydro clorua, hydro florua) phổ biến trong quá trình ăn mòn chất bán dẫn. Mềm hơn thép không gỉ, cần ít mô men xoắn hơn để đạt được độ kín.
• Đồng: Độ dẫn nhiệt cao và rất mềm - đạt được độ kín với tải trọng bề mặt tối thiểu. Được sử dụng trong đông lạnh và một số ứng dụng chân không. Ít phổ biến hơn trong nhà máy bán dẫn.
• Thép không gỉ mạ vàng: Cung cấp khả năng chống ăn mòn của vàng trên chất nền không gỉ. Được sử dụng cho các loại khí đặc biệt có tính ăn mòn cao khi thiếu niken.
• Đóng gói bằng PTFE: Hiếm khi được sử dụng trong cấu hình VCR; phổ biến hơn trong các thiết kế bịt mặt có liên quan, trong đó độ trơ về mặt hóa học lớn hơn các mối lo ngại về khí thải.

Kích thước lắp đặt VCR và tiêu chuẩn kích thước

Các phụ kiện VCR có kích thước bằng đường kính ngoài danh nghĩa của ống (OD) mà chúng kết nối. Phạm vi kích thước tiêu chuẩn bao gồm phần lớn các ống dụng cụ và quy trình được sử dụng trong các hệ thống có độ tinh khiết cao.

các Kích thước 1/4 inch cho đến nay là phổ biến nhất trong các ứng dụng bán dẫn và khí có độ tinh khiết cao. Tất cả các kích thước trong tiêu chuẩn VCR đều có chung bước ren và hình dạng vòng đệm được chia tỷ lệ theo tỷ lệ — nghĩa là quy trình lắp ráp và mô-men xoắn nhất quán giữa các kích thước, giúp đơn giản hóa việc đào tạo kỹ thuật viên.

Nơi sử dụng phụ kiện VCR: Ứng dụng chính

Chế tạo chất bán dẫn và vi điện tử

Đây là ứng dụng thống trị cho phụ kiện VCR trên toàn cầu. Các nhà máy bán dẫn hiện đại vận hành hệ thống phân phối khí ở mức mức độ tinh khiết từ 99,9999% (6N) trở lên , trong đó ngay cả ô nhiễm dưới ppb từ chất đàn hồi thải ra ngoài hoặc đường dẫn rò rỉ nhỏ cũng có thể gây ra khuyết tật tấm bán dẫn và giảm năng suất. Các kết nối VCR được sử dụng trên khắp các cụm thanh khí (bảng phân phối khí mô-đun kiểm soát dòng khí đặc biệt đến các công cụ xử lý), hệ thống phân phối khí số lượng lớn và các kết nối với bộ điều khiển lưu lượng lớn, bộ điều chỉnh áp suất và van. Một nhà máy hiện đại duy nhất có thể chứa hàng chục ngàn kết nối VCR riêng lẻ .

Thiết bị phân tích

Máy sắc ký khí (GC), máy quang phổ khối và các thiết bị phân tích khác yêu cầu kết nối chất mang và khí hiệu chuẩn để không gây ô nhiễm. Các phụ kiện VCR được chỉ định trên các đầu vào của thiết bị, các kết nối của máy dò và bộ điều chỉnh bình khí hiệu chuẩn trong đó bất kỳ ô nhiễm hydrocarbon nào từ chất đàn hồi sẽ làm hỏng các phép đo cơ bản.

Xử lý hóa chất có độ tinh khiết cao

Sản xuất dược phẩm, hệ thống khí lên men công nghệ sinh học và sản xuất hóa chất đặc biệt sử dụng phụ kiện VCR trong đó các yêu cầu USP hoặc cGMP cấm các kết nối đàn hồi trong đường dẫn dòng chảy. Khả năng làm sạch hoàn toàn, thụ động hóa và xác thực các kết nối VCR tại chỗ khiến chúng tuân thủ các tiêu chuẩn cơ sở FDA 21 CFR Phần 211.

Hàng không vũ trụ và quốc phòng

Hệ thống phân phối nhiên liệu đẩy, bệ kiểm tra thủy lực và hệ thống đẩy vệ tinh sử dụng VCR hoặc các phụ kiện bịt mặt tương đương về kích thước để có khả năng duy trì tính toàn vẹn rò rỉ trong chu kỳ nhiệt độ khắc nghiệt (từ môi trường khí thải nhiệt độ đông lạnh đến nhiệt độ cao) và tải rung cao - các điều kiện có thể làm mỏi và nứt các vòng đệm đàn hồi.

Hệ thống nghiên cứu và phòng thí nghiệm

Các hệ thống chân không cực cao (UHV), đường dẫn khí gia tốc hạt, cơ sở nghiên cứu hạt nhân và hệ thống đông lạnh sử dụng các phụ kiện VCR làm kết nối chuyển tiếp tiêu chuẩn giữa các đường ống và thiết bị, trong đó cần có cả độ kín rò rỉ và khả năng tháo rời và lắp lại các kết nối nhiều lần trong quá trình sửa đổi hệ thống.

VCR so với các tiêu chuẩn lắp đặt có độ tinh khiết cao khác

VCR không phải là tiêu chuẩn lắp kín mặt duy nhất. Hiểu cách nó so sánh với các lựa chọn thay thế sẽ làm rõ thời điểm chỉ định nó so với các đối thủ cạnh tranh.