A اتصال VCR یک رابط مهر و موم صفحه واشر فلزی است که با فشرده کردن یک واشر فلزی نازک بین دو وجه غده با ماشینکاری دقیق، یک اتصال نشتی محکم و فلز به فلز ایجاد می کند. بر خلاف اتصالات فشاری که با تغییر شکل فرول روی لوله آب بندی می شود، اتصالات VCR از طریق تغییر شکل پلاستیکی کنترل شده یک واشر بسته شده بین دو صفحه صاف مهر و موم می شود و هیچ الاستومری در مسیر سیال باقی نمی گذارد و عملاً هیچ فضای مرده ای که گاز یا مایع می تواند به دام بیفتد باقی نمی گذارد. این طراحی به همین دلیل است که اتصالات VCR روش اتصال استاندارد در ساخت نیمه هادی، سیستم های خلاء و هر فرآیندی است که در آن آلودگی یا گازهای خروجی می تواند یک دسته را خراب کند.
بقیه این راهنما نحوه عملکرد واقعی آب بند، اندازه ها و مواد واشر موجود، گشتاور نصب صحیح، محل استفاده از اتصالات VCR و نحوه مقایسه آنها با انواع اتصالات مرتبط مانند VCO و اتصالات فشرده را پوشش می دهد.
چگونه یک VCR اتصالات مهر و موم
مجموعه کامل VCR شامل دو نیمه غده - یکی نر، یک ماده - یک مهره رزوهدار و یک واشر فلزی نرم که بین آنها قرار گرفته است. هنگامی که مهره سفت می شود، دو وجه غده به هم کشیده می شوند و مستقیماً روی دو طرف واشر فشار می آورند.
مهر و موم خود از طریق تشکیل می شود تغییر شکل پلاستیک کنترل شده : برجستگی های ماشینکاری شده دقیق روی هر غده به هنگام فشرده شدن واشر به داخل گاز می خورند و فلز انعطاف پذیر را وادار می کنند تا به سمت قله ها و دره های میکروسکوپی سطوح آب بندی جریان یابد. این امر باعث ایجاد یک مهر و موم مثبت و مکانیکی قفل شده به جای مهر و مومی می شود که به کشسانی یا پشت فنری بستگی دارد، دقیقاً به همین دلیل است که واشر را نمی توان پس از جداسازی به سادگی دوباره سفت کرد - پس از تغییر شکل، باید تعویض شود.
از آنجایی که سطوح غده با یکدیگر همسطح می شوند، طرح از بین می رود اساسا فضای مرده صفر است در داخل اتصال، از بین بردن جیبهایی که گاز فرآیند ممکن است معطل بماند، روی سطح جذب شود و بعداً به سیستم بازگردد - حالت خرابی که به ویژه در برنامههای کاربردی با خلاء بالا و خلوص فوقالعاده (UHP) آسیبرسان است.
اندازه ها و مواد استاندارد
اتصالات VCR در طیف وسیعی از اندازهها در اکثر تامینکنندگان تولید میشوند، که یکی از دلایلی است که آنها به جای یک محصول تک برند، به یک استاندارد صنعتی واقعی تبدیل شدهاند.
| دسته اندازه | محدوده | استفاده معمولی |
|---|---|---|
| امپراتوری | 1/16 اینچ تا 1 اینچ | خطوط استاندارد گاز و سیال UHP |
| متریک | 6 میلی متر تا 18 میلی متر | متریک-standard tubing systems |
| اندازه های کاری رایج | 1/4 اینچ، 1/2 اینچ. | اغلب انبار شده و اندازه های مشخص شده |
مواد واشر بر اساس نیازهای برنامه انتخاب می شوند و هر ماده تحت فشار متفاوت رفتار می کند:
- فولاد ضد زنگ 316L - رایج ترین انتخاب، ارائه مقاومت در برابر خوردگی قوی و محدوده دمایی گسترده. واشرهای ضد زنگ روکش نشده کمترین میزان نشتی را دارند.
- نیکل - نرم تر از فولاد ضد زنگ، امکان تغییر شکل آسان تر و آب بندی قابل اعتماد در گشتاور کمتر.
- مس - نرمترین گزینه متداول، که برای مهر و موم شدن کامل به بیشترین چرخش نیاز دارد و معمولاً بدون آبکاری عرضه میشود.
یک واشر فولادی ضد زنگ می تواند تا حدودی دما را تحمل کند 1000 درجه فارنهایت (537 درجه سانتیگراد) محدوده ای که هیچ حلقه O-الاستومری نمی تواند به آن نزدیک شود، که دلیل اصلی انتخاب اتصالات VCR به جای جایگزین های O-ring-sealed در سیستم های گرمایی است.
نصب و گشتاور صحیح
درست کردن مهر و موم یک VCR بستگی به دنبال کردن یک توالی سفت کردن دقیق و تکرارپذیر دارد - در جایی که "نرم و کمی بیشتر" استاندارد قابل قبولی باشد، مناسب نیست.
- برای حذف روغن، گریس و ذرات سست قبل از مونتاژ، به طور ایده آل در یک محیط کنترل شده، تمام اجزا را به طور کامل تمیز کنید.
- واشر را روی سطح آب بندی غده قرار دهید، سپس مجموعه را با مهره ترکیب کنید.
- مجموعه نر و ماده را به هم وصل کنید و مهره را با دست ببندید تا محکم شود.
- از یک آچار پشتیبان برای ثابت نگه داشتن غده یا بدنه ثابت استفاده کنید و از چرخش آن و آسیب رساندن به خط اتصال جلوگیری کنید.
- مهره را با چرخش مشخص شده برای ماده واشر محکم کنید: تقریباً 1/8 دور (45 درجه) برای واشرهای نیکل و فولاد ضد زنگ و 1/4 دور (90 درجه) برای واشرهای مسی.
- قبل از سفت شدن نهایی، تخت های شش ضلعی را روی هر دو مهره با یک خط علامت گذاری کنید تا هر چرخشی از زاویه هدف بلافاصله قابل مشاهده باشد.
کم سفت شدن یک مسیر نشتی فوری ایجاد می کند، در حالی که سفت شدن بیش از حد می تواند به طور دائم سطوح غده را تغییر شکل داده و اتصالات را غیرقابل استفاده کند. - هر دو حالت خرابی به یک نیاز اساسی اشاره دارند: گشتاور و چرخش باید دقیقاً کنترل شوند، نه با احساس تخمین زده شوند.
نرخ نشت و چرایی اهمیت آنها
معیار عملکرد تعیین کننده برای اتصالات VCR، نرخ نشت هلیوم آن است، زیرا اندازه اتمی کوچک هلیوم آن را به گاز آزمایشی استاندارد برای تشخیص حتی عیوب مهر و موم میکروسکوپی تبدیل می کند.
طراحی VCR نشت هلیوم با حداکثر نرخ آزمایش شده است 4 × 10-4 std cm3/s/s با واشرهای نقرهکاری یا مسی و تا 4 × 10-11 std cm3/s/s با واشرهای روکش نشده. برای در نظر گرفتن این موضوع، رقم پایین نشاندهنده نشتی بسیار کوچک است که قرنها طول میکشد تا یک سانتیمتر مکعب گاز از طریق آببند از دست برود - سطحی از یکپارچگی که در محفظههای با خلاء بالا بسیار مهم است، جایی که حتی ردیابی هوا میتواند فرآیندی را که در فشارهای بسیار کمتر از اتمسفر اجرا میشود مختل کند.
جایی که از اتصالات VCR استفاده می شود
اتصالات VCR در هر جایی که یک سیستم نتواند آلودگی ذرات، گاز خارج شدن الاستومر یا مسیرهای نشتی غیرقابل پیش بینی را تحمل کند نشان داده می شود.
- ساخت نیمه هادی - ارائه گازهای فرآیند با خلوص فوق العاده بالا در طول تولید تراشه، که در آن حتی حداقل آلودگی می تواند کل دسته تولید را از بین ببرد.
- سیستم های خلاء و خلاء بالا - جلوگیری از خروج گاز از مواد آب بند غیرفلزی که در غیر این صورت محفظه خلاء را آلوده می کند.
- تولید دارو و بیوتکنولوژی - حفظ پاکیزگی در مسیرهای سیال که خلوص محصول یک الزام قانونی است.
- ابزار دقیق هوافضا و تحقیقات - پشتیبانی از سیستم هایی که بدون از دست دادن یکپارچگی مهر و موم، تحت چرخش حرارتی یا ارتعاش قابل توجهی قرار می گیرند.
در سراسر این صنایع، رزوه مشترک سیستمی است که در آن یک اتصال شکست خورده - از طریق نشت، ذرات یا مواد آب بندی ناسازگار - هزینه ای بسیار بالاتر از قیمت خود اتصال دارد.
VCR در مقابل VCO در مقابل اتصالات فشرده سازی
اتصالات VCR اغلب با دو نوع اتصال دهنده دیگر که شبیه به هم هستند، اما به روش های اساسی متفاوت مهر و موم می شوند، اشتباه گرفته می شوند.
اتصالات VCO به جای واشر از O-Ring استفاده کنید
اتصالات VCO (O-ring coupling vacuum) مربوطه از هندسه مهر و موم وجهی مشابهی استفاده می کند اما به جای یک واشر فلزی به یک حلقه O الاستومری متکی است. این باعث میشود اتصالات VCO سریعتر از هم جدا شوند و مکرراً جمع شوند، زیرا واشر یکبار مصرف برای جایگزینی وجود ندارد - اما الاستومر محدوده دما را محدود میکند و مادهای را معرفی میکند که میتواند گاز خارج شود، که آن را برای سختترین کارهای UHP و خلاء رد میکند.
اتصالات فشاری روی لوله مهر و موم می شوند، نه واشر
اتصالات فشاری استاندارد با تغییر شکل یک فرول مستقیماً در قسمت بیرونی لوله در حین سفت شدن مهره مهر و موم می کند. این به هیچ واشر جداگانه یا حلقه O نیاز ندارد، که آن را برای خطوط گاز و سیال همه منظوره ساده تر و اغلب ارزان تر می کند. اما اتصالات فشرده سازی نمی تواند با هندسه همسطح و فضای مرده یک اتصال VCR مطابقت داشته باشد. به همین دلیل است که VCR به طور خاص برای خدمات با خلوص و خلاء بالا به جای لوله کشی عمومی کارخانه انتخاب ارجح باقی می ماند.
اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید
بیشتر خرابی های اتصال VCR به جای یک قطعه معیوب، به تعداد انگشت شماری از خطاهای قابل اجتناب بازمی گردد.
- استفاده مجدد از واشر پس از جداسازی قطعات. هنگامی که یک واشر فشرده شد و به صورت پلاستیکی تغییر شکل داد، باید تعویض شود - برای بار دوم یک مهر و موم قابل اعتماد تشکیل نمی دهد.
- رد شدن از آچار پشتیبان. عدم ثابت نگه داشتن غده ثابت در حین سفت کردن می تواند به خط لوله اتصال پیچ خورده و آسیب ببیند.
- تخمین گشتاور بر اساس احساس حدس زدن چرخش پس از انگشت سفت شدن به جای استفاده از زاویه مشخص شده برای مواد واشر خطر سفت شدن کمتر و بیش از حد را دارد.
- آسیب رساندن به آبکاری نقره روی آجیل ماده. مهرههای ماده VCR معمولاً نقرهکاری میشوند و فرآیندهای تمیز کردن یا غیرفعالسازی که این آبکاری را از بین میبرند، میتوانند باعث وزش نخ شوند که به قطعات آسیب میرساند و از آببندی مناسب جلوگیری میکند.
- مونتاژ در محیطی غیر تمیز. هر گونه روغن، گریس یا ذرات حبس شده بین سطوح غده در هنگام مونتاژ، تماس فلز با فلز را که آب بندی به آن بستگی دارد، به خطر می اندازد.
