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वैक्यूम सीलिंग तकनीक की निर्णायक मार्गदर्शिका: मूलभूत बातों से लेकर भविष्य के रुझानों तक

यह गहन मार्गदर्शिका उच्च-प्रदर्शन वैक्यूम सिस्टम प्राप्त करने के लिए आवश्यक सिद्धांतों, सामग्रियों, सीलिंग तकनीकों, स्थापना प्रथाओं और रखरखाव रणनीतियों का अन्वेषण करती है। इसमें व्यावहारिक उपकरण, केस स्टडीज़ और उभरते रुझान शामिल हैं।.
वैक्यूम पंप प्रणाली

विषय-सूची

1. परिचय

आधुनिक वैक्यूम प्रणालियों के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और सेवा जीवन में वैक्यूम पंप सीलिंग तकनीक निर्णायक भूमिका निभाती है। चाहे इसका उपयोग सेमीकंडक्टर निर्माण, रासायनिक प्रसंस्करण, विश्लेषणात्मक उपकरणों या स्वच्छ ऊर्जा निर्माण में किया जाए, एक सुविचारित सीलिंग प्रणाली दबाव स्थिरता और प्रक्रिया की अखंडता बनाए रखने की आधारशिला है।.

सील केवल यांत्रिक अवरोध नहीं हैं। वैक्यूम अनुप्रयोगों में, इन्हें अत्यंत कम रिसाव दर प्राप्त करनी होती है, कठोर रासायनिक या तापीय परिस्थितियों का सामना करना होता है, और लंबे परिचालन चक्रों में स्थिर रहना होता है। सही सीलिंग तकनीक का चयन करने के लिए कई इंजीनियरिंग कारकों का समग्र दृष्टिकोण आवश्यक है — जिसमें वैक्यूम स्तर, माध्यम के गुण, सामग्री अनुकूलता, ज्यामिति, स्थापना प्रथाएँ, और रखरखाव रणनीतियाँ शामिल हैं।.

यह लेख प्रदान करता है व्यापक, इंजीनियरिंग-केंद्रित अवलोकन वैक्यूम पंप सीलिंग तकनीक का, जिसे तकनीकी कर्मियों, उपकरण डिजाइनरों और रखरखाव इंजीनियरों का समर्थन करने के लिए संरचित किया गया है। इसमें शामिल हैं:

  • वैक्यूम और रिसाव के मूल सिद्धांत — सील कैसे आधार दबाव, आउटगैसिंग व्यवहार, और पंप-डाउन समय को प्रभावित करते हैं।.
  • सीलिंग विधियों का वर्गीकरण — स्थिर और गतिशील सील प्रौद्योगिकियाँ, उनके सिद्धांत, और सामान्य उपयोग के मामले।.
  • सामग्री का चयन — इलास्टोमर्स, प्लास्टिक, धातुएँ, और कोटिंग्स, रासायनिक और तापीय अनुकूलता पर मार्गदर्शन के साथ।.
  • सील चयन ढांचा — ड्यूटी की शर्तों और जीवनचक्र लागत के आधार पर सही सीलिंग समाधान चुनने के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण।.
  • स्थापना और रखरखाव की सर्वोत्तम प्रथाएँ — ग्रूव डिज़ाइन और सतह फिनिश से लेकर निगरानी और भविष्यसूचक रखरखाव तक।.
  • क्षेत्र-विशिष्ट विचार — सेमीकंडक्टर निर्माण, रासायनिक प्रसंस्करण, और बायोफार्मा जैसी उद्योगों की ज़रूरतों को पूरा करना।.
  • आधुनिक रुझान और उभरती प्रौद्योगिकियाँ — जिसमें चुंबकीय द्रव सील, स्मार्ट निगरानी, और उन्नत कोटिंग्स शामिल हैं।.

इस पूरे लेख में, अनुकूलता तालिकाएँ, निर्णय वृक्ष और केस स्टडीज़ जैसे व्यावहारिक इंजीनियरिंग उपकरण सिद्धांत और अनुप्रयोग के बीच सेतु का काम करते हैं। इसका उद्देश्य आपको सहायता प्रदान करना है:

  1. समझें सीलिंग तकनीक वैक्यूम सिस्टम के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती है।.
  2. चुनें विशिष्ट प्रक्रिया आवश्यकताओं के लिए सही सामग्री और डिज़ाइन।.
  3. लागू करें स्थापना, संचालन और रखरखाव में सर्वोत्तम प्रथाएँ।.
  4. अपनाएँ अपटाइम बढ़ाने और जीवनचक्र लागत कम करने के लिए आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ।.

एक मजबूत सीलिंग रणनीति केवल रिसाव को रोकने के बारे में नहीं है — यह का एक आधारस्तंभ है प्रक्रिया नियंत्रण, उत्पाद गुणवत्ता, और परिचालन दक्षता.

2. वैक्यूम और रिसाव मेट्रिक्स के मूल सिद्धांत

सीलें निर्वात वातावरण के साथ कैसे इंटरैक्ट करती हैं, यह समझने के लिए निर्वात विज्ञान और रिसाव की प्रक्रियाओं का ठोस ज्ञान आवश्यक है। दबाव प्रणालियों में जहाँ द्रव का निकलना दिखाई देता है और अक्सर अचानक होता है, निर्वात रिसाव सूक्ष्म, छिपकर होने वाले और अत्यधिक परिणामी हो सकते हैं। सीलिंग इंटरफ़ेस में एक छोटी सी खामी भी पंप-डाउन समय, प्रणाली की स्थिरता और प्रक्रिया की स्वच्छता को प्रभावित कर सकती है।.

2.1 वैक्यूम रेंज और सीलिंग के लिए उनके निहितार्थ

वैक्यूम स्तरों को आमतौर पर सिस्टम में निरपेक्ष दबाव के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक श्रेणी सामग्री, आउटगैसिंग सहनशीलता और अनुमत रिसाव दरों के संदर्भ में अलग-अलग सीलिंग आवश्यकताएँ निर्धारित करती है:

वैक्यूम रेंज परम दाब (Pa) आम अनुप्रयोग सामान्य सील प्रकार
खुरदरा निर्वात 10⁵ – 10² पास्कल न्यूमैटिक परिवहन, सुखाने, वैक्यूम पैकेजिंग इलास्टोमर ओ-रिंग्स, गैस्केट्स, ऑयल सील्स, पैकिंग सील्स
उच्च निर्वात 10² – 10⁻³ पा विश्लेषणात्मक उपकरण, प्रक्रिया कक्ष ओ-रिंग (FKM, FFKM), धातु गैस्केट, यांत्रिक सील
अल्ट्रा-उच्च निर्वात (यूएचवी) 10⁻³ – 10⁻⁹ पास्कल अर्धचालक उपकरण, सतह विश्लेषण, कण त्वरक धातु सील (CF फ्लैंज, C-रिंग), वेल्डेड जोड़
अत्यधिक/यूएचवी+ < 10⁻⁹ पास्कल अंतरिक्ष सिमुलेशन, उन्नत अनुसंधान सभी-धातु सील, ब्रेज़ेड जोड़, इलास्टोमर-रहित डिज़ाइन

मुख्य निहितार्थ:
जैसे-जैसे दबाव कम होता है, लीकेज और आउटगैसिंग के प्रति सहनशीलता नाटकीय रूप से कम हो जाती है।, अधिक स्थिर सामग्रियों, कसकर सतह फिनिश, और गैर-इलास्टोमेरिक सीलों की आवश्यकता।.

2.2 निर्वात प्रणालियों में रिसाव के तंत्र

वैक्यूम प्रणालियों में रिसाव कई अलग-अलग भौतिक तंत्रों के माध्यम से हो सकता है। इन तंत्रों को समझना उपयुक्त सील प्रकार और परीक्षण विधि के चयन के लिए महत्वपूर्ण है।.

  • वास्तविक रिसाव:
    प्रत्यक्ष मार्ग (जैसे सूक्ष्म छिद्र, दरारें, खराब फ्लैंज संपीड़न) जो बाहरी वातावरण से गैस को सिस्टम में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं।.
  • आभासी रिसाव:
    अंधे छेद, थ्रेडेड फिटिंग्स या छिद्रयुक्त सतहों में फंसी गैस जो समय के साथ धीरे-धीरे निकलती है, जिससे वास्तविक रिसाव जैसा प्रतीत होता है।.
  • प्रसरण:
    सील सामग्रियों, विशेष रूप से इलास्टोमर्स, के माध्यम से गैसों का आणविक प्रसरण। यह उच्च और अल्ट्रा-उच्च निर्वात प्रणालियों में एक प्रमुख कारक है।.
  • आउटगैसिंग:
    प्रणाली के भीतर पदार्थों में चिपके या अवशोषित गैस अणुओं का उत्सर्जन। भले ही कोई “लीक” मौजूद न हो, आउटगैसिंग आधार दबाव बढ़ा देती है।.
  • बैकस्ट्रीमिंग:
    पंप द्रवों (जैसे तेल वाष्प) का वैक्यूम चैंबर में उल्टा प्रवासन, जो अक्सर सील की बजाय बफल्स या ट्रैप्स द्वारा नियंत्रित होता है।.

इनमें से प्रत्येक तंत्र समग्र रिसाव दरों को अलग-अलग प्रभावित करता है, और कुछ समस्याओं को केवल बोल्ट कसकर या गैस्केट संपीड़न में सुधार करके हल नहीं किया जा सकता।.

2.3 सील कैसे वैक्यूम प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं

सीलिंग प्रणालियाँ तीन महत्वपूर्ण तरीकों से वैक्यूम संचालन को प्रभावित करती हैं:

  1. आधार दबाव:
    यहाँ तक कि एक अतिसूक्ष्म वास्तविक रिसाव भी सिस्टम को उसके लक्षित दबाव तक पहुँचने से रोक सकता है। उदाहरण के लिए, 10⁻⁷ Pa पर, 1 × 10⁻⁸ Pa·m³/s की रिसाव दर पूरे गैस भार पर हावी हो सकती है।.
  2. पंप-डाउन समय:
    इलास्टोमेरिक सील गैस उत्सर्जित करती हैं और गैस पारगम्य करती हैं, जिससे अतिरिक्त गैस भार जुड़ जाता है। इससे इच्छित दबाव तक पहुँचने में लगने वाला समय बढ़ जाता है और थ्रूपुट प्रभावित होता है।.
  3. स्वच्छता और संदूषण:
    कुछ सील सामग्री वाष्पशील पदार्थ, हाइड्रोकार्बन या प्लास्टिसाइज़र छोड़ सकती हैं, जो थिन-फिल्म जमाव या सेमीकंडक्टर निर्माण जैसी संवेदनशील प्रक्रियाओं को दूषित कर सकती हैं।.

2.4 रिसाव मापन और मेट्रिक्स

वैक्यूम इंजीनियर आमतौर पर लीकेज को मानक इकाइयों जैसे घन मीटर प्रति सेकंड या एससीसीएम (मानक घन सेंटीमीटर प्रति मिनट). अल्ट्रा-उच्च निर्वात कार्य के लिए हीलियम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री स्वर्ण मानक है।.

  • दाब वृद्धि विधि:
    प्रणाली को अलग किया जाता है और समय के साथ दबाव में वृद्धि दर्ज की जाती है। यह विधि समग्र गैस भार का पता लगाने के लिए उपयोगी है, लेकिन रिसाव का पता लगाने के लिए नहीं।.
  • हीलियम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री:
    एक हीलियम लीक डिटेक्टर सिस्टम से जुड़ा होता है, और संदिग्ध बिंदुओं के आसपास हीलियम छिड़का जाता है। अत्यंत छोटे रिसाव (10⁻¹² Pa·m³/s तक) का पता लगाया जा सकता है।.
  • बबल परीक्षण और दबाव क्षय:
    खुरदरा वैक्यूम और औद्योगिक उपकरणों के लिए अधिक उपयुक्त। सरल लेकिन कम संवेदनशील।.
परीक्षण विधि संवेदनशीलता (पा·मी³/से) आम उपयोग मामला
बबल परीक्षण ~10⁻⁵ मोटा निर्वात, मोटे जाँच
दाब क्षय ~10⁻⁶ सामान्य-उद्देश्यीय रिसाव सत्यापन
हीलियम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री 10⁻⁹ से 10⁻¹² उच्च और अति-उच्च निर्वात, महत्वपूर्ण सील

2.5 मानक और स्वीकार्य रिसाव दरें

स्वीकार्य रिसाव स्तर काफी हद तक अनुप्रयोग पर निर्भर करते हैं:

  • खुरदरा निर्वात प्रणाली: प्रति जोड़ 10⁻⁶ Pa·m³/s तक स्वीकार्य हो सकता है।.
  • उच्च निर्वात प्रणालियाँ: अक्सर 10⁻⁸ Pa·m³/s से कम की आवश्यकता होती है।.
  • यूएचवी प्रणालियाँ: आमतौर पर 10⁻¹⁰ Pa·m³/s से कम की मांग, जो केवल धातु सील या वेल्डेड जोड़ के साथ ही प्राप्त की जा सकती है।.

संबंधित मानकों में शामिल हैं:

  • ISO 3567: रिसाव का पता लगाना — सामान्य सिद्धांत।.
  • ASTM E498/E499: हीलियम रिसाव परीक्षण के लिए मानक परीक्षण विधियाँ।.
  • सेमीकंडक्टर वैक्यूम प्रणालियों के लिए SEMATECH दिशानिर्देश।.

2.6 सारांश

एक अच्छी सील रिसाव रोकने से कहीं अधिक करती है — यह गैस पारगम, उत्सर्जन और संदूषण को नियंत्रित करता है वैक्यूम सिस्टम के पूरे जीवनचक्र के दौरान। इसलिए सील का चयन निम्नलिखित के अनुरूप होना चाहिए:

  • लक्षित निर्वात स्तर,
  • लीक सहनशीलता,
  • प्रक्रिया संवेदनशीलता,
  • सामग्री और ज्यामिति।.

स्थिर सटीक पुर्जे

3. वैक्यूम प्रणालियों में सीलिंग का वर्गीकरण

वैक्यूम सीलिंग तकनीक में कम दबाव में गैस के प्रवेश और मीडिया के निकास को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन की गई विभिन्न विन्यासों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। पारंपरिक दबाव सील के विपरीत, वैक्यूम सील को प्रवाह को रोकना चाहिए। विपरीत दिशा—परिवेशीय वातावरण से वैक्यूम सिस्टम में—जबकि अक्सर लंबे संचालन चक्र, तापीय उतार-चढ़ाव और रासायनिक संपर्क को सहन करते हैं।.

विशिष्ट डिज़ाइनों और सामग्रियों पर चर्चा करने से पहले सील प्रकारों का स्पष्ट वर्गीकरण आवश्यक है।.

3.1 प्राथमिक श्रेणियाँ: स्थिर बनाम गतिशील सील

वैक्यूम प्रणालियों में सील, जिन घटकों को वे जोड़ते हैं, उनके बीच सापेक्ष गति मौजूद होने या न होने के आधार पर दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित की जा सकती हैं:

प्रकार परिभाषा आम स्थान कॉमन सील फॉर्म
स्थिर सील दो के बीच सील करें स्थिर घटक।. फ्लेन्ज, कवर, पोर्ट, चैंबर इंटरफेस ओ-रिंग्स, गैस्केट्स, धातु सील, बंधित सील
गतिशील सीलें दो घटकों के बीच सील करें सापेक्ष गति (घूर्णी या रैखिक). पंप शाफ्ट, घोलक, चलती पिस्टन मैकेनिकल सील, पैकिंग, ऑयल सील, गैस सील

स्थिर सील ये सरल और अधिक मजबूत होते हैं, अक्सर इलास्टोमेरिक या धातु तत्वों का उपयोग करते हैं। उचित रूप से डिज़ाइन और स्थापित किए जाने पर ये अत्यंत कम रिसाव दर प्राप्त कर सकते हैं।.
गतिशील सीलें, इसके विपरीत, उन्हें अतिरिक्त चुनौतियों का सामना करना पड़ता है—जैसे घिसाव, घर्षण से उत्पन्न गर्मी, और गति के दौरान सीलिंग गैप को बनाए रखना—जिसके लिए अधिक उन्नत डिज़ाइन और सामग्रियों की आवश्यकता होती है।.

3.2 संपर्क बनाम गैर-संपर्क सीलिंग

दूसरा वर्गीकरण इस बात पर विचार करता है कि क्या संचालन के दौरान सीलिंग सतहें भौतिक संपर्क में होती हैं:

  • संपर्क सील (जैसे ओ-रिंग, पैकिंग, मैकेनिकल सील फेस) गैस के प्रवेश को रोकने के लिए प्रत्यक्ष भौतिक संपर्क और सतही दबाव पर निर्भर करते हैं। ये उच्च सीलिंग अखंडता प्रदान करते हैं, लेकिन घर्षण, घिसाव या ऊष्मा उत्पन्न कर सकते हैं।.
  • संपर्क रहित सील (जैसे, भूलभुलैया सील, सर्पिल खांचे वाली सील, सूखी गैस सील) एक बनाते हैं नियंत्रित प्रतिबंध या तरल फिल्म बिना सीधे घर्षण संपर्क के रिसाव को न्यूनतम करने के लिए। ये उच्च-गति शाफ्टों और उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं जिनमें लंबी सेवा अवधि या कम कण उत्पादन की आवश्यकता होती है।.
सील का प्रकार संपर्क आम रिसाव मुख्य लाभ सीमाएँ
ओ-रिंग, गैस्केट हाँ बहुत कम सरल, सस्ता, व्यापक रूप से उपलब्ध सीमित तापीय सीमा, समय के साथ पारगम्यता
यांत्रिक सील हाँ बहुत कम सटीक नियंत्रण, घूमने वाले शाफ्टों के लिए उपयुक्त सटीक स्थापना और स्वच्छ वातावरण की आवश्यकता है।
पैकिंग सील हाँ मध्यम रखरखाव और प्रतिस्थापन में आसान यूएचवी या अल्ट्रा-क्लीन सिस्टम के लिए उपयुक्त नहीं
भूलभुलैया / सर्पिल सील नहीं मध्यम दीर्घायु, कम घिसाव, बिना संपर्क वास्तविक रूप से कसकर सील नहीं; द्वितीयक या बफर चरण के रूप में उपयोग किया जाता है।
शुष्क गैस सील नहीं कम उच्च-गति में सक्षम, न्यूनतम रिसाव स्वच्छ गैस आपूर्ति और अधिक जटिल नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता है।

3.3 प्राथमिक बनाम द्वितीयक कन्टेनमेंट सील

कई आधुनिक वैक्यूम प्रणालियाँ नियोजित करती हैं बहु-चरणीय सीलिंग प्रदर्शन, विश्वसनीयता और लागत में संतुलन बनाने की रणनीतियाँ:

  • प्राथमिक सील वे वैक्यूम और परिवेशी वातावरण के बीच मुख्य अवरोध प्रदान करते हैं। उनका प्रदर्शन सीधे सिस्टम के आधार दबाव और संदूषण स्तर को प्रभावित करता है।.
  • द्वितीयक (या बफर) सील बैकअप सुरक्षा के रूप में कार्य करें या संदूषण प्रवाह को नियंत्रित करें। इनका उपयोग किया जा सकता है। छोटे रिसावों का पता लगाएँ प्राथमिक सील से या करने के लिए निष्क्रिय अवरोधक गैसों का परिचय.

उदाहरण के लिए:

  • A यांत्रिक सील एक घूमने वाले शाफ्ट के साथ जोड़ा जा सकता है भूलभुलैया की मुहर बाहर एक बफर के रूप में।.
  • A सीएफ फ्लेंज तांबे के गैस्केट (प्राथमिक) के साथ एक से पूरक किया जा सकता है। इलास्टोमर ओ-रिंग रखरखाव को सरल बनाने के लिए कवर सील (द्वितीयक).

यह परतदार दृष्टिकोण दोनों को बढ़ाता है। संचालनात्मक सुरक्षा और सेवा की सुगमता.

3.4 वैक्यूम इंजीनियरिंग में विशेष विन्यास

विशेषीकृत वैक्यूम प्रणालियों में कुछ सीलिंग विन्यास सामान्यतः पाए जाते हैं:

  • फ्लेंज सील: स्थिर जोड़ों में उपयोग किया जाता है। ISO-KF, ISO-K, और CF जैसे मानकीकृत सिस्टम वैक्यूम इंजीनियरिंग में प्रमुख हैं, जो पूर्वानुमेय प्रदर्शन और मानकीकृत घटकों की पेशकश करते हैं।.
  • व्यूपोर्ट सीलें: ऑप्टिकल एक्सेस वाले कक्षों में उपयोग किए जाते हैं। ये अक्सर UHV अनुकूलता के लिए ब्रेज़ेड जोड़ के साथ धातु-से-कांच या धातु-से-सिरेमिक सील का उपयोग करते हैं।.
  • शाफ्ट सीलरोटरी पंपों, मिक्सरों और फीडथ्रू में लागू। यांत्रिक, शुष्क गैस या चुंबकीय द्रव सील का उपयोग किया जा सकता है।.
  • वेल्डेड या ब्रेज़ेड जोड़: स्थायी या UHV असेंबलियों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ शून्य रिसाव और कम आउटगैसिंग अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। ये तकनीकी रूप से प्रतिस्थापनीय “सील” नहीं हैं, लेकिन सीलिंग वर्गीकरण का हिस्सा हैं।.

3.5 सील प्रकार के चयन में विचार

उपयुक्त सीलिंग प्रकार का चयन कई परिचालन मापदंडों पर निर्भर करता है:

  1. वैक्यूम स्तर: उच्च वैक्यूम के लिए कम लीकेज और आउटगैसिंग की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अक्सर धातु या गैर-संपर्क समाधानों की जरूरत होती है।.
  2. चाल: गतिशील सील के लिए उन्नत डिज़ाइन और सामग्रियों की आवश्यकता होती है।.
  3. रखरखाव रणनीति: स्थिर सील की सर्विस करना आसान होता है; गतिशील सील के लिए अधिक जटिल प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।.
  4. दूषित होने की संवेदनशीलता: सेमीकंडक्टर और विश्लेषणात्मक अनुप्रयोग अक्सर पारगम्य इलास्टोमर्स को शामिल नहीं करते हैं।.
  5. संचालन तापमान और दबाव: सामग्री सीमाओं और संरचनात्मक डिजाइन को परिभाषित करें।.
  6. लागत और सेवा जीवन: औद्योगिक परिवेश में प्रदर्शन और रखरखाव लागत के बीच संतुलन बनाना महत्वपूर्ण है।.

3.6 सारांश

वैक्यूम सीलिंग तकनीक से साधारण इलास्टोमर ओ-रिंग्स के लिए उन्नत शुष्क गैस और चुंबकीय द्रव सील.
एक संरचित वर्गीकरण — स्थिर बनाम गतिशील, संपर्क बनाम गैर-संपर्क, और प्राथमिक बनाम द्वितीयक निरोध — उपयुक्त सीलिंग विधियों के चयन के लिए एक तार्किक ढांचा प्रदान करता है।.

4. स्थिर सीलिंग प्रौद्योगिकियाँ

स्थिर सील अधिकांश वैक्यूम प्रणालियों की रीढ़ की हड्डी होती हैं। वे बनाती हैं स्थिर, उच्च-अखंडता अवरोधक फ्लैंज, चैंबर कवर, पोर्ट और उपकरण इंटरफेस पर। चूंकि सीलिंग सतहों के बीच कोई सापेक्ष गति नहीं होती, स्थैतिक सील अत्यंत कम रिसाव दर प्राप्त कर सकती हैं — तक 10⁻¹² पा·मी³/से उन्नत धातु सीलों के साथ.
यह अध्याय विभिन्न वैक्यूम स्तरों पर विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए स्थिर सील की मुख्य श्रेणियों, डिज़ाइन संबंधी विचारों, विफलता के तरीकों और सर्वोत्तम प्रथाओं की जांच करता है।.

4.1 ओ-रिंग सील

4.1.1 सामान्य विशेषताएँ

ओ-रिंग्स खुरदरी और उच्च निर्वात प्रणालियों में सबसे आम स्थिर सीलिंग तत्व हैं। उनके लाभों में शामिल हैं:

  • कम लागत और सामग्री की व्यापक उपलब्धता।.
  • सरल ग्रूव और फ्लैंग डिज़ाइन।.
  • कई अनुप्रयोगों में पुन: उपयोग।.
  • विभिन्न प्रकार के मीडिया के साथ संगत।.

ओ-रिंग आमतौर पर FKM, EPDM, NBR, या FFKM जैसी इलास्टोमेरिक सामग्रियों से बने होते हैं, जिन्हें रासायनिक प्रतिरोध, तापीय स्थिरता, और पारगम्यता गुणों के अनुसार चुना जाता है।.

4.1.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

कसकर सील सुनिश्चित करने के लिए, एक ओ-रिंग को नियंत्रित तरीके से स्थापित किया जाना चाहिए। संपीड़न (निचोड़) इसके ग्रूव के विरुद्ध। आम डिज़ाइन पैरामीटर:

पैरामीटर अनुशंसित सीमा
निचोड़ (अक्षीय या त्रिज्यात्मक) सामग्री और अनुप्रयोग के आधार पर 15–30%
स्ट्रेच (आईडी) ≤ 5% (अधिक होने पर तनाव या मरोड़ हो सकता है)
सतही खुरदरापन (Ra) वैक्यूम-ग्रेड सीलिंग सतहों के लिए ≤ 0.8 μm
ग्रूव फिनिश मशीनिंग के निशान, खरोंच या गड्ढों से मुक्त

बैकअप रिंग्स उच्च दबाव अंतरों में निष्कासन को रोकने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। UHV अनुप्रयोगों के लिए, ओ-रिंग्स को अक्सर द्वि-नाली या विभेदक पंपिंग व्यवस्थाओं में रखा जाता है ताकि पारगम को नियंत्रित किया जा सके।.

4.1.3 पारगम्यता और उत्सर्जन

धातु की मुहरों के विपरीत, ओ-रिंग्स पारगम्य गैस अणु, विशेष रूप से छोटे अणु जैसे हीलियम और हाइड्रोजन। यह UHV या अल्ट्रा-स्वच्छ प्रणालियों में उनके उपयोग को सीमित करता है। कमरे के तापमान पर FKM के लिए सामान्य पारगम दर 10⁻⁷–10⁻⁶ Pa·m³/s·m होती है।.

आउटगैसिंग को कम करने के लिए:

  • वैक्यूम-बेक्ड या पूर्व-साफ किए गए ओ-रिंग्स का उपयोग करें।.
  • उच्च वाष्प दाब वाले स्नेहकों से बचें।.
  • विचार करें धातु-आवृत इलास्टोमर सील महत्वपूर्ण इंटरफेसों के लिए।.

4.2 गैस्केट सील

4.2.1 नरम गैस्केट

नरम गैस्केट (जैसे PTFE, ग्रेफाइट, विस्तारित PTFE, या मिश्रित सामग्री) में आम हैं। खुरदरे और उच्च निर्वात फ्लैंज. वे सतह की अनियमितताओं के अनुरूप ढल जाते हैं और मध्यम लागत पर विश्वसनीय सीलिंग प्रदान करते हैं।.

लाभ:

  • अच्छी रासायनिक प्रतिरोधकता।.
  • मध्यम वैक्यूम अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।.
  • छोटे फ्लैंज दोषों के प्रति सहिष्णु।.

सीमाएँ:

  • सीमित तापमान सीमा।.
  • समय के साथ क्रिप या ठंडा प्रवाह, विशेष रूप से PTFE में।.
  • बार-बार विखंडन चक्रों के लिए आदर्श नहीं।.

4.2.2 धातु गैस्केट

उच्च और अति-उच्च निर्वात प्रणालियों के लिए, धातु गैस्केट बेजोड़ रिसाव-रोधी कसाव और तापमान स्थिरता प्रदान करते हैं। सामान्य विन्यासों में शामिल हैं:

  • OFHC तांबे के गैस्केट वाले CF (कॉनफ्लैट) फ्लैंज — यूएचवी के लिए उद्योग मानक।.
  • सी-रिंग्स और हेलिकोफ्लेक्स® सील्स — पुन: प्रयोज्य या उच्च-भार अनुप्रयोगों के लिए लचीले धातु सील।.
  • चांदी या निकल की परत चढ़ाया हुआ एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील विशेष रासायनिक प्रतिरोध के लिए।.

लाभ:

  • 10⁻¹² Pa·m³/s से कम रिसाव दर प्राप्त की जा सकती है।.
  • उत्कृष्ट बेक-आउट प्रदर्शन (> 200 °C)।.
  • स्थिर अनुप्रयोगों में लंबी सेवा अवधि।.

सीमाएँ:

  • उच्च प्रारंभिक लागत और इंस्टॉलेशन टॉर्क।.
  • CF तांबे के गैस्केट एकल-उपयोग वाले होते हैं (प्लास्टिक रूप से विकृत)।.
  • फ्लेंज सतह क्षति के प्रति संवेदनशील।.

4.2.3 फ्लैंज मानक

तीन प्रमुख फ्लैंग मानक वैक्यूम तकनीक में प्रमुखता रखते हैं:

फ्लैंज प्रकार आम दबाव सीमा आम सील सामान्य उपयोग के मामले
आईएसओ-केएफ (एनडब्ल्यू) खुरदरे से उच्च निर्वात इलास्टोमर ओ-रिंग प्रयोगशाला प्रणालियाँ, छोटे कक्ष, विश्लेषणात्मक उपकरण
आईएसओ-के खुरदरे से उच्च निर्वात इलास्टोमर या नरम गैस्केट बड़े कक्ष, औद्योगिक प्रणालियाँ
सीएफ उच्च से अति-उच्च निर्वात धातु गैस्केट अर्धचालक, अति-उच्च वैक्यूम अनुसंधान, सतह विश्लेषण

नोट: फ्लैंग मानक का चुनाव सील चयन, बेक-आउट तापमान क्षमता और रखरखाव प्रक्रियाओं को सीधे प्रभावित करता है।.

4.3 बॉन्डेड सील और अन्य प्रकार

बंधित सील एक को जोड़ते हैं धातु का वॉशर और वल्कनाइज्ड इलास्टोमर सीलिंग लिप, थ्रेडेड कनेक्शन या इंस्ट्रूमेंट पोर्ट के लिए उपयुक्त एक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन प्रदान करते हुए।.
वे आमतौर पर UHV में उपयोग नहीं किए जाते हैं, लेकिन वे के लिए प्रभावी हैं। खुरदरा और उच्च निर्वात सेवा गेज और फीडथ्रू जैसे सहायक घटकों में।.

रूप:

  • डाउट्टी® बॉन्डेड सील (आमतौर पर FKM या NBR इलास्टोमर).
  • उपकरण इंटरफेस के लिए एकीकृत धातु-इलास्टोमर सीलिंग रिंग्स।.

4.4 स्थैतिक सीलों के विफलता के तरीके

सामान्य विफलता तंत्र को समझना अनियोजित डाउनटाइम को रोकने में मदद करता है:

विफलता का तरीका आम कारण निवारण रणनीति
एक्सट्रूज़न / निबलिंग अत्यधिक दबाव, खराब खांचे का डिज़ाइन बैकअप रिंग्स का उपयोग करें, निचोड़ को नियंत्रित करें, ग्रूव में सुधार करें
क्रिप / विश्राम तापीय चक्रण, असंगत पदार्थ कम क्रिप वाले पदार्थ चुनें, उचित टॉर्क सेटिंग्स
प्रसरण उच्च निर्वात में प्रयुक्त इलास्टोमर धातु सील या दोहरी सील विभेदक पंपिंग का उपयोग करें।
सतही क्षति खरोंचें, संदूषण, अत्यधिक टॉर्क सतह की तैयारी, टॉर्क नियंत्रण, नरम गैस्केट का उपयोग
संपीड़न सेट अति-संकुचन या लंबी सेवा अवधि पुरानी ओ-रिंग्स बदलें, नियंत्रण निचोड़ें

4.5 स्थिर सील स्थापना के लिए सर्वोत्तम प्रथाएँ

  1. सतह की तैयारी:
    • लिन्ट-फ्री वाइप्स और सॉल्वेंट से सीलिंग सतहों को साफ करें।.
    • अच्छी रोशनी में खरोंचों या धक्कों के लिए निरीक्षण करें।.
  2. सील हैंडलिंग:
    • सतहों को तेल से दूषित होने से बचाने के लिए दस्ताने का उपयोग करें।.
    • इलास्टोमर्स को खींचने या मरोड़ने से बचें।.
  3. टॉर्क नियंत्रण:
    • फ्लैंजों के लिए क्रॉस-टाइटनिंग अनुक्रम का उपयोग करें।.
    • विकृत होने से बचने के लिए निर्माता द्वारा निर्दिष्ट टॉर्क विनिर्देशों का पालन करें।.
  4. स्नेहन (वैकल्पिक):
    • यदि आवश्यक हो, तो वैक्यूम-अनुकूल स्नेहक (जैसे PFPE-आधारित) का उपयोग करें।.
    • यूएचवी प्रणालियों में सिलिकॉन तेलों और हाइड्रोकार्बन से बचें।.
  5. बेक-आउट:
    • इलास्टोमर्स का उपयोग करते समय, आउटगैसिंग को कम करने के लिए उन्हें वैक्यूम ओवन में पहले से बेक करें।.
    • धातु सीलों के लिए, थर्मल साइकिलिंग से पहले उचित बैठने को सुनिश्चित करें।.

4.6 सारांश

स्थिर सील बनाते हैं सबसे विश्वसनीय और नियंत्रणीय वैक्यूम इंटरफेस आधुनिक प्रणालियों में।.

  • ओ-रिंग्स और नरम गैस्केट खुरदरे और उच्च निर्वात के लिए उत्कृष्ट हैं।.
  • धातु गैस्केट उनकी कम पारगम्यता और बेक-आउट क्षमता के कारण UHV पर प्रभुत्व।.
  • सतह की फिनिश, खांचे का डिज़ाइन, और टॉर्क नियंत्रण लीक-टाइट प्रदर्शन प्राप्त करने में निर्णायक कारक हैं।.

5. डायनामिक सीलिंग तकनीकें

गतिशील सीलें वहाँ काम करती हैं जहाँ एक घटक दूसरे के सापेक्ष गति करता है—अधिकतर घूमने वाली शाफ्टें या आवर्तक पिस्टन वैक्यूम पंपों, एजीटेटरों, या फीडथ्रूज़ में।.
स्थिर सील के विपरीत, गतिशील सील को बनाए रखना चाहिए। यांत्रिक गति के अधीन एक स्थिर अवरोध, अक्सर उच्च गति, उच्च तापमान, या रासायनिक रूप से आक्रामक वातावरण में।.

गतिशील सील का डिज़ाइन और चयन संतुलन बनाने में शामिल है। सील की अखंडता, घिसाव प्रतिरोध, घर्षण व्यवहार, और सेवा जीवन.

5.1 यांत्रिक सील

5.1.1 सिद्धांत

A यांत्रिक सील का उपयोग करता है सापेक्ष सरकन दो सटीक रूप से मशीनीकृत सीलिंग सतहों का — एक स्थिर और एक घूमने वाली।.
एक स्प्रिंग या हाइड्रोलिक दबाव चेहरे के संपर्क को बनाए रखता है, जबकि एक बहुत ही पतली द्रव परत (अक्सर क्रम के आसपास 0.1 से कुछ माइक्रोमीटर तक) इंटरफ़ेस को चिकना करता है।.
यह नियंत्रित इंटरफ़ेस अत्यंत कम रिसाव प्रदान करता है, जो कई उच्च निर्वात और स्वच्छ प्रक्रिया अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।.

मुख्य घटक:

  • घूमने वाली अंगूठी (शाफ्ट पर लगा हुआ)
  • स्थिर वलय (ग्रंथि या आवास में स्थापित)
  • द्वितीयक सील (ओ-रिंग या बेलोज़)
  • स्प्रिंग या हाइड्रोलिक लोडिंग प्रणाली
  • ड्राइव कॉलर और सेट स्क्रू

5.1.2 चेहरे की सामग्री के संयोजन

सील के जीवनकाल और रिसाव प्रदर्शन के लिए सही फेस जोड़ी का चयन महत्वपूर्ण है।.

चेहरा मिलान आम उपयोग मामला लक्षण
SiC बनाम कार्बन ग्रेफाइट स्वच्छ और मैला मीडिया, सामान्य औद्योगिक उपयोग कम घर्षण, अच्छा तापीय झटका प्रतिरोध
सिलिकॉन कार्बाइड बनाम सिलिकॉन कार्बाइड उच्च-दबाव, घर्षणकारी या संक्षारक माध्यम बहुत कठोर, लंबी आयु, संरेखण त्रुटि के प्रति कम सहिष्णु।
डब्ल्यूसी बनाम कार्बन उच्च यांत्रिक भार, खुरदरे वैक्यूम पंप उच्च मजबूती, मध्यम घिसाव
डीएलसी-लेपित सतहें स्वच्छ प्रक्रियाएँ, अर्धचालक, कम कण उत्पादन कम घर्षण, रासायनिक निष्क्रियता

5.1.3 प्रदर्शन विशेषताएँ

  • रिसाव दरें आमतौर पर 10⁻⁷ – 10⁻⁹ पा·मी³/से, विन्यास के आधार पर।.
  • उच्च शाफ्ट गति (> 3,000 आरपीएम) और मध्यम दबाव अंतर को संभालने में सक्षम।.
  • शुष्क-संचालन से बचना चाहिए: कुछ सेकंड भी सूखे संपर्क से सील की सतहें क्षतिग्रस्त हो सकती हैं।.

उपयोग:
ड्राई स्क्रू पंप, टर्बोमोलिक्युलर बैकिंग पंप, रासायनिक प्रक्रिया उपकरण, क्रायोजेनिक प्रणालियाँ।.

5.2 पैकिंग सीलें

5.2.1 अवलोकन

पैकिंग सील सबसे पुराने गतिशील सीलिंग समाधानों में से एक हैं।.
वे निर्भर करते हैं दबाया जा सकने वाला पैकिंग पदार्थ (जैसे ग्रेफाइट, पीटीएफई, अरामिड फाइबर) शाफ्ट के चारों ओर स्थित स्टफिंग बॉक्स में डाला जाता है। अक्षीय संपीड़न एक ग्रंथि अनुयायी से अनुवादित होता है रेडियल सीलिंग दबाव.

लाभ:

  • सरल संरचना और लागत-कुशल।.
  • समायोजित और प्रतिस्थापित करना आसान।.
  • शाफ्ट के अपकेंद्रण या मामूली सतही दोषों के प्रति सहिष्णु।.

सीमाएँ:

  • आंतरिक रिसाव — आमतौर पर 10⁻⁵ से 10⁻⁷ Pa·m³/s।.
  • घर्षण ऊष्मा उत्पन्न करता है; उच्च-गति शाफ्टों के लिए उपयुक्त नहीं।.
  • आउटगैसिंग और कण उत्सर्जन इसे अल्ट्रा-क्लीन या यूएचवी प्रणालियों के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं।.

5.2.2 आधुनिक संवर्धन

आधुनिक पैकिंग सामग्री में बुने हुए कार्बन फाइबर, PTFE/ग्राफाइट कंपोजिट और विस्तारित ग्राफाइट रिंग्स शामिल हैं, जो रासायनिक अनुकूलता और घिसाव प्रतिरोध में सुधार करते हैं।.
कुछ मामलों में, फ्लश या पर्ज गैस प्रवेश को नियंत्रित करने या उत्सर्जन को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।.

लिप सील और ऑयल सील

5.3 लिप और ऑयल सील

5.3.1 विशेषताएँ

लिप सील्स (आम तौर पर कहा जाता है तेल सील) का उपयोग करें लचीला सील करने वाला होंठ जो एक द्वारा समर्थित घूमने वाले शाफ्ट को संपर्क करता है वसंत तनाव बनाए रखने के लिए।.
वे खुरदरे निर्वात अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हवा के प्रवेश को रोकें और स्नेहक होते हैं।.

विशेषता लिप सील्स
लागत कम
रिसाव मध्यम (~10⁻⁵ Pa·m³/s सामान्यतः)
तापमान की सीमा सीमित (आमतौर पर -30 से 150 °C)
गति क्षमता मध्यम
स्वच्छता उच्च निर्वात के लिए अनुपयुक्त

सीमाएँ:

  • इलास्टोमर्स के माध्यम से उच्च पारगम्यता।.
  • कण उत्पादन और उत्सर्जन।.
  • यूएचवी या स्वच्छ अर्धचालक वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं।.

5.4 भूलभुलैया और सर्पिल खांचे की सीलें

5.4.1 सिद्धांत

लैबिरिंथ सीलें हैं संपर्क रहित शाफ्ट और हाउसिंग के बीच खांचों या कक्षों की एक श्रृंखला से बने यांत्रिक संरचनाएँ।.
वे हर्मेटिक सील न बनाएं लेकिन एक टेढ़ा-मेढ़ा रास्ता बनाए जो गैस के प्रवाह को प्रतिबंधित करता है.

स्पाइरल ग्रूव सीलें उच्च शाफ्ट गति पर प्रदर्शन में सुधार के लिए, गैस को बाहर की ओर धकेलने वाली एक पंपिंग क्रिया उत्पन्न करने हेतु हेलिकल खांचों का उपयोग करें।.

लाभ:

  • लगभग शून्य घिसावट।.
  • लंबी सेवा अवधि।.
  • कोई चिकनाई आवश्यक नहीं।.

सीमाएँ:

  • अधिकांश वैक्यूम प्रणालियों में प्राथमिक सील के रूप में कार्य करने के लिए पर्याप्त कसकर नहीं।.
  • आमतौर पर के रूप में उपयोग किया जाता है द्वितीयक या बफर सील यांत्रिक या सूखी गैस सील के संयोजन में।.

5.4.2 सामान्य अनुप्रयोग

  • उच्च-गति रोटरी फीडथ्रू।.
  • टर्बोमोलिक्युलर पंप।.
  • उच्च विश्वसनीयता वाले घूमने वाले उपकरण जहाँ रखरखाव तक पहुंच सीमित है।.

5.5 सूखी गैस सीलें

5.5.1 संचालन सिद्धांत

शुष्क गैस सील हैं बिना संपर्क वाले यांत्रिक सील जो बनाए रखते हैं बहुत पतली गैस की फिल्म (आमतौर पर 1–3 माइक्रोमीटर) घूमने वाले और स्थिर सतहों के बीच।.
यह गैस फिल्म इंजीनियरिंग द्वारा उत्पन्न की जाती है। हाइड्रोडायनामिक खांचे जो शाफ्ट घूमने पर चेहरों को अलग करते हैं।.

  • विश्राम की स्थिति में: सील के चेहरे हल्के संपर्क में होते हैं।.
  • संचालन के दौरान: गैस की फिल्म बनती है और घर्षण को कम करती है।.
  • रिसाव: अत्यंत कम और स्थिर, आमतौर पर निष्क्रिय गैस का नियंत्रित बहिर्वाह।.

5.5.2 विशेषताएँ और लाभ

  • बहुत कम रिसाव (10⁻⁷ – 10⁻⁹ Pa·m³/s)।.
  • बिना संपर्क वाले संचालन के कारण लंबी आयु।.
  • स्वच्छ — न्यूनतम कण उत्पन्न।.
  • उच्च-गति क्षमता (> 10,000 आरपीएम संभव)।.

5.5.3 सीमाएँ

  • आवश्यक स्वच्छ, शुष्क बफर गैस (जैसे, नाइट्रोजन)।.
  • संक्रमण के प्रति संवेदनशील।.
  • अधिक प्रारंभिक लागत और डिज़ाइन की जटिलता।.

5.5.4 अनुप्रयोग

  • शुष्क स्क्रू वैक्यूम पंप।.
  • वैक्यूम इंटरफेस वाले बड़े प्रक्रिया कंप्रेसर।.
  • उच्च-अखंडता वाले रासायनिक और ऊर्जा अनुप्रयोग।.

5.6 चुंबकीय द्रव (फेरोफ्लुइडिक) सील

5.6.1 सिद्धांत

चुंबकीय द्रव सील एक का उपयोग करते हैं चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्थिर रखा गया फेरोफ्लूइड शाफ्ट के चारों ओर स्थित स्थायी चुम्बकों द्वारा उत्पन्न।.
फेर्रोफ्लूइड कई सीलिंग “चरण” बनाता है, प्रत्येक एक दबाव अवरोध प्रदान करता है, जिससे बिना भौतिक संपर्क के अति-निम्न रिसाव संभव होता है।.

लाभ:

  • शून्य यांत्रिक घिसाव।.
  • अल्ट्रा-स्वच्छ — सेमीकंडक्टर या यूएचवी के लिए आदर्श।.
  • उच्च विश्वसनीयता और लंबी सेवा अवधि।.
  • घूर्णन फीडथ्रू के लिए उत्कृष्ट प्रदर्शन।.

सीमाएँ:

  • सीमित तापमान सीमा (आमतौर पर < 150 °C)।.
  • चुंबकीय क्षेत्र में व्यवधानों के प्रति संवेदनशील।.
  • पारंपरिक सीलों से अधिक महंगा।.

5.6.2 अनुप्रयोग

  • अर्धचालक वेफर प्रसंस्करण।.
  • सतही विज्ञान उपकरण.
  • यूएचवी विश्लेषणात्मक प्रणालियाँ।.
  • उच्च-सटीकता वाले घूमने वाले फीडथ्रू।.

5.7 गतिशील सीलों का तुलनात्मक सारांश

सील का प्रकार संपर्क रिसाव दर (Pa·m³/s) गति क्षमता अत्यधिक उच्च वोल्टेज उपयुक्तता रखरखाव आम उपयोग मामला
यांत्रिक सील हाँ 10⁻⁷ – 10⁻⁹ उच्च मध्यम मध्यम पंप, घोलक
पैकिंग सील हाँ 10⁻⁵ – 10⁻⁷ कम–मध्यम गरीब आसान औद्योगिक शाफ्ट
लिप / ऑयल सील हाँ ~10⁻⁵ मध्यम गरीब आसान अधूरा निर्वात पृथक्करण
भूलभुलैया / सर्पिल नहीं मध्यम उच्च गरीब न्यूनतम द्वितीयक सील, उच्च-गति शाफ्ट
शुष्क गैस सील नहीं 10⁻⁷ – 10⁻⁹ बहुत अधिक अच्छा कम स्वच्छ प्रक्रिया अनुप्रयोग
चुंबकीय द्रव सील नहीं ≤ 10⁻⁹ उच्च उत्कृष्ट कम यूएचवी, सेमीकंडक्टर, सटीक फीडथ्रू

5.8 सारांश

गतिशील सील महत्वपूर्ण सक्षमकर्ता हैं शून्य में गति, सटीक यांत्रिकी, पदार्थ विज्ञान, और द्रवगतिकी का संयोजन।.

  • यांत्रिक सील आधुनिक वैक्यूम पंपों के कार्यघोड़े हैं।.
  • पैकिंग और लिप सील लागत-संवेदनशील या निम्न-वैक्यूम अनुप्रयोगों को सेवा प्रदान करना।.
  • भूलभुलैया और सर्पिल सीलें मजबूत द्वितीयक सुरक्षा प्रदान करें।.
  • शुष्क गैस और चुंबकीय द्रव सील का प्रतिनिधित्व करते हैं सबसे स्वच्छ, सबसे कम रिसाव वाली प्रौद्योगिकियाँ आज उपलब्ध है।.

डायनामिक सील का चयन वैक्यूम स्तर, प्रक्रिया की स्वच्छता, गति, रखरखाव रणनीति और लागत प्रतिबंधों पर निर्भर करता है।.

6. सामग्री और अनुकूलता

द प्रदर्शन, स्थायित्व, और रिसाव व्यवहार एक वैक्यूम सील के गुणधर्म केवल इसकी ज्यामिति से ही नहीं, बल्कि — सबसे महत्वपूर्ण रूप से — इसकी सामग्री संरचना. सीलिंग सामग्री को निर्वात के संपर्क का सामना करना चाहिए, पारगम्यता और गैस उत्सर्जन का प्रतिरोध करना चाहिए, और तापमान व दबाव की चरम सीमाओं में अपनी यांत्रिक विशेषताओं को बनाए रखना चाहिए।.

वैक्यूम तकनीक में, सामग्रियों को व्यापक रूप से वर्गीकृत किया जाता है लचीलाद्रव्य, प्लास्टिक और कंपोजिट, कठोर मुख सामग्री, और धातुएँ. प्रत्येक वर्ग वैक्यूम स्तर, माध्यम और पर्यावरण के आधार पर अपने स्वयं के फायदे और सीमाएँ लाता है।.

6.1 इलास्टोमेरिक पदार्थ

इलास्टोमर्स हैं बहुपयोगी सामग्री स्थिर ओ-रिंग्स और कुछ गतिशील सील के लिए खुरदरे और उच्च निर्वात में। इन्हें स्थापित करना आसान है, लागत-प्रभावी हैं, और विश्वसनीय सीलिंग प्रदान करते हैं — लेकिन उनकी अंतर्निहित प्रसरण और उत्सर्जन अल्ट्रा-हाई वैक्यूम (UHV) और अल्ट्रा-क्लीन प्रक्रियाओं में उनके उपयोग को सीमित करें।.

सामग्री तापमान की सीमा (°C) प्रसरण वाष्पोत्सर्जन रासायनिक प्रतिरोध आम उपयोग
एनबीआर (नाइट्राइल) -30 से 120 उच्च उच्च सीमित (तेल, ईंधन) खुरदरा निर्वात, सामान्य प्रयोजन
ईपीडीएम -50 से 150 मध्यम मध्यम पानी/भाप के साथ उत्कृष्ट, तेलों के साथ खराब एचवीएसी, औद्योगिक
एफकेएम (उदाहरण के लिए, वाइटॉन®) -20 से 200 कम कम उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध उच्च निर्वात, रासायनिक प्रणालियाँ
एफएफकेएम (जैसे, कालरेज़®) -20 से 280 बहुत कम बहुत कम उत्कृष्ट उच्च-शुद्धता, आक्रामक मीडिया

6.1.1 पारगम व्यवहार

इलास्टोमर्स हर्मेटिक नहीं होते हैं: गैस के अणु व्याप्त करते हैं समय के साथ उनके पॉलिमर नेटवर्क के माध्यम से। पारगम्यता निर्भर करती है:

  • गैस का प्रकार (हीलियम और हाइड्रोजन सबसे आसानी से पारगम्य होते हैं)
  • पदार्थ संरचना (फ्लोरोयुक्त रबर में पारगम्यता कम होती है)
  • मोटाई और सतह क्षेत्रफल
  • तापमान (उच्च तापमान पारगम्यता बढ़ाते हैं)

उदाहरण के लिए, FKM ओ-रिंग्स के माध्यम से हीलियम का पारगमण कमरे के तापमान पर 10⁻⁷ Pa·m³/s·m तक हो सकता है। यह कई उच्च निर्वात प्रणालियों में स्वीकार्य है, लेकिन UHV अनुप्रयोगों में नहीं।.

6.1.2 गैस उत्सर्जन

आउटगैसिंग — फँसे हुए वाष्पशील पदार्थों और योजकों का उत्सर्जन — आधार दबाव बढ़ा सकती है और संवेदनशील प्रक्रियाओं को दूषित कर सकती है।.
इसे कम करने के लिए:

  • उपयोग करें उच्च-शुद्धता वाले वैक्यूम-ग्रेड यौगिक.
  • स्थापना से पहले ओ-रिंग्स को प्री-बेक या वैक्यूम बेक-आउट करें।.
  • प्लास्टिसाइज़र या फिलर युक्त सामग्री से बचें।.

6.2 प्लास्टिक और मिश्रित सामग्री

इंजीनियरिंग प्लास्टिक कम पारगम्यता, व्यापक रासायनिक प्रतिरोध और उच्च तापमान पर आयामी स्थिरता प्रदान करते हैं। हालांकि, वे प्रदर्शित कर सकते हैं क्रिप या शीत प्रवाह, विशेष रूप से निरंतर संपीड़न के अधीन।.

सामग्री तापमान की सीमा (°C) प्रसरण रासायनिक प्रतिरोध मुख्य गुण
पीटीएफई (टेफ्लॉन®) -200 से 250 बहुत कम उत्कृष्ट रासायनिक रूप से निष्क्रिय, लेकिन ठंडा प्रवाह
पीसीटीएफई -200 से 150 बहुत कम उत्कृष्ट PTFE की तुलना में कम कोल्ड फ्लो
पीक -50 से 250 बहुत कम उत्कृष्ट उच्च मजबूती, मशीन योग्य
ग्रेफाइट मिश्रित पदार्थ 500+ तक बहुत कम उत्कृष्ट उच्च तापमान सहनशीलता

6.2.1 पीटीएफई और पीसीटीएफई

PTFE का उपयोग सॉफ्ट गैस्केट, एनवेलप सील और बैकअप रिंग्स के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। इसमें अत्यंत कम आउटगैसिंग और रासायनिक निष्क्रियता होती है।.
इसका नुकसान यह है शीतल प्रवाह — यह दीर्घकालिक संपीड़न के तहत विकृत हो सकता है, जिससे सीलिंग तनाव संभावित रूप से कम हो सकता है।.

पीसीटीएफई प्रदान करता है बेहतर आयामी स्थिरता PTFE की तुलना में, जो इसे लंबे सेवा अंतराल वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।.

6.2.2 पीक

पीक उच्च यांत्रिक मजबूती और कम पारगम्यता का संयोजन है, जो इसे संरचनात्मक सीलिंग घटकों, वाल्व सीटों और उच्च-भार इंटरफेसों के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाता है।.

6.3 कठोर सतह की सामग्री

गतिशील सील अक्सर पर निर्भर करती हैं कठोर, घिसाव-प्रतिरोधी सतह सामग्री रिसाव को कम करने और सेवा जीवन बढ़ाने के लिए। का चयन चेहरा जोड़ा एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग निर्णय है।.

सामग्री कठोरता रासायनिक प्रतिरोध तापीय झटका आवेदन
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) बहुत अधिक उत्कृष्ट अच्छा यांत्रिक सील, अपघर्षक माध्यम
टंगस्टन कार्बाइड (डब्ल्यूसी) बहुत अधिक अच्छा मध्यम उच्च-भार अनुप्रयोग
कार्बन ग्रेफाइट निम्न–मध्यम उत्कृष्ट उत्कृष्ट मिलान चेहरा, संरेखण त्रुटि के प्रति क्षमाशील
डीएलसी कोटिंग्स बहुत अधिक उत्कृष्ट उत्कृष्ट अर्धचालक, अति-स्वच्छ अनुप्रयोग
  • एसआईसी–ग्रेफाइट सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली जोड़ीकरणों में से एक है, जो कम घर्षण और अच्छी तापीय झटका प्रतिरोध क्षमता को संयोजित करता है।.
  • एसआईसी–एसआईसी बहुत लंबी सेवा अवधि प्रदान करता है, लेकिन यह संदूषण या संरेखण-भंग के प्रति कम सहिष्णु है।.
  • डीएलसी-लेपित सतहें घर्षण और कणोत्सर्जन को कम करती हैं।.

धातु सील

6.4 धातु सामग्री

धात्विक सील अनिवार्य हैं यूएचवी और चरम वातावरण उनके कारण शून्य पारगम्यता, उच्च तापमान क्षमता, और उत्कृष्ट बेक-आउट प्रदर्शन।.

सामग्री तापमान सीमा (°C) रिसाव दर आम उपयोग
OFHC तांबा चार सौ पचास < 10⁻¹² पा·मी³/से सीएफ फ्लैंज, यूएचवी व्यूपोर्ट्स
स्टेनलेस स्टील (304/316L) चार सौ < 10⁻¹² पा·मी³/से धातु गैस्केट, वेल्डेड जोड़
एल्यूमिनियम (प्लेटेड) 300+ बहुत कम हल्के वजन की प्रणालियाँ, द्वितीयक सीलें
निकल मिश्रधातुएँ उच्च बहुत कम क्षरणकारी या क्रायोजेनिक अनुप्रयोग

6.4.1 तांबे के गैस्केट

ऑक्सीजन-रहित उच्च चालकता (OFHC) तांबा CF फ्लैंजों के लिए मानक गैस्केट सामग्री है। कसने पर यह प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाता है, सूक्ष्म दोषों को भर देता है और अत्यंत कम रिसाव दर प्राप्त करता है।.

6.4.2 धातु सी-रिंग्स और हेलिकोफ्लेक्स® सील्स

पुन: प्रयोज्य या उच्च-भार सीलिंग के लिए, लचीले धातु सील जैसे C-रिंग्स या हेलीकोफ्लेक्स® का उपयोग किया जाता है। ये धातु की परत को लोचदार कोर के साथ मिलाते हैं, जिससे रिसाव की अखंडता को खोए बिना कई चक्र संभव होते हैं।.

6.5 स्वच्छता और नियामक विचार

फार्मास्यूटिकल्स, खाद्य प्रसंस्करण, या जैव प्रौद्योगिकी जैसी उद्योगों में, सीलिंग सामग्रियों को पूरा करना चाहिए कड़े स्वच्छता मानक:

  • एफडीए सीएफआर 21 177.2600 (खाद्य-ग्रेड इलास्टोमर्स)
  • यूएसपी वर्ग VI (जैव-अनुकूलता)
  • आईएसओ 10993 (चिकित्सा उपकरण)

सामग्री को चाहिए:

  • सफाई और कीटाणुशोधन चक्रों (जैसे SIP/CIP) का प्रतिरोध करें।.
  • ऐसे एक्सट्रैक्टेबल्स और लीचेबल्स से बचें जो उत्पादों को दूषित कर सकते हैं।.
  • बार-बार थर्मल साइक्लिंग के बाद लोच बनाए रखें।.

आम विकल्प: प्लेटिनम-क्योर सिलिकॉन, EPDM (परोक्साइड-क्योर), और आक्रामक रसायनों के लिए FFKM।.

6.6 त्वरित अनुकूलता मैट्रिक्स

सामग्री का प्रकार वैक्यूम उपयुक्तता तापीय सीमा रासायनिक प्रतिरोध प्रसरण आम अनुप्रयोग
एनबीआर खुरदरा निर्वात कम खराब–मध्यम उच्च सुविधा कनेक्शन
ईपीडीएम उच्च निर्वात मध्यम अच्छा (भाप, पानी) मध्यम औद्योगिक प्रक्रियाएँ
एफकेएम उच्च निर्वात उच्च उत्कृष्ट कम सामान्य प्रयोजन की सीलिंग
एफएफकेएम उच्च/अति उच्च वैक्यूम बहुत अधिक उत्कृष्ट बहुत कम अर्धचालक, क्षरणकारी
पीटीएफ़ई/पीसीटीएफ़ई उच्च/अति उच्च वैक्यूम उच्च उत्कृष्ट बहुत कम नरम गैस्केट, अस्तर
धातुएँ यूएचवी और उससे ऊपर बहुत अधिक उत्कृष्ट कोई नहीं सीएफ फ्लैंज, स्थायी सील

6.7 सारांश

द सही सीलिंग सामग्री निर्धारित करता है:

  • लीक की कसावट
  • सेवा जीवन
  • संचालन परिवेश के साथ अनुकूलता
  • रखरखाव की आवृत्ति और लागत।.
  • लचीले बहुलक लचीले और लागत-प्रभावी लेकिन पारगम्य हैं।.
  • प्लास्टिक कम गैस उत्सर्जन और रासायनिक निष्क्रियता प्रदान करते हैं, लेकिन क्रिप हो सकते हैं।.
  • कठोर मुख सामग्री गतिशील सील में टिकाऊपन सुनिश्चित करें।.
  • धातुएँ यूएचवी और कठोर परिस्थितियों के लिए स्वर्ण मानक हैं।.

सामग्री का चयन के अनुरूप होना चाहिए शून्य स्तर, प्रक्रिया रसायनशास्त्र, तापीय वातावरण, और नियामक आवश्यकताएँ.

7. सील चयन ढांचा

वैक्यूम सिस्टम के लिए सही सीलिंग समाधान चुनना एक ऐसा नहीं है जो सभी पर लागू हो। इसके लिए एक संरचित, बहु-मानदंड मूल्यांकन जो दोनों को ध्यान में रखता है तकनीकी प्रदर्शन और कार्यक्षेत्र में व्यावहारिकता. एक सुस्पष्ट चयन ढांचा सुसंगत सीलिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करता है, डाउनटाइम को कम करता है, और समयपूर्व विफलताओं को रोकता है जो वैक्यूम की अखंडता को प्रभावित कर सकती हैं।.

7.1 परिचालन संबंधी आवश्यकताओं को परिभाषित करना

किसी भी सामग्री या डिज़ाइन को चुने जाने से पहले, परिचालन की परिस्थितियाँ स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए। यह चरण अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है, लेकिन यह पूरी सीलिंग रणनीति निर्धारित करता है।.

दस्तावेज़ीकरण के लिए प्रमुख पैरामीटर शामिल हैं:

पैरामीटर उदाहरण / सामान्य सीमाएँ सील चयन पर प्रभाव
शून्य स्तर खुरदरा, ऊँचा, यूएचवी स्वीकार्य पारगम्यता और उत्सर्जन का निर्धारण
मीडिया वायु, निष्क्रिय गैस, क्षरणकारी रसायन, विलायक, भाप सामग्री अनुकूलता और सील विन्यास को निर्धारित करता है
दाब का अंतर परिवेश से निर्वात, या सकारात्मक/नकारात्मक विभेदक प्रभाव सील ज्यामिति और बैकअप संरचना को प्रभावित करते हैं।
तापमान की सीमा क्रायोजेनिक से 300+ °C तक इलास्टोमर, प्लास्टिक या धातु की उपयुक्तता निर्धारित करता है।
गति स्थिर, दोलनशील, घूर्णनशील गतिशील बनाम स्थिर सीलिंग तकनीक निर्धारित करता है
गति 0 से 30,000+ आरपीएम घर्षण ऊष्मा, घिसाव और सील के प्रकार को प्रभावित करता है।
स्वच्छता संबंधी आवश्यकताएँ अर्धचालक-ग्रेड, सामान्य औद्योगिक सामग्री चयन और रिसाव सहनशीलता को प्रभावित करता है।
रखरखाव रणनीति रोकथाम संबंधी, पूर्वानुमान संबंधी, न्यूनतम-पहुँच प्रभाव सील जीवन और पुन: उपयोग आवश्यकताओं को प्रभावित करते हैं।

7.2 निर्णय पथ: स्थिर बनाम गतिशील

द पहला बड़ा निर्णय ढांचे में यह है कि क्या इंटरफ़ेस है स्थिर या गतिशील:

  • स्थिर इंटरफेस (जैसे, फ्लैंज, व्यूपोर्ट, चैंबर कवर):
    → इलास्टोमर ओ-रिंग्स (खुरदरा/उच्च निर्वात) या धातु गैस्केट्स (यूएचवी) को प्राथमिकता दें।.
  • गतिशील इंटरफ़ेस (जैसे, शाफ्ट, चलती छड़ियाँ):
    → यांत्रिक सील, पैकिंग, या उन्नत गैर-संपर्क सील की आवश्यकता।.

सुझाव: जब भी संभव हो, यूएचवी वातावरण में डायनामिक सीलिंग से बचें — गति से रिसाव का जोखिम काफी बढ़ जाता है। यदि यह टालना संभव न हो, तो चुंबकीय द्रव या सूखी गैस सील पर विचार करें।.

7.3 निर्वात स्तर और पारगम्यता सहनशीलता

द शून्य वर्ग यह निर्धारित करता है कि कितनी रिसाव और पारगम्यता सहन की जा सकती है।.

शून्य स्तर आम अधिकतम रिसाव अनुशंसित सील प्रकार
खुरदरा निर्वात (10⁵ – 10² पास्कल) ~10⁻⁵ पा·मी³/से इलास्टोमर ओ-रिंग, गैस्केट, पैकिंग
उच्च निर्वात (10² – 10⁻³ पा) ≤ 10⁻⁸ पा·मी³/से एफकेएम/एफएफकेएम ओ-रिंग, सॉफ्ट गैस्केट, मैकेनिकल सील
अल्ट्रा-उच्च निर्वात (10⁻³ – 10⁻⁹ पास्कल) ≤ 10⁻¹⁰ पा·मी³/से धातु गैस्केट, सूखी गैस सील, वेल्डेड जोड़
यूएचवी+ / चरम < 10⁻¹¹ पा·मी³/से धातु सी-रिंग्स, सीएफ फ्लैन्ज, फेरोफ्लुइडिक सील्स
  • यदि प्रवेश सहनशीलता अधिक है, इलास्टोमर्स स्वीकार्य हो सकते हैं।.
  • यदि प्रवेश लगभग शून्य होना चाहिए।, धातु या हाइब्रिड सील आवश्यक हैं।.

7.4 रासायनिक और तापीय वातावरण

रासायनिक अनुकूलता अक्सर होती है सीमित करने वाला कारक सील चयन में। उदाहरण:

  • मजबूत अम्ल या विलायक → पीटीएफ़ई या एफएफकेएम।.
  • वाष्प कीटाणुशोधन → ईपीडीएम या प्लेटिनम-क्योर सिलिकॉन।.
  • उच्च तापमान (>250 °C) → धातुएँ या उच्च-प्रदर्शन प्लास्टिक।.
  • अत्यंत निम्न तापमान संबंधी → पीसीटीएफई, धातुएँ, या कस्टम इलास्टोमर्स।.

तापीय चक्र भी सील का कारण बनते हैं। रेंगना, दबाव सेट, या अनुपाती विस्तार फ्लैंग सामग्री के बीच। इसे डिज़ाइन के दौरान ध्यान में रखना चाहिए, विशेष रूप से नरम गैस्केट या इलास्टोमर्स के लिए।.

7.5 गति और वेग संबंधी विचार

यदि सीलिंग इंटरफ़ेस में गति शामिल है:

गति प्रकार आम सील के प्रकार टिप्पणियाँ
कोई नहीं (स्थिर) ओ-रिंग, गैस्केट, धातु सील उच्चतम सीलिंग प्रदर्शन
आवर्ती पैकिंग, बेलोज़ सील, रैखिक फीडथ्रू सील स्ट्रोक और स्नेहन नियंत्रण
घूर्णीय (निम्न गति) पैकिंग, यांत्रिक सील, लिप सील घर्षण ऊष्मा पर विचार करें।
घूर्णी (उच्च गति) यांत्रिक सील, शुष्क गैस सील, फेरोफ्लुइडिक सील स्वच्छ प्रणालियों के लिए बिना संपर्क करना वरीयता प्राप्त है।

के लिए उच्च-गति शाफ्ट, बिना संपर्क वाले समाधान जैसे सूखी गैस या चुंबकीय द्रव सील सर्वोत्तम संयोजन प्रदान करते हैं कम घिसाव और कम रिसाव.

7.6 रखरखाव और सेवा रणनीति

अपेक्षित रखरखाव अंतराल और प्रणाली की पहुँचशीलता सील के चयन को दृढ़ता से प्रभावित करती है:

  • संक्षिप्त रखरखाव अंतराल → इलास्टोमर ओ-रिंग या पैकिंग स्वीकार्य हो सकती है।.
  • लंबी रखरखाव अवधि / सीमित पहुँच दीर्घकालिक स्थिरता के लिए धातु गैस्केट या फेरोफ्लुइडिक सील को प्राथमिकता दें।.
  • पूर्वानुमानात्मक रखरखाव (स्थिति-आधारित) → निगरानी के साथ उन्नत यांत्रिक या सूखी गैस सील का उपयोग करने की अनुमति देता है।.

उदाहरण: सेमीकंडक्टर प्रक्रिया कक्ष अक्सर सीएफ तांबे के गैस्केट का उपयोग करते हैं क्योंकि डाउनटाइम की लागत उच्च स्थापना प्रयास से अधिक होती है।.

7.7 लागत बनाम प्रदर्शन समझौता

द सबसे कम प्रारंभिक लागत हमेशा नहीं होता स्वामित्व की कुल लागत (TCO) में सबसे कम. प्रमुख लागत चालकों में शामिल हैं:

  • सील प्रतिस्थापन की आवृत्ति.
  • डाउनटाइम और वेंटिंग चक्र।.
  • ऊर्जा या गैस की लागत (जैसे बफ़र गैस).
  • क्लीनरूम संदूषण घटनाएँ।.
सील का प्रकार प्रारंभिक लागत रखरखाव की आवृत्ति आम जीवनकाल टीसीओ प्रोफ़ाइल
ओ-रिंग (एफकेएम) कम बार-बार (महीने–1 वर्ष) 6–12 महीने कम अग्रिम, अधिक रखरखाव
धातु गैस्केट (सीएफ) मध्यम दुर्लभ (वर्ष) 5+ वर्ष उच्च विश्वसनीयता, कम डाउनटाइम
शुष्क गैस सील उच्च दुर्लभ, निगरानी में 3–10 वर्ष कम रिसाव, उच्च पूंजीगत व्यय
चुंबकीय द्रव सील उच्च बहुत दुर्लभ 5–15 वर्ष सबसे लंबी आयु, अति-स्वच्छ

7.8 निर्णय वृक्ष उदाहरण

नीचे सील प्रकार चुनने के लिए एक सरलीकृत तार्किक प्रवाह दिया गया है:

  1. स्थिर या गतिशील इंटरफ़ेस?
    • स्थिर → 2 पर जाएँ
    • गतिशील → 5 पर जाएँ
  2. आवश्यक वैक्यूम स्तर:
    • खुरदरा/उच्च → इलास्टोमर ओ-रिंग या नरम गैस्केट
    • UHV → धातु गैस्केट या वेल्डेड जोड़
  3. रासायनिक/तापीय प्रतिबंध:
    • उच्च → पीटीएफई या धातु
    • मध्यम → एफकेएम या ईपीडीएम
  4. रखरखाव अंतराल:
    • संक्षिप्त → इलास्टोमर स्वीकार्य
    • लंबे धातु गैस्केट को प्राथमिकता दी जाती है।
  5. गतिशील सीलिंग:
    • निम्न गति → पैकिंग या यांत्रिक सील
    • उच्च गति → शुष्क गैस या चुंबकीय द्रव सील
  6. क्लीनरूम/यूएचवी?
    • हाँ → बिना संपर्क या धातु सीलिंग
    • नहीं → पैकिंग या इलास्टोमर स्वीकार्य

(प्रकाशित संस्करण में, इस चरण को एक फ्लोचार्ट के साथ दर्शाया जाएगा।)

7.9 उदाहरण विन्यास

परिदृश्य मुख्य प्रतिबंध अनुशंसित सीलिंग समाधान
खुरदरा निर्वात सुखाने का कक्ष निम्न निर्वात, निम्न तापमान एनबीआर ओ-रिंग या सॉफ्ट पीटीएफई गैस्केट
उच्च निर्वात रासायनिक प्रक्रिया आक्रामक विलायक वाष्प एफएफकेएम ओ-रिंग + यांत्रिक सील
यूएचवी विश्लेषणात्मक कक्ष 250 °C पर बेक-आउट करें। सीएफ फ्लैंज + OFHC तांबे का गैस्केट
स्वच्छ प्रक्रिया में उच्च-गति रोटरी शाफ्ट उच्च आरपीएम, कम संदूषण सहनशीलता शुष्क गैस सील + भूलभुलैया बफर
सेमीकंडक्टर वेफर हैंडलिंग फीडथ्रू यूएचवी, अति-स्वच्छ चुंबकीय द्रव सील

7.10 सारांश

एक व्यवस्थित सील चयन ढांचा तकनीकी उपयुक्तता और आर्थिक दक्षता सुनिश्चित करता है:

  • चरण 1: संचालन की परिस्थितियाँ परिभाषित करें (वैक्यूम, माध्यम, तापमान, गति)।.
  • चरण 2: स्थिर बनाम गतिशील सीलिंग दृष्टिकोण चुनें।.
  • चरण 3: वैक्यूम क्लास और पर्यावरण के अनुसार सामग्री और सील के प्रकार का मिलान करें।.
  • चरण 4: रखरखाव अंतराल, पहुँच और लागत को ध्यान में रखें।.
  • चरण 5: व्यावहारिक परीक्षण या योग्यता डेटा के साथ सत्यापित करें।.

एक अच्छी तरह से चुना गया सील रिसाव को कम करता है, सेवा जीवन को बढ़ाता है, और स्वामित्व की कुल लागत को कम करता है।.

सील डिजाइन

8. डिज़ाइन और इंस्टॉलेशन सर्वोत्तम प्रथाएँ

यदि… तो यहां तक कि सर्वोत्तम सीलिंग सामग्री और विन्यास भी विफल हो सकते हैं। स्थापना और इंटरफ़ेस डिज़ाइन ध्यानपूर्वक नियंत्रित नहीं किए जाते हैं। कई वैक्यूम लीक सील स्वयं के कारण नहीं होते हैं, बल्कि सतह की अनुचित तैयारी, गलत खांचे का माप, या गलत टॉर्क का प्रयोग.

यह अध्याय को कवर करता है। अभियांत्रिकी सिद्धांत और क्षेत्रीय व्यवहार जो यह सुनिश्चित करते हैं कि एक सील अपनी संपूर्ण सेवा अवधि के दौरान अपने डिज़ाइन विनिर्देशों के अनुसार प्रदर्शन करे।.

8.1 सतह तैयारी और फिनिश

8.1.1 सतह फिनिश का महत्व

वैक्यूम सील सीलिंग सामग्री और फ्लेंज या हाउसिंग के बीच घनिष्ठ संपर्क पर निर्भर करती है।. सूक्ष्म सतही दोष जैसे कि खरोंचें, गड्ढे, या मशीनिंग के निशान रिसाव के मार्ग बना सकते हैं।.

पैरामीटर सिफ़ारिश टिप्पणियाँ
सतही खुरदरापन (Ra) इलास्टोमर्स के लिए ≤ 0.8 μm, धातु सील के लिए ≤ 0.4 μm चिकनी सतहों से रिसाव दर कम होती है।
समतलता फ्लैंज सतह पर 0.05 मिमी से कम धातु गैस्केट और सीएफ फ्लैंज के लिए महत्वपूर्ण
स्वच्छता कण- और तेल-रहित दूषण गैस उत्सर्जन और रिसाव मार्गों का कारण बन सकता है।

8.1.2 सफाई प्रक्रिया

  • से साफ करें द्रव (जैसे, आइसोप्रोपैनॉल) और लिंट-फ्री वाइप्स।.
  • सील की सतहों को नंगे हाथों से छूने से बचें।.
  • यूएचवी के लिए निष्पादित करें अल्ट्रासोनिक सफाई और घटकों का बेक-आउट।.
  • अच्छी रोशनी या आवर्धन के तहत निरीक्षण करें।.

8.2 ग्रूव और ग्रंथि का डिज़ाइन

8.2.1 ओ-रिंग और इलास्टोमर सील

ग्रूव डिज़ाइन सीलिंग संपीड़न, एक्सट्रूज़न प्रतिरोध और आयामी स्थिरता को नियंत्रित करता है। सामान्य त्रुटियों में अत्यधिक संपीड़न (जो स्थायी सेट का कारण बनता है) और अपर्याप्त संपीड़न (जो रिसाव का कारण बनता है) शामिल हैं।.

डिज़ाइन पैरामीटर आम सीमा प्रभाव
निचोड़ (अक्षीय/विकिरणीय) पंद्रह–तीस % बहुत अधिक → तनाव और दरारें; बहुत कम → रिसाव
खींचो ≤ 5% अत्यधिक खिंचाव अनुप्रस्थ खंड को विकृत कर देता है।
ग्रूव क्लीयरेंस न्यूनतम, बैकअप रिंग्स का उपयोग कर सकता है दबाव में उत्सर्जन कम करता है
कोने का डिज़ाइन गोल किनारे (R ≥ 0.2 मिमी) स्थापना के दौरान ओ-रिंग को क्षति से बचाता है

8.2.2 धातु सील

धातु गैस्केट (जैसे, तांबा CF) के लिए आवश्यक:

  • सपाट, साफ, चाकू-नुमा किनारों वाले फ्लैंज।.
  • असेंबली के दौरान उचित संरेखण।.
  • किनारों के विकृति से बचने के लिए नियंत्रित टॉर्क।.

हेलिकोफ्लेक्स® या सी-रिंग सील के लिए सटीकता की आवश्यकता होती है। ग्रूव की गहराई और चौड़ाई, नियंत्रित लोचदार संपीड़न सुनिश्चित करते हुए।.

8.3 समकेन्द्रता और संरेखण

सीलिंग सतहों के बीच खराब संरेखण एक प्रमुख कारण है स्थापना रिसाव और गतिशील प्रणालियों में समयपूर्व सील घिसाव।.

  • सुनिश्चित करें शाफ्ट रनआउट मैकेनिकल सील के लिए < 0.05 मिमी।.
  • उपयोग करें सटीक डावेल पिन या बड़े फ्लैंजों पर संरेखण सुविधाएँ।.
  • गतिशील असेंबलियों में संरेखण असमान भार और स्थानीय घिसाव को कम करता है।.

सुझाव: संरेखण संबंधी समस्याएँ अक्सर “सील विफलता” जैसी प्रतीत होती हैं, लेकिन वास्तव में ये प्रणाली के डिज़ाइन की खामियाँ होती हैं।.

8.4 टॉर्क का अनुप्रयोग और कसना

सही और समान टॉर्क सुनिश्चित करता है:

  • यहाँ तक कि गैस्केट का संपीड़न।.
  • उचित चेहरा विकृति (धातु गैस्केट के लिए).
  • फ्लेंज विकृति की रोकथाम।.

8.4.1 टॉर्क सर्वोत्तम अभ्यास

  1. एक कैलिब्रेटेड टॉर्क रेंच का उपयोग करें।.
  2. बोल्टों को तारे या क्रिस-क्रॉस पैटर्न में कसें। भार को समान रूप से वितरित करने के लिए।.
  3. कई पासों में टॉर्क बढ़ाएँ (उदाहरण के लिए लक्ष्य के 30%, 60%, 100%).
  4. निर्माता द्वारा निर्दिष्ट टॉर्क विनिर्देशों का पालन करें या प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित मानों का उपयोग करें।.
  5. बड़े फ्लैंजों के लिए, तापीय चक्रण के बाद पुनः कसना.
सील का प्रकार आम टॉर्क व्यवहार
इलास्टोमर ओ-रिंग तुलनात्मक रूप से सहिष्णु, एकरूप संपीड़न कुंजी
नरम गैस्केट टॉर्क में क्रिप और विश्राम का ध्यान रखना चाहिए।
धातु गैस्केट (सीएफ) छुरी-नुमा संलग्नता के लिए सटीक टॉर्क महत्वपूर्ण है।

8.5 स्नेहन और असेंबली सहायक

  • केवल उपयोग करें वैक्यूम-अनुकूल स्नेहक, उदाहरण के लिए, पीएफपीई-आधारित (पेरफ्लोरोपॉलीईथर).
  • हाइड्रोकार्बन तेल या चिकनाई से बचें, जो निर्वात में भारी मात्रा में गैस उत्सर्जित करते हैं।.
  • हल्की चिकनाई रोकने में मदद करती है ओ-रिंग का मरोड़ और स्थापना क्षति.
  • धातु सील के लिए चिकनाई आमतौर पर अनावश्यक होती है या सुसंगत बोल्ट तनाव प्राप्त करने के लिए केवल थ्रेड चिकनाई तक सीमित रहती है।.

नोट: UHV अनुप्रयोगों में, अक्सर सीलें असेंबल करना अधिक उपयुक्त होता है। सूखा या संदूषण के जोखिम को कम करने के लिए न्यूनतम स्नेहक के साथ।.

8.6 सीलों का संचालन और भंडारण

अनुचित भंडारण सील के क्षरण का एक छिपा हुआ कारण है, विशेष रूप से इलास्टोमर्स के लिए।.

अनुशंसित प्रथाएँ:

  • ठंडी, अँधेरी और सूखी जगह पर स्टोर करें।.
  • ओज़ोन स्रोतों (जैसे, विद्युत उपकरण) से दूर रखें।.
  • दूषित होने से रोकने के लिए सीलबंद थैलों का उपयोग करें।.
  • भंडारण और शेल्फ लाइफ की तिथियाँ चिह्नित करें — इलास्टोमर बिना उपयोग के भी उम्र बढ़ सकते हैं।.
  • हैंडलिंग के दौरान सील को अत्यधिक खींचने या मोड़ने से बचें।.

8.7 प्रारंभ-पूर्व जाँचें

वैक्यूम सिस्टम शुरू करने से पहले, हमेशा निम्नलिखित करें:

  1. दृश्य निरीक्षण फ्लेंज संरेखण, बोल्ट और सील प्लेसमेंट का।.
  2. हीलियम रिसाव जांच महत्वपूर्ण जोड़ों के आसपास (विशेषकर UHV)।.
  3. दाब वृद्धि परीक्षण मौলিক वैक्यूम सत्यापन के लिए।.
  4. पुष्टि करें कि सील संपीड़न या टॉर्क मान सहनशीलता के भीतर हैं।.
  5. गतिशील सील के लिए, स्नेहन सुनिश्चित करें और शाफ्ट घूर्णन परीक्षण चिकने हैं।.

एक ही पूर्व-प्रारंभ जांच महँगी वेंटिंग और पुनःकार्य के घंटों को रोक सकती है।.

8.8 सेवाक्षमता के लिए डिज़ाइन संबंधी विचार

वैक्यूम सिस्टम को डिजाइन करते समय, न केवल प्रदर्शन बल्कि अन्य पहलुओं पर भी विचार करें। रखरखाव में आसानी:

  • मॉड्यूलर फ्लैंज असेंबली पूरी तरह से विखंडन किए बिना सील बदलने की अनुमति देती हैं।.
  • मानकीकृत फ्लैंग प्रकार और सील आकार का उपयोग करें।.
  • प्रदान करें पहुँच मंजूरी टॉर्क उपकरणों और रिसाव का पता लगाने वाले उपकरणों के लिए।.
  • आभासी रिसाव को कम करने के लिए अंधे छेद और फंसे हुए आयतन को न्यूनतम करें।.

ये डिज़ाइन संबंधी विचार दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार करते हैं और डाउनटाइम को कम करते हैं।.

8.9 बेक-आउट और थर्मल साइक्लिंग

बेक-आउट का उपयोग आमतौर पर गैस उत्सर्जन को कम करने और वैक्यूम प्रदर्शन में सुधार करने के लिए किया जाता है।.

सील का प्रकार बेक-आउट रेंज टिप्पणियाँ
इलास्टोमर (एफकेएम) ≤ 200 °C यदि संभव हो तो स्थापना से पहले अलग से पहले से बेक करें।
पीटीएफ़ई / पीसीटीएफ़ई 250 °C कम गैस उत्सर्जन, न्यूनतम क्षरण
धातु गैस्केट ≥ 400 °C यूएचवी बेक-आउट के साथ संगत
  • धीरे-धीरे गर्म करने और ठंडा करने से सीलों पर तापीय तनाव कम हो जाता है।.
  • बेक-आउट के बाद टॉर्क और संरेखण की जाँच करें, विशेष रूप से नरम या इलास्टोमेरिक सील के लिए।.
  • UHV प्रणालियों के लिए, बेक-आउट अक्सर के साथ संयुक्त होता है हीलियम रिसाव परीक्षण.

8.10 टालने योग्य सामान्य स्थापना त्रुटियाँ

सामान्य त्रुटि परिणाम रोकथाम सुझाव
फ्लेंज बोल्टों का अत्यधिक कसाव विकृत फ्लैंग, क्षतिग्रस्त गैस्केट टॉर्क रेंच और उचित क्रम का उपयोग करें।
कसावट में कमी खराब संपीड़न, रिसाव प्रमाणित टॉर्क विनिर्देशों का पालन करें
सतही सफाई में कमी वाष्पोत्सर्जन, सूक्ष्म रिसाव अनुमोदित सॉल्वैंट्स से साफ करें
स्थापना के दौरान ओ-रिंग मुड़ गया वक्रीय विफलता, असमान संपीड़न हल्की चिकनाई और सही बैठना
गतिशील प्रणालियों में असंगति असमान घिसाव, शीघ्र सील विफलता शाफ्ट रनआउट और समकेंद्रता की जाँच करें।
असंगत स्नेहक का उपयोग वाष्पीकरण, संदूषण PFPE या अनुमोदित वैक्यूम-ग्रेड लुब्रिकेंट्स का उपयोग करें।
क्षतिग्रस्त गैस्केट या पुराने इलास्टोमर का पुन: उपयोग वैक्यूम में रिसाव नए घटकों से बदलें

8.11 सारांश

सील डिज़ाइन और स्थापना हैं सामग्री चयन जितना ही महत्वपूर्ण वैक्यूम अखंडता प्राप्त करने में। मुख्य सिद्धांतों में शामिल हैं:

  • सुनिश्चित करना सतह की फिनिश में सटीकता, संरेखण, और खांचे का डिज़ाइन।.
  • लागू करना नियंत्रित टॉर्क और उचित असेंबली अनुक्रमों का उपयोग करते हुए।.
  • रखरखाव स्वच्छता और का उपयोग करके वैक्यूम-अनुकूल स्नेहक.
  • प्रदर्शन करते हुए शुरुआत से पहले रिसाव की जाँच समस्याओं को जल्दी पकड़ने के लिए।.
  • के लिए डिज़ाइन करना सेवायोग्यता डाउनटाइम को न्यूनतम करने के लिए।.

सही तरीके से लागू किए जाने पर, ये प्रथाएँ सील की विश्वसनीयता में नाटकीय रूप से वृद्धि करती हैं, रिसाव दरों को कम करती हैं, और वैक्यूम सिस्टम के सेवा जीवन को बढ़ाती हैं।.

९. कमीशनिंग, संचालन और निगरानी

यहाँ तक कि सबसे सावधानी से चयनित और सटीक रूप से स्थापित सील भी खराब प्रदर्शन कर सकती है यदि आयोगन और परिचालन चरण सही ढंग से प्रबंधित नहीं किया जाता है। वैक्यूम सिस्टम विशेष रूप से स्टार्टअप स्थितियों, तापमान में उतार-चढ़ाव, संदूषण और गलत परिचालन प्रथाओं के प्रति संवेदनशील होते हैं।.

यह अध्याय केंद्रित है सीलबंद वैक्यूम सिस्टम को ऑनलाइन लाने के सर्वोत्तम अभ्यास, संचालन के दौरान प्रदर्शन की निगरानी, और सील क्षरण के शुरुआती चेतावनी संकेतों का पता लगाना.

9.1 प्रारंभ-पूर्व कमीशनिंग जाँचें

पहले पंप-डाउन से पहले पूरे सीलिंग सिस्टम का संरचित सत्यापन करें। एक व्यवस्थित कमीशनिंग प्रक्रिया प्रारंभिक सील विफलताओं के 80% को रोक सकती है।.

9.1.1 यांत्रिक सत्यापन

  • सभी फ्लैंज बोल्टों का सही टॉर्क मानों के लिए निरीक्षण करें।.
  • मिलने वाले घटकों (विशेषकर शाफ्ट और ग्लैंड इंटरफेस) के संरेखण की पुष्टि करें।.
  • यह सत्यापित करें कि ओ-रिंग या गैस्केट बिना किसी मरोड़, कट या बाहर निकलने के ठीक से स्थापित हैं।.
  • सुनिश्चित करें कि सभी बैकअप रिंग्स, स्पेसर और रिटेनर्स ठीक से स्थित हों।.

9.1.2 सिस्टम की सफाई

  • सभी सील संपर्क सतहों को धूल, तेल और उंगलियों के निशान से मुक्त होने की पुष्टि करें।.
  • कक्ष को कणों को हटाने के लिए स्वच्छ, शुष्क नाइट्रोजन (या अन्य निष्क्रिय गैस) से फ्लश करें।.
  • सुनिश्चित करें कि यदि स्नेहक का उपयोग किया जाता है, तो वे वैक्यूम-अनुकूल (PFPE-आधारित या अनुमोदित समकक्ष) हों।.

9.1.3 पंपिंग से पहले रिसाव परीक्षण

  • एक प्रारंभिक करें हीलियम रिसाव जांच सभी महत्वपूर्ण जोड़ों के चारों ओर।.
  • उपयोग करें दाब वृद्धि परीक्षण गैर-आवश्यक क्षेत्रों में मोटे तौर पर सत्यापन के लिए।.
  • स्वीकार्य रिसाव दरें के अनुरूप होनी चाहिए। लक्षित निर्वात स्तर:
    • खुरदरा निर्वात: ≤ 10⁻⁵ Pa·m³/s
    • उच्च निर्वात: ≤ 10⁻⁸ Pa·m³/s
    • यूएचवी: ≤ 10⁻¹⁰ पा·मी³/से

सुझाव: सिस्टम को पूरी तरह से असेंबल करने या इन्सुलेशन से ढकने से पहले हमेशा रिसाव के लिए परीक्षण करें — इससे समस्याओं को ठीक करना कहीं अधिक आसान हो जाता है।.

9.2 नियंत्रित पंप-डाउन प्रक्रिया

A नियंत्रित निकासी सील पर यांत्रिक और तापीय तनाव को न्यूनतम करता है।.

  1. सिस्टम को साफ़ करें वायुमंडलीय नमी और संदूषकों को हटाने के लिए निष्क्रिय गैस के साथ।.
  2. बैकिंग पंप को धीरे-धीरे चालू करें।, स्थिर निकासी सुनिश्चित करना और दबाव झटकों से बचना।.
  3. निगरानी करें दाब ढलान असामान्य गैस निकलने या रिसाव का पता लगाने के लिए।.
  4. के साथ प्रणालियों के लिए इलास्टोमर सील, उच्च निर्वात में जाने से पहले प्रारंभिक गैस उत्सर्जन के लिए समय दें।.
  5. UHV प्रणालियों के लिए, एक के साथ जारी रखें बेक-आउट चरण सतहों से अवशोषण को तेज करने के लिए।.

सामान्य कमीशनिंग त्रुटि: बड़े कक्षों की तीव्र निकासी से हो सकता है सील उलटफेर (ओ-रिंग को खांचे से बाहर खींचा जा रहा है) या चेहरे का विकृति धातु सीलों में। एक क्रमिक पंप-डाउन इससे बचाव करता है।.

9.3 प्रारंभिक स्थिरीकरण और ब्रेक-इन

कई सीलें, विशेष रूप से यांत्रिक और शुष्क गैस सील, एक है कम अभ्यस्त होने की अवधि जिस दौरान मामूली रिसाव देखा जा सकता है।.

  • स्थिरीकरण आमतौर पर के भीतर होता है। मिनट से घंटे के संचालन का.
  • तापमान पर बारीकी से निगरानी रखी जानी चाहिए; घर्षण के स्थिर होने पर मध्यम वृद्धि सामान्य है।.
  • ब्रेक-इन अवधि के बाद लगातार रिसाव यह दर्शाता है:
    • अनुचित फेस लोडिंग या संरेखण दोष (यांत्रिक सील)।.
    • क्षतिग्रस्त ओ-रिंग सीटिंग।.
    • अपर्याप्त टॉर्क या फ्लैंज विकृति।.

9.4 परिचालन निगरानी पैरामीटर

9.4.1 तापमान की निगरानी

  • थर्मोकपल या आरटीडी स्थापित करें सील इंटरफेस के पास (विशेष रूप से गतिशील सील).
  • पर नज़र रखें तापमान में उछाल, जो घर्षण, संदूषण, या अपर्याप्त स्नेहन का संकेत दे सकता है।.
  • धीमी वृद्धि ऊपर की ओर संकेत कर सकती है। पहनो या गैस का प्रवेश, जबकि अचानक उछाल विफलता का संकेत दे सकते हैं।.

9.4.2 कंपन निगरानी

  • शाफ्ट कंपन गतिशील सील समस्याओं का एक सामान्य प्रारंभिक लक्षण है।.
  • कंपन असमान सतही भार, बढ़े हुए घिसाव और तीव्र रिसाव का कारण बन सकता है।.
  • घूर्णनशील उपकरणों के पास कंपन सेंसर स्थापित करें।.

9.4.3 दबाव और रिसाव दर ट्रैकिंग

  • निरंतर निगरानी करें आधार दबाव और पंप-डाउन वक्र.
  • समय के साथ एक स्थिर आधार दबाव स्वस्थ सीलिंग और कम आउटगैसिंग का संकेत देता है।.
  • एक बढ़ता हुआ आधार दबाव या लंबा पंप-डाउन समय अक्सर की पहली निशानी होती है:
    • ओ-रिंग का बूढ़ा होना या दरार पड़ना।.
    • पैकिंग सील का घिसाव।.
    • संदूषण से गैस उत्सर्जन।.
पैरामीटर सामान्य व्यवहार चेतावनी चिह्न
आधार दबाव निर्दिष्ट पर स्थिर धीरे-धीरे या अचानक वृद्धि
पंप-डाउन वक्र सुसंगत पुनरावृत्ति विलंबित या अनियमित निष्कासन
सील तापमान स्थिर, पूर्वानुमेय प्रवृत्ति उतार-चढ़ाव, अचानक उछाल
कंपन आयाम निम्न, स्थिर बढ़ता आयाम, अनियमित आवृत्तियाँ

9.5 संचालन के दौरान हीलियम रिसाव का पता लगाना

हीलियम लीक परीक्षण केवल कमीशनिंग के लिए ही नहीं है — यह एक उत्कृष्ट निदानात्मक उपकरण सामान्य संचालन या समस्या निवारण के दौरान।.

सर्वोत्तम प्रथाएँ:

  • पहले उच्च तनाव या उच्च तापमान वाले क्षेत्रों के आसपास परीक्षण करें।.
  • बड़े सिस्टम के लिए स्निफिंग मोड का उपयोग करें और सटीक स्थान के लिए वैक्यूम मोड का उपयोग करें।.
  • लीक रीडिंग्स को दबाव और तापमान के रुझानों के साथ सहसंबंधित करें।.
  • समय के साथ रुझान विश्लेषण के लिए परीक्षण परिणामों को रिकॉर्ड करें।.

नोट: हीलियम पृष्ठभूमि में धीमी वृद्धि क्रमिक प्रवेश या प्रारंभिक चरण में सील क्षरण का संकेत दे सकती है।.

9.6 परिचालन सील के क्षरण को रोकना

सील का क्षरण अक्सर होता है। धीरे-धीरे, जिससे विफलता तक इसका पता लगाना कठिन हो जाता है।.
मुख्य परिचालन सुरक्षा उपायों में शामिल हैं:

  • बचें सूखी दौड़ यांत्रिक या गतिशील सीलों का.
  • सीलिंग सतहों को साफ रखें — संदूषण घिसाव को तेज करता है।.
  • रखरखाव स्थिर तापमान और दबाव प्रोफ़ाइल तापीय चक्रण तनाव को कम करने के लिए।.
  • उपयोग करें बफर या अवरोधक गैसें निर्माता द्वारा निर्दिष्ट शुष्क गैस सील के लिए।.
  • रखरखाव के दौरान अत्यधिक कसने या अत्यधिक तनाव डालने से बचें।.

इलास्टोमर ओ-रिंग्स के लिए:

  • आक्रामक रसायनों के संपर्क को सीमित करें।.
  • स्थायी सेट को कम करने के लिए उच्च तापमान पर लंबे समय तक संपीड़न को रोकें।.
  • नियोजित रखरखाव के दौरान सील को केवल विफलता के बाद ही नहीं, बल्कि सक्रिय रूप से भी बदलें।.

9.7 पूर्वानुमानित रखरखाव प्रणालियों के साथ एकीकरण

आधुनिक वैक्यूम इंस्टॉलेशन में तेजी से उपयोग हो रहा है स्थिति निगरानी रिसाव होने से पहले सील के क्षरण का पता लगाना।.

सामान्य विधियों में शामिल हैं:

  • वास्तविक समय तापमान और कंपन सेंसर।.
  • हीलियम रिसाव का पता लगाने का लॉगिंग।.
  • स्वचालित आधार दबाव प्रवृत्ति।.
  • सीमा-आधारित अलार्म प्रणालियाँ।.

उन्नत प्रणालियाँ विशेष रूप से यांत्रिक या ड्राई गैस सील का उपयोग करने वाले महत्वपूर्ण घूमने वाले उपकरणों के लिए, विफलता के पैटर्न की भविष्यवाणी करने हेतु मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को एकीकृत कर सकता है।.

9.8 आपातकालीन प्रतिक्रिया और समस्या निवारण

यदि संचालन के दौरान कोई अप्रत्याशित रिसाव हो जाए:

  1. प्रभावित क्षेत्र को अलग करें। संक्रमण को कम करने के लिए जल्दी से।.
  2. के लिए जाँच करें तापमान या कम्पन में विसंगतियाँ सील के पास.
  3. प्रदर्शन करें स्थानीयकृत हीलियम रिसाव परीक्षण स्रोत की पहचान करने के लिए।.
  4. यदि सिस्टम का उपयोग करता है धातु गैस्केट, दोबारा टॉर्क लगाने से मामूली रिसाव ठीक हो सकते हैं।.
  5. यदि सील इलास्टोमेरिक है, तो वेंटिंग और प्रतिस्थापन की आवश्यकता हो सकती है।.

महत्वपूर्ण: अत्यधिक टॉर्क या सीलेंट यौगिकों को “त्वरित समाधान” के रूप में न लगाएं — इससे अक्सर समस्या और बिगड़ जाती है या फ्लेंज को नुकसान पहुँचता है।.

9.9 दस्तावेज़ीकरण और रुझान

अच्छी सीलिंग क्षमता न केवल इंजीनियरिंग के माध्यम से बल्कि इसके अलावा भी प्राप्त की जाती है। डेटा अनुशासन:

  • रिकॉर्ड टॉर्क मान, रिसाव दरें, बेक-आउट परिस्थितियाँ, और स्टार्टअप दबाव।.
  • रखो एक सील प्रदर्शन लॉग प्रदर्शन में धीरे-धीरे होने वाले गिरावट की पहचान करने के लिए।.
  • समय-सारणी नियमित रिसाव जांच और सेवा अंतरालों पर आधारित निरीक्षण।.

एक प्रलेखित इतिहास इंजीनियरों को अनुमति देता है। सील प्रतिस्थापन चक्रों की भविष्यवाणी करें, अनियोजित डाउनटाइम को कम करना।.

9.10 सारांश

सफल सील संचालन केवल सही स्थापना के बारे में नहीं है — यह इसके बारे में है सक्रिय प्रबंधन प्रणाली के जीवन चक्र के दौरान:

  • चालूकरण के दौरान संरेखण, स्वच्छता और रिसाव की अखंडता की पुष्टि करें।.
  • दबाव झटकों से सील की रक्षा के लिए पंप-डाउन दरों को नियंत्रित करें।.
  • प्रारंभिक विफलता के संकेतों के लिए तापमान, कंपन और दबाव की निगरानी करें।.
  • हीलियम लीक डिटेक्शन का उपयोग कमीशनिंग और परिचालन दोनों के लिए एक उपकरण के रूप में करें।.
  • पूर्वानुमानित रखरखाव के लिए निगरानी और दस्तावेज़ीकरण को एकीकृत करें।.

10. रखरखाव रणनीति

वैक्यूम प्रणालियों में, सील दोनों होते हैं। महत्वपूर्ण घटक और खपत योग्य तत्व. उनका प्रदर्शन सीधे यह निर्धारित करता है कि क्या सिस्टम आवश्यक वैक्यूम स्तर प्राप्त कर सकता है और उसे बनाए रख सकता है। एक सुव्यवस्थित रखरखाव रणनीति इसलिए अपटाइम को अधिकतम करना, रिसाव को कम करना, और सील तथा उपकरण दोनों के लंबे सेवा जीवन को सुनिश्चित करना आवश्यक है।.

यह अध्याय निवारक, पूर्वानुमानात्मक और सुधारात्मक रखरखाव रणनीतियों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है, जिसमें व्यावहारिक निरीक्षण विधियाँ और रखरखाव योजना ढाँचे शामिल हैं।.

10.1 रखरखाव दर्शन: निवारक बनाम पूर्वानुमानात्मक बनाम सुधारात्मक

रणनीति विवरण लाभ नुकसान
निवारक रखरखाव नियत अंतराल पर निरीक्षण और प्रतिस्थापन निर्धारित।. अप्रत्याशित डाउनटाइम को कम करता है, योजना बनाना सरल है।. जरूरत से पहले ही सील बदल सकता है।.
पूर्वानुमानात्मक रखरखाव विफलता से ठीक पहले सील बदलने के लिए स्थिति (तापमान, रिसाव दर, कंपन) की निगरानी करता है।. सील का जीवनकाल अधिकतम करें, अनियोजित रुकावटों को न्यूनतम करें।. सेंसर और निगरानी अवसंरचना की आवश्यकता है।.
सुधारात्मक रखरखाव विफलता होने के बाद सील बदलें या मरम्मत करें।. कम अल्पकालिक लागत।. डाउनटाइम, संदूषण और उपकरण क्षति का उच्च जोखिम।.

अधिकांश आधुनिक वैक्यूम प्रणालियाँ एक से लाभान्वित होती हैं। संकर दृष्टिकोण, मिलाकर रोकथाम संबंधी अनुसूचीकरण के साथ पूर्वानुमानात्मक निगरानी आलोचनात्मक सील के लिए।.

10.2 रखरखाव योजना और अंतराल परिभाषा

10.2.1 सेवा अंतराल परिभाषित करना

सेवा अंतराल निम्नलिखित के आधार पर निर्धारित किए जाने चाहिए:

  • सील का प्रकार और अपेक्षित सेवा जीवन।.
  • ऑपरेटिंग वैक्यूम स्तर और संदूषण का जोखिम।.
  • प्रक्रिया की परिस्थितियाँ (तापमान, रासायनिक संपर्क, यांत्रिक भार).
  • निर्माता की सिफारिशें और क्षेत्रीय अनुभव।.
सील का प्रकार आम सेवा अंतराल टिप्पणियाँ
इलास्टोमर ओ-रिंग्स 6–12 महीने रासायनिक या तापीय तनाव के अधीन संकुचन।.
नरम गैस्केट (PTFE) 1–2 वर्ष प्रत्येक शटडाउन पर क्रिप या ठंडे प्रवाह की जाँच करें।.
धातु गैस्केट (सीएफ) 3–5+ वर्ष अक्सर केवल बड़े रखरखाव चक्रों के दौरान ही बदला जाता है।.
यांत्रिक सील 2–5 वर्ष चेहरे पर पहनने की निगरानी के अधीन।.
शुष्क गैस सील 3–10 वर्ष आमतौर पर निगरानी की जाती है, निर्धारित समय पर प्रतिस्थापित नहीं किया जाता।.
फेरोफ्लुइडिक सील 5–15 वर्ष न्यूनतम रखरखाव, प्रदर्शन में गिरावट आने पर ही बदलें।.

10.3 निवारक रखरखाव गतिविधियाँ

निवारक रखरखाव इस पर केंद्रित होता है योजनाबद्ध निरीक्षण और सक्रिय प्रतिस्थापन विफलता से पहले सील का.

आम कार्यों में शामिल हैं:

  • दरारों, चपटेपन या घिसावट के लिए दृश्य निरीक्षण।.
  • ओ-रिंग्स में कंप्रेशन सेट का मापन।.
  • यहां तक कि कोई दृश्यमान दोष न हो, निर्धारित अंतरालों पर इलास्टोमर्स को बदलना।.
  • खरोंच या संदूषण के लिए फ्लैंग फेस का निरीक्षण।.
  • बेक-आउट या थर्मल चक्रों के बाद धातु सीलों पर बोल्टों को रेटॉर्क करना।.
  • सभी प्रतिस्थापनों और परीक्षण परिणामों का दस्तावेजीकरण।.

सुझाव: महत्वपूर्ण प्रणालियों के लिए, निवारक सील प्रतिस्थापन को साथ में होना चाहिए अन्य निर्धारित रखरखाव डाउनटाइम को न्यूनतम करने के लिए।.

10.4 पूर्वानुमानात्मक रखरखाव और स्थिति निगरानी

पूर्वानुमानात्मक रखरखाव इस पर निर्भर करता है वास्तविक-समय या आवधिक मापन उन मापदंडों के जो सील क्षरण को इंगित करते हैं।.

सूचक यह क्या प्रकट करता है उपकरण / विधियाँ
हीलियम रिसाव दर रिसाव/प्रवेश वृद्धि की शुरुआत हीलियम लीक डिटेक्टर, स्निफिंग या वैक्यूम मोड
आधार दबाव विचलन सील का घिसाव या संदूषण दबाव गेज, अवशिष्ट गैस विश्लेषण
तापमान वृद्धि यांत्रिक घर्षण, संरेखण दोष थर्मोकपल, आरटीडी सील सतहों के पास
कंपन आयाम शाफ्ट का संरेखण बिगड़ना, यांत्रिक सील का क्षरण एक्सेलेरोमीटर या कंपन निगरानी प्रणालियाँ
पंप-डाउन समय बदलता रहता है गैस निकलना या रिसाव बढ़ना प्रक्रिया लॉग रुझान

10.4.1 निगरानी की आवृत्ति

  • उच्च-मूल्य वाली यूएचवी प्रणालियाँ: निरंतर या दैनिक निगरानी।.
  • औद्योगिक प्रणालियाँ: प्रक्रिया की गंभीरता के आधार पर साप्ताहिक या मासिक।.
  • गैर-आवश्यक प्रणालियाँ: रखरखाव खिड़कियों के अनुरूप आवधिक जाँचें।.

प्रवृत्ति विश्लेषण यह अक्सर निरपेक्ष संख्याओं से अधिक मूल्यवान होता है। आधारभूत व्यवहार में क्रमिक परिवर्तन सील क्षरण के प्रारंभिक चेतावनी संकेत हैं।.

10.5 विभिन्न सील प्रकारों के लिए रखरखाव प्रक्रियाएँ

10.5.1 इलास्टोमर ओ-रिंग्स

  • नियोजित शटडाउन के दौरान सक्रिय रूप से प्रतिस्थापित करें।.
  • कठोर होने, चपटा होने या सतह पर दरारें आने के लिए निरीक्षण करें।.
  • पुनःस्थापना से पहले खांचों और सील सतहों को अच्छी तरह से साफ करें।.
  • यदि आवश्यक हो तो ताज़े, वैक्यूम-अनुकूल स्नेहक का उपयोग करें।.
  • स्थापना की तारीख और टॉर्क का दस्तावेजीकरण करें।.

10.5.2 सॉफ्ट और मेटल गैस्केट

  • फ्लैंग के चाकू किनारों पर बुर्र या खरोंच के लिए निरीक्षण करें।.
  • हमेशा उपयोग करें नए तांबे के गैस्केट सीएफ फ्लैंज के लिए (पुनः उपयोग न करें).
  • गैस्केट के शिथिल होने की भरपाई के लिए बेक-आउट के बाद बोल्टों को फिर से कसें।.
  • Helicoflex® सील के लिए, निर्माता के संपीड़न विनिर्देशों का सावधानीपूर्वक पालन करें।.

10.5.3 यांत्रिक सील

  • चेहरे की घिसावट, स्प्रिंग की अखंडता और द्वितीयक ओ-रिंग्स का निरीक्षण करें।.
  • पुनः संयोजन के दौरान शाफ्ट रनआउट और संरेखण की जाँच करें।.
  • केवल इलास्टोमर्स ही नहीं, घिसे हुए फेस या स्प्रिंग्स को भी बदलें।.
  • स्थापना के बाद हीलियम लीक परीक्षण करके पुनः प्रमाणित करें।.

10.5.4 सूखी गैस सीलें

  • सील गैस आपूर्ति प्रणाली की सफाई और उचित दबाव के लिए निरीक्षण करें।.
  • दूषण या क्षति के लिए खांचों की जाँच करें।.
  • रिसाव का रुझान स्वीकार्य सीमाओं से अधिक होने पर ही बदलें।.

10.5.5 फेरोफ्लुइडिक सील

  • चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता और फेरोफ्लूइड की अखंडता सत्यापित करें।.
  • दूषित होने या क्षय के लक्षणों के लिए जाँच करें।.
  • आमतौर पर निर्धारित समय पर नहीं, बल्कि लंबी सेवा अवधि के बाद प्रतिस्थापित किया जाता है।.

10.6 स्पेयर पार्ट्स प्रबंधन और शेल्फ लाइफ

सील भंडारण परिस्थितियाँ सीधे तौर पर उनके प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करती हैं।.

सर्वोत्तम प्रथाएँ:

  • इलास्टोमर्स को में स्टोर करें सीलबंद थैले ठंडे, अंधेरे, ओज़ोन-मुक्त वातावरण में।.
  • उपयोग करें पहले आओ, पहले पाओ (FIFO) भंडार प्रबंधन।.
  • भंडारण और समाप्ति तिथियों का लेबल लगाएँ।.
  • भंडारण के दौरान सील को मोड़ने या खींचने से बचें।.
  • धातु के गैस्केट्स को साफ और ऑक्सीकरण से मुक्त रखें।.
सामग्री का प्रकार आम शेल्फ जीवन भंडारण नोट्स
एनबीआर / ईपीडीएम तीन से पाँच वर्ष ओज़ोन और यूवी के प्रति संवेदनशील
एफकेएम / एफएफकेएम 5–10 वर्ष अच्छी स्थिरता, लेकिन गर्मी से दूर रखें।
पीटीएफ़ई / पीक 10+ वर्ष निष्क्रिय, लेकिन विकृति से बचाव करें
धातु गैस्केट अनिश्चित सूखा रखें और खरोंचों से बचाएं

10.7 दस्तावेज़ीकरण और रखरखाव अभिलेख

निरंतर अभिलेख रखरखाव के बेहतर निर्णय और पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण को सक्षम बनाता है।.

अनुशंसित रिकॉर्ड फ़ील्ड्स:

  • सील का प्रकार, सामग्री, निर्माता।.
  • स्थापना तिथि और टॉर्क।.
  • स्थापना और पोस्ट-बेकिंग पर रिसाव दरें।.
  • रखरखाव और प्रतिस्थापन की तिथियाँ।.
  • परिचालन विसंगतियाँ (तापमान में उछाल, दबाव में परिवर्तन, आदि)।.
  • निरीक्षण के परिणाम और की गई सुधारात्मक कार्रवाइयाँ।.

यह डेटा इंजीनियरों को प्रतिस्थापन अंतरालों का अनुकूलन करें, विफलता की भविष्यवाणी करें, और रखरखाव प्रक्रियाओं का मानकीकरण कई प्रणालियों में.

10.8 विफलता मोड विश्लेषण और सीखे गए सबक

जब कोई सील अप्रत्याशित रूप से विफल हो जाती है, तो मूल कारण का विश्लेषण पुनरावृत्ति को रोकने में मदद करता है।.
आम विफलता तंत्रों में शामिल हैं:

विफलता का तरीका साझा कारण रोकथाम की कार्रवाई
स्थायी सेट (इलास्टोमर) अति-संपीड़न, लंबा सेवा समय नियंत्रित निचोड़, नियमित प्रतिस्थापन
एक्सट्रूज़न या निबलिंग उच्च दबाव, खराब खांचे का डिज़ाइन बैकअप रिंग्स, ग्रूव का पुनःडिज़ाइन
प्रसरण यूएचवी में इलास्टोमर मेटल या FFKM पर स्विच करें
सतही खरोंच (धातु सील) अतिरिक्त टॉर्क, खराब हैंडलिंग टॉर्क नियंत्रण, स्वच्छ सतहें
मैकेनिकल सील का रिसाव असंरेखण, चेहरा घिसाव, सूखा संचालन शाफ्ट संरेखण, निगरानी, स्नेहन नियंत्रण

मूल कारण विश्लेषण (RCA) का दस्तावेजीकरण किया जाना चाहिए, और सुधारात्मक कार्रवाइयाँ अगली रखरखाव योजना में शामिल की जानी चाहिए।.

10.9 रखरखाव लागत और अपटाइम का अनुकूलन

  • रखरखाव गतिविधियों का बंडल (जैसे, सील प्रतिस्थापन, सफाई, पुनः कैलिब्रेशन) वेंटिंग चक्रों को न्यूनतम करने के लिए।.
  • उपयोग करें भविष्यसूचक डेटा कठोर कार्यक्रमों पर बदलने के बजाय अंतरालों को सुरक्षित रूप से बढ़ाना।.
  • उच्च-मूल्य की प्रणालियों के लिए निवेश करें स्थिति निगरानी महँगे अनियोजित डाउनटाइम को रोकने के लिए।.
  • स्थापित करें आवश्यक स्पेयर पार्ट किट त्वरित प्रतिक्रिया के लिए।.

लागत-कुशल रखरखाव का मतलब कम करना नहीं है — इसका मतलब है सही समय पर सही काम.

10.10 सारांश

एक मजबूत रखरखाव रणनीति एक प्रमुख सक्षमकर्ता है दीर्घकालिक वैक्यूम प्रणाली विश्वसनीयता:

  • रोकथाम संबंधी रखरखाव अप्रत्याशित डाउनटाइम को कम करता है।.
  • पूर्वानुमानात्मक निगरानी न्यूनतम जोखिम के साथ अधिकतम सील उपयोग की अनुमति देता है।.
  • उचित स्पेयर पार्ट्स प्रबंधन तैयारी सुनिश्चित करता है।.
  • विफलता विश्लेषण भविष्य के प्रदर्शन को मजबूत करता है।.

जब सुसंगत रूप से लागू किया जाता है, रखरखाव योजना सील का सेवा जीवन बढ़ाता है, आधार दबाव को स्थिर करता है, और स्वामित्व की कुल लागत को कम करता है।.

11. क्षेत्र-विशिष्ट मार्गदर्शन

वैक्यूम सीलिंग रणनीतियाँ उद्योगों में काफी भिन्न होती हैं। जबकि रिसाव नियंत्रण, सामग्री अनुकूलता और उचित स्थापना के मूलभूत सिद्धांत स्थिर रहते हैं, प्रत्येक क्षेत्र लागू करता है अद्वितीय प्रदर्शन, स्वच्छता, और नियामक आवश्यकताएँ.

यह अध्याय यह जांचता है कि सील चयन और प्रबंधन रणनीतियों को आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कैसे अनुकूलित किया जाता है। विशिष्ट परिचालन संबंधी मांगें मुख्य निर्वात-निर्भर उद्योगों का.

11.1 अर्धचालक और अल्ट्रा-उच्च निर्वात (यूएचवी) अनुप्रयोग

11.1.1 प्रमुख आवश्यकताएँ

  • रिसाव दर: आमतौर पर प्रति जोड़ 1 × 10⁻¹⁰ Pa·m³/s से कम।.
  • आउटगैसिंग: अत्यंत निम्न — यहां तक कि न्यूनतम वाष्पशील पदार्थ भी वेफर्स या पतली फिल्मों को दूषित कर सकते हैं।.
  • बेक-आउट क्षमता: 200–400 °C।.
  • स्वच्छता: आईएसओ क्लास 1–5 क्लीनरूम अनुकूलता।.
  • इलास्टोमर से परहेज़: जहाँ भी संभव हो, पारगम को न्यूनतम करें।.

11.1.2 अनुशंसित सीलिंग रणनीतियाँ

  • सभी धातु के सील — महत्वपूर्ण इंटरफेस के लिए OFHC तांबे के CF गैस्केट, C-रिंग, हेलीकोफ्लेक्स®।.
  • वेल्डेड या ब्रेज़ेड जोड़ स्थायी इंस्टॉलेशन के लिए (व्यूपोर्ट, फीडथ्रू)।.
  • फेरोफ्लुइडिक सील घूर्णी गति के लिए; स्वच्छ, कम रिसाव वाला, और यूएचवी-अनुकूल।.
  • अंतरपंपन के साथ दोहरे-सील विन्यास किसी भी शेष इलास्टोमर इंटरफेस के लिए।.

11.1.3 परिचालन संबंधी प्रथाएँ

  • एकीकरण से पहले सील और घटकों को पूर्व-भट्टी करें।.
  • प्रत्येक रखरखाव चक्र में कठोर हीलियम रिसाव परीक्षण लागू करें।.
  • कसकर टॉर्क नियंत्रण और फ्लैंग संरेखण बनाए रखें।.
  • स्पष्ट रूप से वैक्यूम-योग्य न होने तक ग्रीस या स्नेहक के उपयोग से बचें।.

उदाहरण:
एक वेफर एचिंग सिस्टम में, सभी स्थिर फ्लैंजों पर फेरोफ्लुइडिक रोटरी फीडथ्रू को CF तांबे के गैस्केट के साथ जोड़ा जाता है। संदूषण और दबाव विचलन को रोकने के लिए प्रक्रिया आयतन के अंदर किसी भी इलास्टोमर सील का उपयोग नहीं किया जाता है।.

11.2 रासायनिक प्रसंस्करण और क्षरणकारी माध्यम

11.2.1 प्रमुख आवश्यकताएँ

  • रासायनिक अनुकूलता: सील को अम्लों, विलायकों और आक्रामक वाष्पों का प्रतिरोध करना चाहिए।.
  • तापीय चक्रण: बैच प्रसंस्करण के दौरान बार-बार हीटिंग और कूलिंग चक्र।.
  • मध्यम निर्वात स्तर: आमतौर पर उच्च निर्वात या मोटा निर्वात।.
  • रखरखाव में आसानी: सफाई और निरीक्षण के लिए बार-बार सिस्टम तक पहुंच।.

11.2.2 अनुशंसित सीलिंग रणनीतियाँ

  • एफएफकेएम ओ-रिंग्स आक्रामक रसायनों और उच्च-तापमान वाले वातावरणों के लिए।.
  • पीटीएफई लिफाफा गैस्केट्स या फ्लैंग कनेक्शनों के लिए कंपोजिट सील।.
  • SiC / ग्रेफाइट यांत्रिक सील रोटरी शाफ्टों के लिए, रासायनिक आक्रमण के प्रति प्रतिरोधी।.
  • शुष्क गैस सील महत्वपूर्ण पंप अनुप्रयोगों में अवरोधक गैसों के साथ।.

11.2.3 परिचालन संबंधी प्रथाएँ

  • रासायनिक उम्र बढ़ने के कारण नियमित निरीक्षण और निर्धारित इलस्टोमर प्रतिस्थापन।.
  • क्षरणजन्य प्रवेश से गतिशील सीलों की रक्षा के लिए पर्ज या बैरियर गैस प्रणालियों का उपयोग करें।.
  • हर शटडाउन के दौरान सील सतहों को साफ करें और फ्लश करें ताकि अवशेष हट जाएँ।.
  • क्षरण के शुरुआती संकेतों के लिए दबाव और रिसाव दर के रुझानों की बारीकी से निगरानी करें।.

उदाहरण:
एक रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) अभिक्रयक में, स्थिर फ्लैंजों पर FFKM इलास्टोमर सील का उपयोग किया जाता है, जबकि नाइट्रोजन पर्ज के साथ ड्राई गैस सील क्षरणकारी उप-उत्पादों से पंप शाफ्ट की रक्षा करते हैं।.

11.3 औषधि और खाद्य प्रसंस्करण

11.3.1 प्रमुख आवश्यकताएँ

  • नियामक अनुपालन: स्वच्छ अनुप्रयोगों के लिए एफडीए, यूएसपी क्लास VI, और आईएसओ 10993।.
  • CIP/SIP अनुकूलता: क्लीन-इन-प्लेस और स्टीम-इन-प्लेस नसबंदी चक्र।.
  • सामग्री सुरक्षा: गैर-विषाक्त, गैर-रिसावशील और पता लगाने योग्य।.
  • आसान विघटन और सफाई।.

11.3.2 अनुशंसित सीलिंग रणनीतियाँ

  • ईपीडीएम या प्लैटिनम-क्योर किए गए सिलिकॉन ओ-रिंग्स स्वच्छ बंदरगाहों और पहुँच कवरों के लिए।.
  • पीटीएफई गैस्केट्स ऐसे क्षेत्रों में जहाँ बार-बार कीटाणुशोधन या रासायनिक प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।.
  • ट्राई-क्लैम्प फ्लैंज सिस्टम आसान प्रतिस्थापन के लिए मानकीकृत गैस्केट ज्यामिति के साथ।.
  • उच्च-शुद्धता अनुप्रयोगों के लिए, धातु सील संक्रमण से बचने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।.

11.3.3 परिचालन प्रथाएँ

  • कठोर या दरार पड़ने से बचने के लिए नसबंदी चक्रों के दौरान सील को नियमित रूप से बदलें।.
  • नियामक अनुपालन के लिए सामग्री ट्रेसबिलिटी और बैच रिकॉर्ड्स का सत्यापन।.
  • एफडीए-स्वीकृत और नॉन-माइग्रेटिंग न होने तक स्नेहक का उपयोग न करें।.
  • असेंबली के दौरान अत्यधिक संपीड़न से बचने के लिए टॉर्क-नियंत्रित फिटिंग्स का उपयोग करें।.

उदाहरण:
एक लाइयोफिलाइज़ेशन (फ्रीज़-ड्राईंग) प्रणाली प्रक्रिया कक्ष के दरवाजों के लिए EPDM ओ-रिंग्स और वाष्प पुनर्प्राप्ति लाइनों के लिए PTFE गैस्केट्स का उपयोग करती है, जिससे कीटाणुशोधन क्षमता और नियामक अनुपालन सुनिश्चित होता है।.

11.4 ऊर्जा और निर्वात भट्टी प्रणालियाँ

11.4.1 प्रमुख आवश्यकताएँ

  • उच्च तापमान प्रतिरोध: 400 °C से ऊपर के बेक-आउट और प्रक्रिया तापमान।.
  • तापीय चक्रण: बड़े ढाल और बार-बार होने वाले ताप/शीत चक्र।.
  • यांत्रिक तनाव: बड़े फ्लैंज, भारी घटक।.
  • उच्च निर्वात, अक्सर 10⁻⁴–10⁻⁶ Pa की श्रेणी में।.

11.4.2 अनुशंसित सीलिंग रणनीतियाँ

  • धातु गैस्केट (तांबा, एल्यूमीनियम, या निकल मिश्रधातु) सीएफ या कस्टम फ्लैंज पर।.
  • हेलिकोफ्लेक्स® सील पुन: प्रयोज्य उच्च-तापमान वाले जोड़ों के लिए।.
  • पीटीएफई / पीसीटीएफई गैस्केट्स निम्न-तापमान वाली सहायक लाइनों के लिए।.
  • उच्च-तापमान वाले SiC सतहों वाली यांत्रिक सीलें घूर्णनशील फीडथ्रू के लिए।.

11.4.3 परिचालन संबंधी प्रथाएँ

  • उपयोग करें नियंत्रित ताप दरें फ्लैंजों पर तापीय तनाव कम करने के लिए बेक-आउट के दौरान।.
  • तापीय चक्रण के बाद संपीड़न बनाए रखने के लिए धातु सीलों को पुनः कसें।.
  • ऑक्सीकरण या यांत्रिक विकृति के लिए फ्लैंज सतहों का नियमित रूप से निरीक्षण करें।.
  • विचार करें अन्तर-विस्तार प्रभाव अभिन्न धातुओं के बीच।.

उदाहरण:
एक वैक्यूम ब्रेज़िंग भट्टी सभी मुख्य कक्ष CF फ्लैंजों पर OFHC तांबे के गैस्केट का उपयोग करती है, और रिसाव-रोधी कसाव बनाए रखने के लिए प्रत्येक उच्च-तापमान चक्र के बाद इन्हें पुनः कस दिया जाता है।.

11.5 अनुसंधान और विश्लेषणात्मक उपकरण

11.5.1 प्रमुख आवश्यकताएँ

  • लचीली विन्यासें: प्रयोगों के लिए बार-बार असेंबली और विघटन।.
  • कम पृष्ठभूमि शोर: उपकरण की ड्रिफ्ट से बचने के लिए गैस उत्सर्जन और पारगम्यता को न्यूनतम किया जाना चाहिए।.
  • यूएचवी या उच्च निर्वात।.

11.5.2 अनुशंसित सीलिंग रणनीतियाँ

  • सीएफ फ्लैंज मुख्य वैक्यूम संरचना के लिए तांबे के गैस्केट्स के साथ।.
  • केएफ फ्लैंज मॉड्यूलर और अस्थायी कनेक्शनों के लिए इलास्टोमर ओ-रिंग्स के साथ।.
  • इलास्टोमर-धातु संकर सील (जैसे, धातु-आवृत ओ-रिंग्स) उपयोग में आसानी और कम गैस उत्सर्जन के संतुलन के लिए।.
  • स्थायी उपकरणों के लिए वेल्डेड फीडथ्रू।.

11.5.3 परिचालन संबंधी प्रथाएँ

  • पुनः विन्यास के बाद बार-बार हीलियम रिसाव परीक्षण।.
  • पृष्ठभूमि गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए इलास्टोमर्स की सफाई और पूर्व-भट्ठाकरण।.
  • घटकों के त्वरित परिवर्तन के लिए फ्लैंग के आकारों का मानकीकरण।.

उदाहरण:
एक UHV सतह विज्ञान कक्ष कोर वैक्यूम पात्र के लिए CF फ्लैंज का उपयोग करता है, लेकिन उन डायग्नोस्टिक पोर्ट्स के लिए KF इलास्टोमर सील का उपयोग करता है जिन्हें प्रयोगों के बीच पुनः विन्यस्त किया जाता है।.

11.6 सारांश

विभिन्न उद्योग सीलिंग प्रणालियों पर विभिन्न मांगें रखते हैं:

क्षेत्र मुख्य प्रेरक पसंदीदा सील प्रकार रखरखाव दृष्टिकोण
अर्धचालक / यूएचवी स्वच्छता, अति-निम्न रिसाव धातु सील, वेल्डेड जोड़, फेरोफ्लुइडिक पूर्वानुमानात्मक निगरानी + कड़ा नियंत्रण
रासायनिक संक्षारण, रासायनिक प्रतिरोध एफएफकेएम, पीटीएफई, ड्राई गैस सील रोकथाम + आवधिक शुद्धिकरण
फार्मा / खाद्य स्वच्छता, नियामक अनुपालन ईपीडीएम, पीटीएफई, सैनिटरी सील नियोजित प्रतिस्थापन, मान्य सामग्री
ऊर्जा / भट्टियाँ उच्च तापमान, बेक-आउट धातु गैस्केट, हेलिकोफ्लेक्स चक्रों के बाद पुनः टॉर्क, थर्मल प्रबंधन
अनुसंधान / विश्लेषणात्मक लचीलापन, स्वच्छता सीएफ फ्लैंज, केएफ इलास्टोमर, हाइब्रिड बार-बार रिसाव की जाँच, त्वरित पुनः विन्यास

हालाँकि वैक्यूम सीलिंग का मूलभूत भौतिक विज्ञान वही रहता है, प्राथमिकताएँ बदल जाती हैं।—सेमीकंडक्टर में अति-स्वच्छ प्रदर्शन से लेकर रासायनिक प्रक्रियाओं में संक्षारण प्रतिरोध, या बायोफार्मा में नियामक अनुपालन तक।.

12. आधुनिक रुझान और उभरती तकनीक

पिछले कुछ दशकों में वैक्यूम सीलिंग तकनीक में काफी विकास हुआ है। हालांकि पारंपरिक इलास्टोमर और धातु सील अभी भी आधारभूत हैं, नई सामग्री, उन्नत कोटिंग्स, और स्मार्ट निगरानी प्रणालियाँ वेक्यूम सिस्टम के डिज़ाइन, संचालन और रखरखाव के तरीके को नया आकार दे रहे हैं।.

यह अध्याय अन्वेषण करता है उभरती प्रौद्योगिकियाँ और रुझान जो प्रदर्शन में सुधार कर रहे हैं, संदूषण को कम कर रहे हैं, और चुनौतीपूर्ण वातावरण में लंबी, अधिक पूर्वानुमेय सील सेवा जीवन को सक्षम कर रहे हैं।.

12.1 उन्नत सतह आवरण और अभियंत्रित बनावटें

12.1.1 डीएलसी और Si-डीएलसी कोटिंग्स

हीरे जैसा कार्बन (डीएलसी) और सिलिकॉन-डोप्ड डीएलसी (Si-DLC) मैकेनिकल सील सतहों और गतिशील घटकों पर कोटिंग्स का उपयोग लगातार बढ़ रहा है। ये अल्ट्रा-हार्ड, कम घर्षण वाली कोटिंग्स:

  • सील इंटरफेस पर घर्षण और ऊष्मा उत्पादन को न्यूनतम करें।.
  • संक्षारण और रासायनिक आक्रमण का प्रतिरोध करें।.
  • कम कण उत्पन्न करें, जिससे UHV और सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगों में स्वच्छता में सुधार हो।.
  • शुष्क-संचालन या सीमित स्नेहन परिस्थितियों में सेवा जीवन बढ़ाएँ।.

उपयोग:
टर्बोमोलिक्युलर पंप, ड्राई स्क्रू पंप, क्लीन प्रोसेस रोटरी फीडथ्रू।.

12.1.2 अभियांत्रित सूक्ष्म-बनावटें

सीलिंग सतहों का सूक्ष्म-नमूनाकरण — जैसे लेजर-खोदे गए हाइड्रोडायनामिक खांचे या सूक्ष्म-गड्ढे — कर सकता है द्रव आवरण निर्माण नियंत्रण मैकेनिकल सील इंटरफेस पर।.

लाभ:

  • सुधारित स्टार्ट-स्टॉप प्रदर्शन।.
  • कम घिसाव और स्टार्टअप रिसाव।.
  • बदलते भारों के तहत बेहतर स्थिरता।.
  • घटा हुआ टॉर्क और ऊर्जा खपत।.

यह तकनीक विशेष रूप से प्रभावशाली है शुष्क गैस सील, जहाँ प्रदर्शन के लिए फिल्म की स्थिरता महत्वपूर्ण है।.

12.2 हाइब्रिड सील डिज़ाइन

12.2.1 धातु-इलास्टोमर संकर

हाइब्रिड सील संयोजित करती हैं इलास्टोमर्स का लोचानुवर्तन के साथ धातु के आवरणों या इन्सर्ट्स का कम पारगम्य.

  • विश्लेषणात्मक और औद्योगिक प्रणालियों में आम है जहाँ कम रिसाव और पुन: उपयोग दोनों आवश्यक हैं।.
  • धातु-आवृत्त ओ-रिंग्स (जैसे FKM कोर के साथ स्टेनलेस स्टील जैकेट) इलास्टोमर और पूर्ण-धातु सीलिंग के बीच एक व्यावहारिक सेतु हैं।.

12.2.2 बहु-चरणीय सीलिंग

उन्नत वैक्यूम पंप और घूर्णनशील उपकरण तेजी से उपयोग किए जा रहे हैं। बहु-चरणीय सीलिंग प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए:

  • प्राथमिक सील (जैसे, शुष्क गैस या यांत्रिक)
  • द्वितीयक बफर (उदाहरण के लिए, भूलभुलैया या पर्ज सील)
  • तृतीयक निरोध या वेंटिंग चरण

यह बहुस्तरीय वास्तुकला परिचालन सुरक्षा में सुधार करती है, अनुमति देती है नियंत्रित रिसाव प्रबंधन, और सेवा अंतराल बढ़ाता है।.

12.3 चुंबकीय द्रव (फेरोफ्लुइडिक) सील में प्रगति

पारंपरिक फेरोफ्लुइडिक सील पहले से ही अपनी कम रिसाव और लंबी सेवा अवधि के लिए प्रसिद्ध हैं। हाल की नवाचारों ने उनकी प्रदर्शन क्षमता को और भी बढ़ा दिया है:

  • उच्च-तापमान वाले फेरोफ्लूइड्स 200 °C तक स्थिर।.
  • विकिरण-प्रतिरोधी द्रव परमाणु और अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए।.
  • सुधारित चुंबकीय ज्यामिति जो शीयर हीटिंग को कम करते हैं और जीवनकाल बढ़ाते हैं।.
  • उच्च दबाव अंतर सहन करने में सक्षम बहु-चरणीय चुंबकीय सीलें।.

ये प्रगति विशेष रूप से मूल्यवान हैं अर्धचालक निर्माण, यूएचवी अनुसंधान, और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी.

12.4 स्मार्ट निगरानी और पूर्वानुमानात्मक निदान

12.4.1 सेंसर एकीकरण

आधुनिक वैक्यूम प्रणालियाँ तेजी से एकीकृत हो रही हैं। इनलाइन सेंसर आलोचनात्मक सीलिंग इंटरफेस के पास:

  • तापमान जांच (आरटीडी या थर्मोकपल).
  • कंपन त्वरणमापक.
  • सीलों पर विभेदन दाब सेंसर.
  • हीलियम रिसाव डिटेक्टर या अवशिष्ट गैस विश्लेषक (आरजीए).

12.4.2 पूर्वानुमानात्मक एल्गोरिदम

ऑपरेशनल डेटा को निरंतर लॉग करके और पूर्वानुमानित एल्गोरिदम (जैसे मशीन लर्निंग मॉडल) लागू करके, ऑपरेटर निम्नलिखित कर सकते हैं:

  • सील के क्षरण के प्रारंभिक संकेतों का पता लगाएँ।.
  • शेष सेवा जीवन का पूर्वानुमान करें।.
  • रखरखाव केवल आवश्यक होने पर ही निर्धारित करें, समय से पहले प्रतिस्थापन से बचें।.

यह दृष्टिकोण विशेष रूप से लाभदायक है उच्च-मूल्य के यूएचवी उपकरण, जहाँ अनियोजित डाउनटाइम अत्यंत महँगा होता है।.

12.5 सतत सीलिंग प्रौद्योगिकियाँ

वैक्यूम सिस्टम डिज़ाइन में स्थिरता एक उभरता हुआ विचार है। रुझानों में शामिल हैं:

  • दीर्घायु सील (जैसे, सूखी गैस, चुंबकीय द्रव) अपशिष्ट और रखरखाव की आवृत्ति को कम करने के लिए।.
  • पुनर्चक्रण योग्य या पुन: प्रयोज्य धातु सील, कुछ अनुप्रयोगों में एकल-उपयोग तांबे के गैस्केट को प्रतिस्थापित करते हुए।.
  • विकास कम-वीओसी, कम-आउटगैसिंग सामग्री पर्यावरणीय और क्लीनरूम नियमों को पूरा करने के लिए।.
  • के माध्यम से ऊर्जा खपत को कम करना कम घर्षण वाली परतें और बनावटें.

12.6 सील घटकों का एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग

के आगमन संयोजक विनिर्माण (एएम) सीलिंग हार्डवेयर के डिज़ाइन के तरीके को बदल रहा है:

  • कस्टम धातु फ्लैंज ज्यामिति इसे अनुकूलित वजन और तापीय विस्तार विशेषताओं के साथ उत्पादित किया जा सकता है।.
  • एकीकृत शीतलन या हीटिंग चैनल तापमान नियंत्रण में सुधार के लिए सीधे फ्लैंज में बनाया जा सकता है।.
  • एएम अनुमति देता है त्वरित प्रोटोटाइप निर्माण अनुसंधान और एयरोस्पेस के लिए गैर-मानक सीलिंग इंटरफेस।.

हालांकि वैक्यूम सीलिंग के लिए एएम अभी भी प्रारंभिक अपनाने के चरण में है, इसकी संभावनाएं विशाल हैं, विशेष रूप से जटिल, एकल अनुसंधान उपकरण.

12.7 उभरती हुई सामग्रियाँ

अनुसंधान और वाणिज्यिक विकास नई श्रेणियों की सीलिंग सामग्री का विकास कर रहे हैं:

  • अल्ट्रा-लो पारगम्यता वाले पेरफ्लोरोइलास्टोमर कठोर रासायनिक और उच्च निर्वात वातावरणों के लिए।.
  • उच्च-तापमान वाले पॉलिमर कंपोजिट जो 300 °C से ऊपर तापमान पर भी अपनी अखंडता बनाए रखते हैं।.
  • उन्नत धात्विक मिश्रधातुएँ और सतह-उपचारित तांबा क्रिप को कम करने और पुन: उपयोगिता में सुधार करने के लिए।.
  • ग्राफीन और नैनोकार्बन कोटिंग्स अत्यंत कम घर्षण और बेहतर रासायनिक प्रतिरोध के लिए।.

ये नवाचार का संयोजन करने का लक्ष्य रखते हैं। इलास्टोमर्स की लचीलापन, का पीटीएफई की निष्क्रियता, और धातुओं की दृढ़ता.

12.8 सारांश

आधुनिक सीलिंग तकनीक की ओर बढ़ रही है उच्च प्रदर्शन, लंबी आयु, और स्मार्ट संचालन. प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:

  • उन्नत कोटिंग्स और सतह इंजीनियरिंग घिसाव और संदूषण को कम करने के लिए।.
  • हाइब्रिड और बहु-चरणीय सील जो बेहतर प्रदर्शन के लिए विभिन्न तकनीकों को संयोजित करते हैं।.
  • स्मार्ट निगरानी प्रणालियाँ पूर्वानुमानित रखरखाव को सक्षम करना।.
  • सततता और संचयी विनिर्माण नए डिज़ाइन मार्ग खोलना।.
  • उभरती हुई सामग्रियाँ तापमान, रासायनिक और निर्वात की सीमाओं को पहले से कहीं अधिक आगे बढ़ाना।.

13. कार्य किए गए केस स्टडीज़

जहाँ सिद्धांत रूपरेखा प्रदान करता है, वास्तविक-विश्व केस स्टडीज़ वास्तविक परिचालन परिस्थितियों में विभिन्न सीलिंग तकनीकें और रणनीतियाँ कैसे प्रदर्शन करती हैं, यह प्रदर्शित करें। निम्नलिखित उदाहरण दर्शाते हैं कि उचित सील चयन, स्थापना और रखरखाव कैसे सीधे वैक्यूम सिस्टम के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और स्वामित्व की लागत को प्रभावित करते हैं।.

हम तीन प्रतिनिधि परिदृश्यों की जांच करेंगे:

  1. यूएचवी व्यूपोर्ट रेट्रोफिट — इलास्टोमर से धातु सील में उन्नयन।.
  2. क्षरणशील प्रक्रिया शाफ्ट सीलिंग — पर्ज के साथ हाइब्रिड डायनामिक सीलिंग।.
  3. स्वच्छ पंक्ति सीलिंग — स्टीम-इन-प्लेस नसबंदी के लिए सामग्री का चयन।.

13.1 केस स्टडी 1: UHV व्यूपोर्ट रेट्रोफिट

13.1.1 पृष्ठभूमि

एक अनुसंधान प्रयोगशाला संचालित कर रही सतही विश्लेषण प्रणाली (XPS) अनुभव कर रहा था:

  • 1 × 10⁻⁹ Pa से 1 × 10⁻⁷ Pa तक आधार दबाव में क्रमिक परिवर्तन।.
  • लंबा पंप-डाउन समय।.
  • लीक जांच के दौरान बढ़ता हीलियम पृष्ठभूमि।.

प्रारंभिक निरीक्षण में पाया गया कि इलास्टोमर ओ-रिंग्स कई दृश्यद्वारों को सील करने के लिए उपयोग किए गए थे। समय के साथ, इलास्टोमर्स में:

  • बेक-आउट चक्रों के कारण कठोर हो गया।.
  • सूक्ष्म दरारें विकसित हुईं।.
  • मापे जा सकने वाली दरों पर हीलियम का पारगमण अनुमत था।.

13.1.2 रेट्रोफ़िट समाधान

प्रयोगशाला ने निम्नलिखित का उपयोग करके व्यूपोर्ट असेंबलियों को पुनर्सज्जित किया:

  • OFHC तांबे के गैस्केट वाले CF फ्लैंज (एक बार उपयोग के लिए).
  • छुरी-नुमा सीलिंग सतहें यूएचवी सहनशीलता के अनुसार मशीन किया गया।.
  • निर्माता द्वारा अनुशंसित टॉर्क पर क्रॉस-पैटर्न क्रम के साथ कसा गया।.

स्थापना के बाद किए गए हीलियम रिसाव परीक्षण में रिसाव दरें 1 × 10⁻¹¹ Pa·m³/s से कम पाई गईं।.

13.1.3 परिणाम

पैरामीटर रिट्रोफ़िट से पहले रिट्रोफ़िट के बाद
आधार दबाव 1 × 10⁻⁷ पास्कल 3 × 10⁻¹⁰ पास्कल
पंप-डाउन समय (निर्दिष्ट अनुसार) 4.5 घंटे 2.2 घंटे
हीलियम रिसाव दर (प्रति व्यूपोर्ट) 1 × 10⁻⁸ पा·मी³/से < 1 × 10⁻¹¹ पा·मी³/से
सील प्रतिस्थापन अंतराल लगभग 6 महीने 3 साल

13.1.4 सीखे गए पाठ

  • इलास्टोमर्स को धातु गैस्केट्स से बदलने से नाटकीय रूप से प्रवेश और उत्सर्जन को कम करें यूएचवी अनुप्रयोगों में।.
  • 10⁻¹¹ Pa·m³/s की लीक दर प्राप्त करने के लिए उचित टॉर्क और सतह की तैयारी महत्वपूर्ण हैं।.
  • हालाँकि मेटल सील की शुरुआती लागत अधिक होती है, लंबी सेवा अंतराल स्वामित्व की कुल लागत कम।.

13.2 केस स्टडी 2: संक्षारक प्रक्रिया शाफ्ट सीलिंग

13.2.1 पृष्ठभूमि

एक रासायनिक संयंत्र संचालित कर रहा शून्य आसवन इकाई के साथ क्षारीय विलायक वाष्प अनुभवी:

  • बार-बार मैकेनिकल सील की विफलताएँ एक घूमने वाले शाफ्ट पर।.
  • सील इंटरफ़ेस के पास शाफ्ट का क्षरण।.
  • वैक्यूम प्रणाली में संदूषक का प्रवेश।.

मूल कारण विश्लेषण से पहचाना गया:

  • रासायनिक वाष्पों द्वारा हमला किए जा रहे असंगत इलास्टोमर्स।.
  • ड्राई गैस सील सिस्टम में अवरोध गैस का अपर्याप्त दबाव।.

13.2.2 रेट्रोफ़िट समाधान

एक संकर सीलिंग समाधान लागू किया गया:

  • SiC बनाम ग्रेफाइट मैकेनिकल सील फेस बेहतर रासायनिक प्रतिरोध के लिए।.
  • एफएफकेएम द्वितीयक सील आक्रामक विलायक वाष्पों को संभालने के लिए।.
  • शुष्क नाइट्रोजन अवरोधक गैस दबाव नियंत्रण के साथ, एक सकारात्मक सील वातावरण बनाता है।.
  • संक्षारण प्रतिरोध के लिए शाफ्ट की सामग्री को हैस्टेलॉय® में अपग्रेड किया गया।.

13.2.3 परिणाम

पैरामीटर रिट्रोफ़िट से पहले रिट्रोफ़िट के बाद
विफलताओं के बीच का औसत समय (MTBF) छह महीने 4+ वर्ष (अभी भी सेवा में)
हीलियम रिसाव दर 1 × 10⁻⁶ पा·मी³/से < 1 × 10⁻⁸ पा·मी³/से
सील प्रतिस्थापन की लागत उच्च (बार-बार) मध्यम (कभी-कभार)
उत्पाद संदूषण घटनाएँ चार साल 0/प्रति वर्ष

13.2.4 सीखे गए पाठ

  • हाइब्रिड सील डिज़ाइन बैरियर गैस सिस्टम क्षरणकारी वातावरणों में विश्वसनीयता को बहुत बढ़ा सकते हैं।.
  • सामग्री उन्नयन (FFKM, SiC) दोनों प्रदान करते हैं। रासायनिक अनुकूलता और लंबी सेवा अवधि.
  • स्थिर दबाव अंतर बनाए रखने के लिए पर्ज प्रणालियों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।.

13.3 केस स्टडी 3: बायोफार्मा में स्वच्छता रेखा सीलिंग

13.3.1 पृष्ठभूमि

एक जैव-औषधि उत्पादन सुविधा का उपयोग किया गया ईपीडीएम गैस्केट्स में ट्राई-क्लैम्प हाइजीनिक कनेक्शन एक लाइयोफिलाइज़ेशन प्रणाली में। बार-बार SIP (स्टीम-इन-प्लेस) चक्रों के बाद:

  • गैस्केट भंगुर हो गए और फट गए।.
  • अखंडता परीक्षण के दौरान सूक्ष्म रिसाव पाए गए।.
  • बार-बार गैस्केट बदलने के कारण डाउनटाइम बढ़ गया।.

13.3.2 रेट्रोफ़िट समाधान

पौधे ने वैकल्पिक सामग्रियों का मूल्यांकन किया और अपनाया:

  • पीटीएफई गैस्केट्स भाप के संपर्क वाले क्षेत्रों के लिए।.
  • प्लैटिनम-क्योर किया हुआ सिलिकॉन निम्न-तापमान सेवा के लिए गैस्केट।.
  • SIP चक्रों के बीच सख्त टॉर्क प्रक्रियाएँ और दृश्य निरीक्षण।.
  • प्रतिक्रियाशील विफलताओं के बजाय सत्यापन परीक्षण पर आधारित एक निर्धारित प्रतिस्थापन अंतराल।.

13.3.3 परिणाम

पैरामीटर रिट्रोफ़िट से पहले रिट्रोफ़िट के बाद
साल में रिसाव की घटनाएँ 8 0
प्रति गैस्केट औसत सेवा जीवन दो महीने बारह महीने
प्रत्येक शटडाउन का रखरखाव समय छह घंटे दो घंटे
नियमावली संबंधी विचलन दर्ज 3 0

13.3.4 सीखे गए पाठ

  • नियामक-प्रेरित उद्योग सक्रिय, सत्यापित सामग्री चयन से लाभ उठाएँ।.
  • PTFE और सिलिकॉन प्रदान कर सकते हैं लंबी सेवा अवधि वाष्प निष्कर्षण वातावरणों में।.
  • उचित टॉर्क नियंत्रण और निरीक्षण प्रोटोकॉल अनियोजित रखरखाव को कम करते हैं।.

13.4 क्रॉस-केस अंतर्दृष्टि

इन केस स्टडीज़ में, कई सामान्य सिद्धांत उभरना

  • सामग्री का चयन के अनुरूप आवेदन वातावरण (जैसे, UHV के लिए तांबा, रासायनिक प्रतिरोध के लिए FFKM, नसबंदी के लिए PTFE).
  • हाइब्रिड और उन्नत सील डिज़ाइन सेवा जीवन को काफी बढ़ाता है।.
  • टॉर्क नियंत्रण, संरेखण और स्वच्छता सील के प्रकार जितने महत्वपूर्ण हैं, उतने ही महत्वपूर्ण हैं।.
  • निगरानी और निर्धारित रखरखाव प्रतिक्रियाशील सुधारों को पूर्वानुमेय संचालन में बदलें।.
  • स्वामित्व की कुल लागत अक्सर अनुकूल होती है। उच्च-प्रदर्शन सील सस्ते, अल्पकालिक विकल्पों की तुलना में।.

13.5 सारांश

केस स्टडी चुनौती समाधान की मुख्य बातें परिणाम
यूएचवी व्यूपोर्ट रेट्रोफिट इलास्टोमर्स का पारगमण और उत्सर्जन सीएफ फ्लैंज + तांबे के गैस्केट कम आधार दबाव, लंबी सेवा जीवन
क्षरणशील प्रक्रिया शाफ्ट सीलिंग रासायनिक संपर्क में सील की विफलता SiC/ग्रेफाइट फेसेस, FFKM, बैरियर गैस बढ़ा हुआ एमटीबीएफ, कम संदूषण
स्वच्छ पंक्ति सीलिंग एसआईपी चक्रों में गैस्केट का क्षरण PTFE + सिलिकॉन गैस्केट, टॉर्क नियंत्रण नियामक अनुपालन, शून्य रिसाव विफलताएँ

ये उदाहरण दर्शाते हैं कि कैसे अनुकूलित सीलिंग रणनीतियाँ विभिन्न वैक्यूम अनुप्रयोगों में मापनीय प्रदर्शन सुधार प्रदान करें।.

14. व्यावहारिक उपकरण

वैक्यूम सीलिंग में कई चर शामिल होते हैं — वैक्यूम क्लास और सामग्री अनुकूलता से लेकर टॉर्क नियंत्रण और रखरखाव अनुसूचियों तक। इस गाइड में शामिल अवधारणाओं को इंजीनियरों द्वारा लागू करने में सहायता के लिए, यह अध्याय प्रदान करता है व्यावहारिक इंजीनियरिंग उपकरण सहित निर्णय वृक्ष, संगतता तालिकाएँ, और मानकीकृत चेकलिस्ट.

ये उपकरण समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। सुसंगत, दोहराने योग्य, और कुशल अभियांत्रिकी पद्धतियाँ, चाहे सिस्टम डिज़ाइन, स्थापना, संचालन, या रखरखाव के लिए हो।.

14.1 सील चयन निर्णय वृक्ष

एक संरचित निर्णय वृक्ष किसी भी वैक्यूम अनुप्रयोग के लिए सही सील प्रकार चुनने की प्रक्रिया को सरल बनाता है।.

1. इंटरफ़ेस का प्रकार परिभाषित करें: ├── स्थिर (2 पर जाएँ) └── गतिशील (5 पर जाएँ) 2. आवश्यक वैक्यूम स्तर निर्धारित करें: ├── रफ / उच्च (3 पर जाएँ) └── यूएचवी / चरम (4 पर जाएँ)

3. स्थिर सील के लिए सामग्री का चयन: ├── मध्यम रासायनिक अनुकूलता → FKM / EPDM ओ-रिंग ├── तीव्र रासायनिक अनुकूलता → PTFE या FFKM └── उच्च बेक-आउट आवश्यकता → धातु गैस्केट (CF) 4. UHV सीलिंग: ├── बेक-आउट  400 °C या स्थायी → वेल्डेड या ब्रेज़्ड जॉइंट 5. गतिशील सीलिंग: ├── कम गति → पैकिंग, मैकेनिकल सील, लिप सील ├── उच्च गति / स्वच्छ प्रक्रिया → ड्राई गैस सील, फेरोफ्लूइडिक सील └── केवल खुरदरा वैक्यूम → लिप सील स्वीकार्य

6. अंतिम विचार: ├── रखरखाव अंतराल छोटा → इलास्टोमर या सॉफ्ट गैस्केट स्वीकार्य ├── रखरखाव अंतराल लंबा → धातु या उन्नत गैर-संपर्क सील ├── संदूषण-संवेदनशील → गैर-संपर्क या धातु सील को प्राथमिकता दें

यह पेड़ प्रदान करता है प्रथम-चरण चयन, विस्तृत इंजीनियरिंग समीक्षा के साथ परिष्कृत किया जाना है।.

14.2 त्वरित सामग्री अनुकूलता तालिका

सामग्री अधिकतम तापमान (°C) प्रसरण वाष्पोत्सर्जन रासायनिक प्रतिरोध बेक-आउट आम उपयोग
एनबीआर 120 उच्च उच्च खराब–मध्यम नहीं खुरदरा निर्वात, सामान्य उपयोगिता
ईपीडीएम 150 मध्यम मध्यम अच्छा (भाप) नहीं औद्योगिक, जल वाष्प, एचवीएसी
एफकेएम (वाइटॉन®) 200 कम कम उत्कृष्ट सीमित उच्च निर्वात, रासायनिक प्रक्रिया
एफएफकेएम 280 बहुत कम बहुत कम उत्कृष्ट सीमित अर्धचालक, क्षरणकारी माध्यम
पीटीएफ़ई 250 बहुत कम बहुत कम उत्कृष्ट हाँ गैस्केट, लिफ़ाफ़ा सील
पीसीटीएफई 150 बहुत कम बहुत कम उत्कृष्ट हाँ अत्यंत निम्न-तापीय, अति-उच्च निर्वात
पीक 250 बहुत कम कम उत्कृष्ट हाँ उच्च-मजबूती, संरचनात्मक सीलें
तांबा 450+ कोई नहीं कोई नहीं उत्कृष्ट हाँ सीएफ फ्लैंज, यूएचवी
निकल मिश्रधातुएँ 450+ कोई नहीं कोई नहीं उत्कृष्ट हाँ क्षारीय, उच्च-तापमान
फेर्रोफ्लूइड ~200 बहुत कम बहुत कम अच्छा (निर्भर करता है) नहीं गतिशील घूर्णी सीलिंग, यूएचवी

14.3 स्थापना चेकलिस्ट (स्थिर सील)

चरण कार्रवाई टिप्पणियाँ
1 सीलिंग सतहों को सॉल्वेंट और लिंट-फ्री वाइप्स से साफ करें। न कोई उँगलियों के निशान, न तेल, न मलबा
2 खरोंच, डेंट या असंगतता के लिए निरीक्षण करें। तेज़ रोशनी या आवर्धन का उपयोग करें
3 सील की सामग्री और आकार सत्यापित करें। प्रक्रिया माध्यम और तापमान के साथ संगतता की जाँच करें।
4 यदि आवश्यक हो, तो इलास्टोमर को वैक्यूम-अनुकूल चिकनाई से हल्के से चिकनाई करें। हाइड्रोकार्बन से बचें
5 सील को मरोड़ने या खींचने के बिना स्थापित करें। आवश्यकता पड़ने पर संरेखण पिन का उपयोग करें।
6 क्रॉस-पैटर्न में टॉर्क बोल्ट्स को क्रमिक रूप से कसें। कैलिब्रेटेड टॉर्क रेंच की सिफारिश की जाती है।
7 हीलियम लीक टेस्ट या दबाव वृद्धि टेस्ट करें। वैक्यूम क्लास के लिए उपयुक्त रिसाव दर
8 स्थापना डेटा (टॉर्क, तिथि, रिसाव दर) दर्ज करें प्रवृत्ति विश्लेषण और पूर्वानुमानात्मक रखरखाव को सक्षम करता है।

14.4 स्थापना चेकलिस्ट (डायनामिक सील्स)

चरण कार्रवाई टिप्पणियाँ
1 शाफ्ट संरेखण और समकेन्द्रता सत्यापित करें असंरेखण समयपूर्व घिसाव का कारण बनता है।
2 सील सतहों (यांत्रिक/शुष्क गैस) की समतलता और स्वच्छता की जाँच करें। कम रिसाव के लिए महत्वपूर्ण
3 द्वितीयक सील (ओ-रिंग, बेलोज़) को बिना क्षति के स्थापित करें। उचित ग्रूव सीटिंग सुनिश्चित करें
4 निर्माता के विनिर्देशों के अनुसार वसंत भार या हाइड्रोलिक दबाव सेट करें। अत्यधिक संपीड़न से अधिक गरम हो जाता है।
5 बैरियर गैस सिस्टम को कनेक्ट करें और प्यूरज करें (यदि लागू हो) शुष्क नाइट्रोजन या स्वच्छ प्रक्रिया गैस
6 सुचारू संचालन की जाँच के लिए शाफ्ट को हाथ से घुमाएँ। कोई असामान्य खिंचाव या प्रतिरोध नहीं
7 इकठ्ठा किए गए सिस्टम का रिसाव परीक्षण बेसलाइन डेटा रिकॉर्ड करें

14.5 रिसाव परीक्षण स्वीकृति मानदंड

शून्य स्तर आम स्वीकृति सीमा आम परीक्षण विधि
खुरदरा निर्वात ≤ 1 × 10⁻⁵ पा·मी³/से दाब वृद्धि, बबल परीक्षण
उच्च निर्वात ≤ 1 × 10⁻⁸ पा·मी³/से हीलियम सूंघना या वैक्यूम मोड
अति उच्च वोल्टेज ≤ 1 × 10⁻¹⁰ Pa·m³/s हीलियम रिसाव का पता लगाना (उच्च संवेदनशीलता)
अत्यधिक / यूएचवी+ < 1 × 10⁻¹¹ पा·मी³/से हीलियम रिसाव का पता लगाना, आरजीए सत्यापन

नोट: स्वीकृति सीमाओं को प्रक्रिया संदूषण संवेदनशीलता के आधार पर कड़ा किया जा सकता है, उदाहरण के लिए अर्धचालक या अंतरिक्ष अनुप्रयोगों में।.

14.6 रखरखाव अंतराल संदर्भ तालिका

सील का प्रकार आम सेवा अंतराल रखरखाव पर ध्यान
ओ-रिंग (एनबीआर, ईपीडीएम) 6–12 महीने निर्धारित समय पर बदलें, कम्प्रेशन सेट की जाँच करें।
ओ-रिंग (एफकेएम, एफएफकेएम) 1–3 वर्ष प्रवेश और बेक-आउट स्थिरता की निगरानी करें।
नरम पीटीएफई गैस्केट्स 1–2 वर्ष क्रिप और ठंडे प्रवाह की जाँच करें।
धातु गैस्केट (सीएफ) 3–5+ वर्ष बेकिंग के बाद टॉर्क की जाँच
यांत्रिक सील 2–5 वर्ष चेहरे पर पहनना, संरेखण
शुष्क गैस सील 3–10 वर्ष बैरियर गैस की गुणवत्ता, ग्रूव की स्थिति
फेरोफ्लुइडिक सील 5–15 वर्ष फेरोफ्लूइड की अखंडता, चुंबक का प्रदर्शन

14.7 टॉर्क दिशानिर्देश (आम)

फ्लैंज प्रकार गैस्केट सामग्री प्रति बोल्ट सामान्य टॉर्क टिप्पणियाँ
केएफ (छोटा) लचीला बहुलक 8–12 न्यूटन-मीटर एकसमान हाथ से कसना स्वीकार्य है।
आईएसओ-के इलास्टोमर/पीटीएफई १५–३० न्यूटन-मीटर क्रॉस-पैटर्न की सिफारिश की गई है।
सीएफ (डीएन63–डीएन200) तांबा 25–40 न्यूटन-मीटर निर्माता के मानों का पालन करना अनिवार्य है।
बड़े सीएफ फ्लैंज तांबा 40–70 न्यूटन-मीटर कैलिब्रेटेड टॉर्क रेंच का उपयोग करें
हेलिकोफ्लेक्स धातु सी-रिंग निर्माता के अनुसार नियंत्रित संपीड़न महत्वपूर्ण

ये मान संकेतात्मक हैं; विशिष्ट फ्लैंज और गैस्केट के लिए हमेशा निर्माता के विनिर्देशों की पुष्टि करें।.

14.8 रखरखाव और निरीक्षण लॉग टेम्पलेट

दिनांक प्रणाली सील का प्रकार सामग्री टॉर्क (न्यूटन-मीटर) रिसाव दर (Pa·m³/s) निरीक्षण कार्रवाई की गई अगली देय तिथि
2025-05-14 मुख्य कक्ष सीएफ फ्लेंज तांबा 35 5 × 10⁻¹² ठीक है — 2028-05
2025-05-15 घूर्णनशील अक्ष शुष्क गैस सील एसआईसी/ग्रेफाइट — 2 × 10⁻⁹ स्थिर तापमान — 2029-05
2025-05-20 निदान पोर्ट ओ-रिंग एफकेएम 15 3 × 10⁻⁸ हल्का घिसाव ओ-रिंग बदला गया 2026-05

यह मानकीकृत प्रारूप अनुमति देता है प्रवृत्ति ट्रैकिंग, प्रारंभिक विसंगति का पता लगाना, और रखरखाव टीमों के बीच आसान हस्तांतरण.

14.9 प्रक्रिया नियंत्रण चेकलिस्ट

शुरुआत से पहले

  • लीक परीक्षण विनिर्देशों के भीतर सफल रहा।.
  • सभी टॉर्क मान लॉग किए गए।.
  • बाधा गैस आपूर्ति दबाव सत्यापित।.
  • तापमान सेंसर चालू हैं।.
  • फ्लेंज संरेखण और स्वच्छता की पुष्टि की गई।.

नियमित संचालन

  • आधारभूत दबाव लक्षित सीमा के भीतर है।.
  • पंप-डाउन समय सुसंगत।.
  • सील का तापमान स्थिर है।.
  • कोई असामान्य कंपन या शोर नहीं।.
  • हीलियम रिसाव दर सामान्य है।.

बंद

  • सीलों का दृश्य निरीक्षण करें।.
  • लॉग टॉर्क और लीक डेटा।.
  • यदि सिस्टम निष्क्रिय रहेगा तो सीलिंग सतहों को साफ करें।.
  • दूषण को रोकने के लिए खुले फ्लैंज को ढकें।.

14.10 सारांश

निर्णय वृक्ष, चेकलिस्ट और अनुकूलता तालिकाएँ जैसे व्यावहारिक उपकरण मदद करते हैं:

  • इंजीनियरिंग वर्कफ़्लो को मानकीकृत करें।.
  • स्थापना और रखरखाव त्रुटियों को कम करें।.
  • पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रमों का समर्थन करें।.
  • विभिन्न प्रणालियों में सुसंगत सीलिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करें।.

इन उपकरणों को हाथ में लेकर, सीलिंग प्रदर्शन अधिक हो जाता है। दोहराया जा सकने वाला, ट्रेस करने योग्य, और कुशल.

15. शब्दावली और इकाई रूपांतरण

तकनीकी शब्दावली और इकाई परंपराओं की स्पष्ट समझ वैक्यूम सीलिंग ज्ञान को प्रभावी ढंग से संप्रेषित करने और लागू करने के लिए अनिवार्य है। यह अध्याय प्रदान करता है मुख्य अवधारणाओं की शब्दावली और एक इकाई रूपांतरणों की संदर्भ तालिका आमतौर पर वैक्यूम तकनीक और सीलिंग इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है।.

15.1 प्रमुख शब्दावली

A

  • मूल दाब — एक पूर्ण निर्वात (0 Pa) के सापेक्ष मापा गया दबाव। निर्वात प्रौद्योगिकी में, सभी दबाव मान आमतौर पर निरपेक्ष दबाव के रूप में व्यक्त किए जाते हैं।.
  • सभी-धातु सील — पूरी तरह से धातु, जैसे तांबा या निकल, से निर्मित एक सील, जिसका उपयोग मुख्य रूप से UHV अनुप्रयोगों में प्रवेश को खत्म करने और आउटगैसिंग को कम करने के लिए किया जाता है।.
  • एएनएसआई / आईएसओ फ्लैंज — वैक्यूम पाइपिंग और चैंबर कनेक्शनों के लिए प्रयुक्त मानकीकृत फ्लैंज ज्यामिति।.

B

  • बेक-आउट — सतहों से वाष्पशील अणुओं को अवशोषित करके गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए वैक्यूम घटकों को गर्म करने की प्रक्रिया। आमतौर पर 150–450 °C पर किया जाता है।.
  • आधारभूत दबाव — परिभाषित परिस्थितियों में एक वैक्यूम प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जा सकने वाला सबसे कम दबाव, आमतौर पर बेक-आउट और स्थिरीकरण के बाद।.
  • बाधा गैस — एक स्वच्छ गैस (अक्सर नाइट्रोजन) जिसे सीलिंग चरणों के बीच में प्रक्रिया संदूषण से सील की रक्षा करने या रिसाव को कम करने के लिए डाला जाता है।.

C

  • सीएफ फ्लेंज (कॉनफ्लैट®) — एक UHV फ्लैंज मानक जो अत्यंत कम रिसाव दर प्राप्त करने के लिए नाइफ-एज और तांबे के गैस्केट का उपयोग करता है। वैज्ञानिक और सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।.
  • दबाव सेट — लंबे समय तक दबाव पड़ने के बाद इलास्टोमर का स्थायी विकृति, जिससे उसकी सील बनाए रखने की क्षमता कम हो जाती है।.
  • संपर्क सील — एक सीलिंग तकनीक जिसमें दो सतहें प्रत्यक्ष यांत्रिक संपर्क में होती हैं, जैसे यांत्रिक सील फेस या ओ-रिंग इंटरफेस।.

D

  • अंतर-पम्पिंग — वह तकनीक जिसमें सीलों के बीच के एक मध्यवर्ती आयतन को निर्वात की अखंडता बनाए रखने और एक चरण से दूसरे चरण में रिसाव को कम करने के लिए पंप किया जाता है।.
  • शुष्क गैस सील — एक गैर-संपर्क यांत्रिक सील जो रिसाव और घिसाव को कम करने के लिए गैस फिल्म स्नेहन का उपयोग करती है, और जो उच्च-गति वाले घूमने वाले उपकरणों में आम है।.

E

  • लचीला बहुलक — ओ-रिंग और सॉफ्ट गैस्केट में उपयोग की जाने वाली लचीली, रबर जैसी सामग्रियों का एक वर्ग। उदाहरणों में NBR, EPDM, FKM, और FFKM शामिल हैं।.
  • लिफाफा गैस्केट — एक गैस्केट जिसमें पीटीएफई (PTFE) की बाहरी परत और एक इलास्टोमर कोर होता है, जो रासायनिक प्रतिरोध को लोचदार सीलिंग बल के साथ जोड़ता है।.

F

  • फेर्रोफ्लुइडिक सील — एक गैर-संपर्क रोटरी सील जो चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्थिर रखी गई चुंबकीय द्रव का उपयोग करके गैस के प्रवाह को रोकती है, जिससे यूएचवी में बहुत कम रिसाव होता है।.
  • फ्लैंज समतलता — फ्लैंग सीलिंग सतह का एकदम समतल तल से विचलन। धातु सील के लिए उच्च समतलता अत्यंत महत्वपूर्ण है।.

G

  • गैस पारगम्यता — वह प्रक्रिया जिसके द्वारा गैस अणु सीलिंग सामग्री के माध्यम से प्रसारित होते हैं, उच्च निर्वात में इलास्टोमर्स की एक प्रमुख सीमा।.
  • ग्रंथि — वह खांचा या आवास जिसमें ओ-रिंग या अन्य सील स्थापित की जाती है।.

H

  • हीलियम रिसाव का पता लगाना — हीलियम ट्रेसर गैस और एक मास स्पेक्ट्रोमीटर-आधारित लीक डिटेक्टर का उपयोग करके वैक्यूम सिस्टम में रिसाव का पता लगाने की मानक विधि।.
  • हेलिकोफ्लेक्स® सील — एक पुन: प्रयोज्य धात्विक सी-रिंग या स्प्रिंग-ऊर्जायुक्त सील, जिसमें रिसाव दरें अत्यंत कम होती हैं, और जिसे अक्सर उच्च-तापमान या यूएचवी प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।.

L

  • भूलभुलैया सील — एक गैर-संपर्क सील जो रिसाव को कम करने के लिए एक घुमावदार मार्ग का उपयोग करती है, और अक्सर बफर गैसों के साथ उपयोग की जाती है।.
  • रिसाव दर — किसी रिसाव से गैस का आयतन प्रवाह, जिसे आमतौर पर Pa·m³/s या mbar·L/s में व्यक्त किया जाता है।.

M

  • यांत्रिक सील — एक प्रकार की गतिशील सील जो घूमने वाले शाफ्ट के साथ रिसाव को रोकने के लिए दो ओवरलैप किए हुए सतहों को फिसलन संपर्क में उपयोग करती है।.
  • धातु गैस्केट — धातु (जैसे OFHC तांबा) से बना एक गैस्केट, जो UHV प्रणालियों में स्थिर सीलिंग के लिए उपयोग किया जाता है।.

O

  • ओ-रिंग — ओ-आकार के अनुप्रस्थ-खंड वाला एक वृत्ताकार इलास्टोमेरिक सील, जो स्थिर और मध्यम निर्वात अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।.
  • वाष्पोत्सर्जन — निर्वात के अधीन पदार्थों से अवशोषित या फँसी हुई गैसों और वाष्पों का निकलना, जो निर्वात की गुणवत्ता को खराब कर सकता है।.

P

  • पैकिंग सील — एक पारंपरिक सीलिंग विधि, जिसमें स्टफिंग बॉक्स में संपीड़ित पैकिंग का उपयोग किया जाता है, जो वाल्व और कम-गति वाले घूर्णन उपकरणों में आम है।.
  • प्रसरण — किसी पदार्थ के माध्यम से गैस का प्रसरण। वैक्यूम सीलिंग के लिए, इलास्टोमर्स के माध्यम से पारगम अक्सर एक प्रमुख गैस भार होता है।.

R

  • अवशिष्ट गैस विश्लेषक (आरजीए) — निर्वात प्रणाली में गैस की संरचना की निगरानी के लिए प्रयुक्त यंत्र, जो अक्सर रिसाव या संदूषण का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।.
  • खुरदरा निर्वात — दबाव सीमा सामान्यतः वायुमंडलीय दबाव से लगभग 100 Pa तक होती है।.

S

  • सील संपीड़न — रिसाव को रोकने के लिए संपर्क दबाव उत्पन्न करने हेतु सीलिंग तत्व का विकृतिकरण।.
  • नरम गैस्केट — पीटीएफई, ग्रेफाइट, या इलास्टोमर जैसी विकृत हो सकने वाली गैर-धात्विक सामग्री से बना एक गैस्केट।.
  • स्पाइरल ग्रूव सील — एक ड्राई गैस सील डिज़ाइन जो सील सतहों के बीच एक गैस फिल्म उत्पन्न करने के लिए सर्पिल खांचों का उपयोग करता है।.

T

  • टॉर्क पैटर्न — उस क्रम में जिसमें फ्लैंग बोल्टों को कसा जाता है ताकि सील का समान संपीड़न सुनिश्चित हो सके।.
  • स्वामित्व की कुल लागत (TCO) — किसी सील की सेवा अवधि के दौरान उससे जुड़ी कुल लागत, जिसमें स्थापना, रखरखाव और डाउनटाइम शामिल हैं।.

U

  • अल्ट्रा-उच्च निर्वात (यूएचवी) — 1 × 10⁻⁷ Pa से नीचे का दबाव दायरा, जहाँ न्यूनतम रिसाव या उत्सर्जन भी प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं।.
  • यूएचवी-अनुकूल सील — सीलिंग तकनीक जो बेक-आउट और विस्तारित संचालन के दौरान अति-निम्न रिसाव बनाए रखती है, आमतौर पर पूर्ण-धातु।.

V

  • वैक्यूम-अनुकूल चिकनाई अत्यंत कम वाष्प दबाव वाला विशेष स्नेधक, जो वैक्यूम को दूषित किए बिना ओ-रिंग के मुड़ने से रोकने के लिए उपयोग किया जाता है।.
  • आभासी रिसाव — एक फँसा हुआ आयतन जो धीरे-धीरे गैस छोड़ता है, जिससे पंप-डाउन के दौरान एक वास्तविक रिसाव का अनुकरण होता है।.

15.2 सामान्य इकाई रूपांतरण

15.2.1 दबाव

इकाई पिता (एसआई) टोर एमबार एटीएम
1 पाउण्ड 1 7.5 × 10⁻³ टॉर 0.01 मिलीबार 9.87 × 10⁻⁶ वायुमंडलीय दाब
1 टॉर 133.322 पा 1 1.333 मिलीबार 1.315 × 10⁻³ वायुमंडलीय दाब
1 मिलीबार 100 पा 0.75 टॉर 1 9.87 × 10⁻⁴ वायुमंडलीय दाब
1 वायुमंडलीय दाब 101,325 पाउंड 760 टॉर 1,013.25 मिलीबार 1

15.2.2 रिसाव दर

लीक दर को आमतौर पर में व्यक्त किया जाता है घन मीटर प्रति सेकंड या एमबीएआर-एल/एस.

इकाई परिवर्तन
1 पा·मी³/से 10 मिलीबार·लीटर प्रति सेकंड
1 मिलीबार·लीटर/सेकंड 0.1 पा·मी³/से

15.2.3 टॉर्क

इकाई परिवर्तन
1 न्यूटन-मीटर 8.85 इंच-पाउंड
1 इन·एलबीएफ 0.113 न्यूटन-मीटर

15.2.4 तापमान

इकाई परिवर्तन
°C से K K = °C + 273.15
°K से °C °C = K − 273.15
°C से °F °F = (°C × 9/5) + 32
°F से °C °C = (°F − 32) × 5/9

15.3 सामान्य संक्षिप्ताक्षर

संक्षेप अर्थ
सीएफ कॉनफ्लैट फ्लैंज
सीआईपी स्वच्छ-स्थल-पर
डीएलसी हीरे जैसा कार्बन
ईपीडीएम इथाइलीन प्रोपीलीन डाइन मोनोमर
एफडीए संयुक्त राज्य खाद्य एवं औषधि प्रशासन
एफएफकेएम पेरफ्लोरोइलास्टोमर
एफकेएम फ्लोरोइलास्टोमर
केएफ क्लेन फ्लैंज (क्विक फ्लैंज मानक)
एमटीबीएफ विफलताओं के बीच का औसत समय
एनबीआर नाइट्राइल ब्यूटाडाइन रबर
अन्य सभी परिवार सदस्य सामान्य स्वास्थ्य स्थिति वाले हैं। ऑक्सीजन-रहित उच्च चालकता (तांबा)
पीटीएफ़ई पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन
आरजीए अवशिष्ट गैस विश्लेषक
छोटा घूंट स्थान पर ही भाप सफाई
कुल लागत स्वामित्व की कुल लागत
अति उच्च वोल्टेज अल्ट्रा-उच्च निर्वात
अद्वितीय विक्रय प्रस्ताव संयुक्त राज्य औषधि संहिता

15.4 संदर्भ रिसाव दरें

प्रणाली वर्ग आम रिसाव दर आवश्यकता आम सील का प्रकार
खुरदरा निर्वात ≤ 1 × 10⁻⁵ पा·मी³/से इलास्टोमर ओ-रिंग्स, नरम गैस्केट्स
उच्च निर्वात ≤ 1 × 10⁻⁸ पा·मी³/से एफकेएम/एफएफकेएम, पीटीएफई गैस्केट, यांत्रिक सील
अल्ट्रा-उच्च निर्वात ≤ 1 × 10⁻¹⁰ Pa·m³/s तांबे के गैस्केट, हेलिकोफ्लेक्स®, वेल्डेड
अत्यधिक / क्रायोजेनिक < 1 × 10⁻¹¹ पा·मी³/से संपूर्ण धातु, वेल्डेड, चुंबकीय सील

15.5 सारांश

यह शब्दावली और रूपांतरण संदर्भ प्रदान करते हैं। त्वरित तकनीकी संसाधन के लिए:

  • विशेषीकृत शब्दावली को स्पष्ट करना।.
  • डिज़ाइन और रखरखाव दस्तावेज़ों में इकाइयों के सही उपयोग को सुनिश्चित करना।.
  • डिज़ाइन, संचालन और रखरखाव टीमों के बीच स्पष्ट संचार सक्षम करना।.
  • लीक परीक्षण, टॉर्क नियंत्रण और वैक्यूम डिज़ाइन में सटीक गणनाओं का समर्थन।.

16. निष्कर्ष और सर्वोत्तम प्रथाओं का सारांश

वैक्यूम सीलिंग एक यांत्रिक विवरण से कहीं अधिक है — यह एक वैक्यूम सिस्टम प्रदर्शन का मुख्य सक्षम, जो सीधे तौर पर प्राप्त दबाव, संदूषण स्तर, प्रक्रिया की स्थिरता और रखरखाव लागत को प्रभावित करता है। पिछले अध्यायों में, हमने इस विषय का अध्ययन मौलिक भौतिकी से लेकर उन्नत सीलिंग तकनीकों तक किया है। यह अंतिम अध्याय उन सबक़ों को एक में संक्षेपित करता है सर्वोत्तम प्रथाओं का रणनीतिक अवलोकन कि इंजीनियर विभिन्न उद्योगों और निर्वात वातावरणों में लागू कर सकते हैं।.

16.1 वैक्यूम प्रणालियों में सीलिंग की रणनीतिक भूमिका

सील निर्धारित करती हैं:

  • द कसाव शून्य सीमा का.
  • द स्वच्छता प्रक्रिया पर्यावरण का।.
  • द दक्षता पंप-डाउन और आधार दबाव की स्थिरता।.
  • द जीवनचक्र लागत सिस्टम के संचालन का.

खराब सीलिंग विकल्पों के कारण:

  • अनियमित रिसाव और संदूषण घटनाएँ।.
  • बढ़े हुए पंप लोड और ऊर्जा खपत।.
  • बार-बार रखरखाव के लिए शटडाउन।.
  • महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में उत्पाद गुणवत्ता संबंधी समस्याएँ।.

इसके विपरीत, सु-अभियंत्रित सीलिंग रणनीतियाँ प्रणालियों को कम कुल लागत पर अधिक समय तक, अधिक स्वच्छ और अधिक कुशलता से चलाने की अनुमति दें।.

16.2 जीवनचक्र चरण के अनुसार मुख्य निष्कर्ष

16.2.1 डिजाइन और चयन

  • से शुरू करें परिचालन की स्थितियों की सटीक परिभाषा: निर्वात स्तर, मीडिया, तापमान, गति, और रखरखाव रणनीति।.
  • ऐसी सामग्री चुनें जो संतुलन बनाए रखें। प्रवेश प्रतिरोध, रासायनिक अनुकूलता, और यांत्रिक स्थायित्व.
  • संरचित उपकरणों का उपयोग करें जैसे निर्णय वृक्ष और अनुकूलता तालिकाएँ चयन को मानकीकृत करने के लिए।.
  • के लिए डिज़ाइन सेवायोग्यता — पहुँच, प्रतिस्थापन अंतराल, और निरीक्षण प्रक्रियाओं पर पहले से ही विचार करें।.

16.2.2 स्थापना एवं चालूकरण

  • सतह की फिनिश, संरेखण और टॉर्क लगाने में सटीकता है अपरिहार्य.
  • स्थापना के दौरान हीलियम लीक परीक्षण करें और आधारभूत डेटा लॉग करें।.
  • सील पर तनाव से बचने के लिए नियंत्रित पंप-डाउन प्रक्रियाएँ लागू करें।.
  • आउटगैसिंग को कम करने के लिए स्वच्छ असेंबली प्रथाओं का उपयोग करें।.

16.2.3 संचालन एवं निगरानी

  • समय के साथ तापमान, कंपन और रिसाव दरों की निगरानी करें।.
  • केवल थ्रेशोल्ड अलार्म पर निर्भर न होकर, प्रवृत्ति विश्लेषण के माध्यम से गिरावट के प्रारंभिक संकेतों का पता लगाएँ।.
  • लागू करें पूर्वानुमानात्मक रखरखाव आलोचनात्मक सील के लिए।.
  • स्पष्ट, मानकीकृत परिचालन लॉग बनाए रखें।.

16.2.4 रखरखाव और जीवनचक्र प्रबंधन

  • एक लागू करें संकर निवारक + पूर्वानुमानक रखरखाव दृष्टिकोण.
  • उचित भंडारण और शेल्फ-लाइफ ट्रैकिंग के साथ सील इन्वेंटरी का प्रबंधन करें।.
  • विश्वसनीयता में निरंतर सुधार के लिए विफलताओं का मूल कारण विश्लेषण करें।.
  • सील तकनीकों की तुलना करते समय कुल स्वामित्व लागत (TCO) को एक मापदंड के रूप में उपयोग करें।.

16.3 देखने योग्य तकनीकी रुझान

  • उन्नत कोटिंग्स जैसे डीएलसी डायनामिक सील के जीवन को बढ़ा रहे हैं।.
  • हाइब्रिड और बहु-चरणीय सीलिंग संरचनाएँ उच्च-प्रदर्शन प्रणालियों में मानक बनते जा रहे हैं।.
  • स्मार्ट सेंसर और पूर्वानुमानात्मक एल्गोरिदम सीलिंग को एक निष्क्रिय तत्व से एक में बदल रहे हैं सक्रिय रूप से निगरानी किया गया घटक.
  • सतत सीलिंग प्रौद्योगिकियाँ अपशिष्ट, ऊर्जा उपयोग और रखरखाव की आवृत्ति को कम कर रहे हैं।.
  • संयोजक विनिर्माण अधिक परिष्कृत और एकीकृत सीलिंग समाधानों को सक्षम करता है।.

ये रुझान एक ऐसे भविष्य की ओर इशारा करते हैं जहाँ वैक्यूम सीलिंग सिस्टम हैं अधिक स्मार्ट, अधिक कुशल, और अधिक टिकाऊ.

16.4 उद्योग अनुकूलन

प्रत्येक उद्योग अपनी प्राथमिकताओं के अनुसार सीलिंग रणनीतियों को अनुकूलित करता है:

क्षेत्र मुख्य चिंता मुख्य सीलिंग दृष्टिकोण
अर्धचालक / यूएचवी स्वच्छता, रिसाव नियंत्रण धातु सील, फेरोफ्लुइडिक, वेल्डेड जोड़
रासायनिक प्रसंस्करण संक्षारण प्रतिरोध एफएफकेएम, पीटीएफई, पर्ज के साथ हाइब्रिड डायनामिक सील
फार्मा और खाद्य स्वच्छता, अनुपालन ईपीडीएम, पीटीएफई, मान्य इलास्टोमर
ऊर्जा एवं निर्वात भट्टियाँ उच्च तापमान धातु गैस्केट, हेलिकोफ्लेक्स, रेटॉर्क प्रोटोकॉल
अनुसंधान एवं विश्लेषणात्मक लचीलापन, मॉड्यूलरता सीएफ फ्लैंज, केएफ इलास्टोमर, हाइब्रिड सील

द सिद्धांत सार्वभौमिक हैं।, लेकिन कार्यान्वयन संदर्भ-विशिष्ट है।.

16.5 सर्वोत्तम अभ्यास चेकलिस्ट

डिज़ाइन

  • सभी पर्यावरणीय और परिचालन पैरामीटर परिभाषित करें।.
  • सील के प्रकार को वैक्यूम क्लास और संदूषण सहनशीलता के अनुसार मिलाएँ।.
  • जहाँ भी संभव हो, गतिशील सीलिंग को न्यूनतम करें।.
  • डिज़ाइन में सेवायोग्यता को शामिल करें।.

स्थापना

  • सतहों को बारीकी से साफ करें।.
  • टॉर्क और फ्लैंग संरेखण को नियंत्रित करें।.
  • सील की स्थिति और स्थिति की जांच करें।.
  • हीलियम लीक टेस्ट करें और परिणाम दर्ज करें।.

संचालन

  • दबाव, तापमान और कंपन के रुझानों की निगरानी करें।.
  • समय के साथ ट्रैक सील के प्रदर्शन को ट्रैक करें।.
  • बैरियर गैस प्रणालियों को स्थिर और स्वच्छ रखें।.
  • संचालन संबंधी स्वच्छता बनाए रखें।.

रखरखाव

  • इलास्टोमर्स के लिए निवारक प्रतिस्थापन अनुसूची करें।.
  • महत्वपूर्ण सीलों के लिए पूर्वानुमानित तकनीकों का उपयोग करें।.
  • रखरखाव क्रियाओं और रिसाव दरों का दस्तावेजीकरण करें।.
  • भविष्य की विश्वसनीयता में सुधार के लिए विफलता विश्लेषण करें।.

16.6 अंतिम विचार

वैक्यूम सीलिंग पंपों, वाल्वों, या कक्षों से गौण प्रतीत हो सकती है — लेकिन वास्तव में, यह वह आधार है जिस पर अन्य सभी प्रदर्शन निर्भर करते हैं।. एक उत्कृष्ट वैक्यूम सील:

  • अनियमित प्रक्रिया रुकावटों को समाप्त करता है।.
  • कम पंपिंग प्रयास के साथ उच्च वैक्यूम प्रदर्शन का समर्थन करता है।.
  • लंबी सिस्टम अपटाइम और कम रखरखाव लागत को सक्षम करता है।.
  • सुरक्षा, उत्पाद की गुणवत्ता और नियामक अनुपालन को बढ़ाता है।.

इस गाइड में विस्तार से दिए गए सिद्धांतों और उपकरणों को लागू करके — से सामग्री चयन के लिए पूर्वानुमानात्मक निगरानी — आप हासिल कर सकते हैं स्थिर, कुशल और टिकाऊ वैक्यूम सीलिंग प्रदर्शन.

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