5 dingen die je moet weten over werken onder HV & UHV 17 augustus 2020

• HV-drukbereiken liggen tussen 10 x 10 ^-3 en 10 x 10 ^-7 mbar. 
• UHV-drukbereiken liggen tussen 10 x 10 ^-7 en 10 x 10 ^-12 mbar.

Net als bij alle vacuümsystemen moeten de vastgestelde normen, regels en protocollen die van toepassing zijn op vacuümfactoren en -kwesties regelmatig opnieuw worden onderzocht en aangepast. 

Gebruikers moeten routinematig:

• Controleer vacuümniveaus
• Controleer de pompinstelling
• Veiligheidscontroles uitvoeren
• Meetmethoden evalueren
• Ondergaan lekdetectieprocessen

Tot de HV-toepassingen behoren:

• Metallurgische processen
• Nucleaire natuurkunde
• Ruimtesimulaties
• Analytische instrumenten

Tot de UHV-toepassingen behoren:

• Oppervlakteanalyse
• Fysica met hoge energie 
• Moleculaire-straalepitaxie (MBE)

Gebruikers moeten het ontwerp, de materialen en de toestand van het vacuümsysteem zorgvuldig beoordelen om probleemgebieden te identificeren. De efficiëntie van HV- en UHV-vacuümsystemen kan worden verbeterd door de volgende best practices te volgen:

• Minimaliseer het interne oppervlak van de kamer.
• Alleen van binnen lassen.
• Gebruik lage desorptie-/uitgassingssnelheden. 
• Materiaal voorbehandelen – bijvoorbeeld elektrolytisch polijsten.
• Controleer op interne openingen of ingesloten volumes, zoals blinde gaten met schroefdraad. 
• Gebruik metalen afdichtingen.
• Verminder het aantal afdichtingen en doorvoeren. 

Uitgassen is het proces waarbij gas vrijkomt dat is opgelost, opgesloten of geabsorbeerd in een materiaal. Om schone HV- en UHV-vacuümomgevingen te creëren en in stand te houden, moeten gebruikers de uitgassing zorgvuldig controleren.  

Uitgassing treedt gewoonlijk op wanneer materialen die gewoonlijk niet als absorberend worden beschouwd, voldoende moleculen afgeven om industriële of wetenschappelijke vacuümprocessen te verstoren. Veelvoorkomende bronnen van uitgassen zijn:

• Vocht
• Afdichtingsmateriaal 
• Smeermiddelen
• Kleefmiddelen
• Metaalverontreiniging
• Glasbreuk 

Het reinigen van oppervlakken, het opwarmen van afzonderlijke componenten of het uitvoeren van een uitbakken kan vluchtige stoffen wegdrijven. 

Onder HV- en UHV-omstandigheden moeten de uitgassings- en ontgassingsniveaus zo laag mogelijk worden gehouden. 

Het minimaliseren van effectieve oppervlakken vermindert de impact van uitgassen. Hoe groter het oppervlak, hoe groter de uitgassing en hoe hoger de systeemdruk. 

Een restgasanalyser (RGA) is een kleine vierpolige massaspectrometer die doorgaans is ontworpen voor omgevingsanalyse, procesregeling en bewaking van verontreinigingen in vacuümsystemen. RGA's kunnen de kwaliteit van het vacuüm bewaken door de kleinste sporen van onzuiverheden in een gasomgeving met lage druk te detecteren (en te meten).  
 
RGA's worden gewoonlijk direct op en in de vacuümkamer gemonteerd. RGA's voeren verschillende functies uit die met andere methoden moeilijk te verkrijgen zouden zijn, waaronder: de analyse van verschillende gasfasereacties, het bewaken van veranderingen die zich in een gasomgeving voordoen, het detecteren van vacuümlekken en het controleren van massastroomregelaars. 

Er zijn veel soorten pompen die HV- en UHV-vacuümdruk kunnen produceren en voor de meeste toepassingen zijn meerdere pompen nodig die samenwerken. Het koppelen van verschillende soorten vacuümpompen om de prestaties te optimaliseren is echter niet altijd eenvoudig. 

Verschillende factoren zijn van invloed op de keuze van pompen, zoals:

• Geluid en trillingen
• Initiële en lopende kosten
• Verontreinigingstolerantie
• Voetafdruk
• Onderhoudsvereisten
• Schokbestendigheid 

Opties voor voorpompen zijn onder meer:

• Membraanpompen
• Scrollpompen
• Meertraps stuwpompen
• Schroefpompen

De belangrijkste secundaire pompopties die geschikt zijn voor HV- en UHV-niveaus zijn: 

• Turbomoleculaire pomp
• Diffusiepompen
• Cryogene pompen
• Ionen-getterpompen
• Titanium sublimatiepompen
• Niet-verdampende getterpompen

Deze pompen creëren vacuümomstandigheden door gasmoleculen snel te evacueren, op te vangen of vast te houden.

Elk pomptype heeft unieke voor- en nadelen, wat het selectieproces complexer maakt.

Voordelen van turbomoleculaire pompen zijn bijvoorbeeld:

• Eenvoudige bediening
• Onderhoudsarm
• Koolwaterstofvrije werking

Nadelen zijn onder meer:

• Trillingveroorzakende bewegende delen
• Verlaagde pompsnelheid voor lichte gassen
• Gevoeligheid voor mechanische schokken
• Deeltjesverontreiniging

Kopers moeten voor elk pomptype een soortgelijk vergelijkingsproces doorlopen om een weloverwogen beslissing te nemen. 

Bij het creëren van HV- en UHV-condities is het cruciaal om rekening te houden met deze drie factoren: efficiëntie, overwegingen met betrekking tot de werkomstandigheden en pompselectie.

Als u het moeilijk vindt om de juiste vacuümpomp te kiezen, bekijk dan onze blogpost, Hoe weet ik welke vacuümpomp voor mij geschikt is?

Met behulp van dergelijke hulpmiddelen kunt u met een aanpak die zich richt op de belangrijkste elementen van overwegingen met betrekking tot de werkomstandigheden, efficiëntie en pompselectie maximale prestaties en betrouwbare HV- en UHV-condities leveren.

Mocht u nog vragen hebben, neem dan gerust contact met ons op.