Cinco cosas que debe saber sobre el trabajo con alta tensión y ultraalta tensión 17 de agosto de 2020
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Cuando se trabaja con sistemas de alto vacío (HV) y ultra alto vacío (UHV), hay aspectos específicos que se deben tener en cuenta para garantizar que sigan siendo eficientes y seguros.
¿Qué son las condiciones de alto vacío (HV) y ultra alto vacío (UHV)?
- Los rangos de presión de alta tensión son aquellos entre 10 x 10-3 y 10 x 10-7 mbar.
- Los rangos de presión UHV son aquellos entre 10 x 10-7 y 10 x 10-12 mbar.
Al igual que con todos los sistemas de vacío, las normas, reglas y protocolos establecidos que rigen los factores y asuntos relacionados con el vacío deben revisarse y rediseñarse con frecuencia.
Los usuarios deben:
- Compruebe los niveles de vacío
- Revise la configuración de la bomba
- Realizar controles de seguridad
- Evaluar los métodos de medición
- Se someten a procesos de detección de fugas
Aplicaciones
Las aplicaciones de alta tensión incluyen:
- Procesos metalúrgicos
- Física nuclear
- Simulaciones de espacio
- Instrumentos analíticos
Las aplicaciones de UHV incluyen:
- Análisis de superficie
- Física de alta energía
- Epitaxia de haz molecular (MBE)
Factores a tener en cuenta a la hora de crear condiciones HV y UVH
Consideraciones de eficiencia
Los usuarios deben realizar una evaluación cuidadosa del diseño, los materiales y el estado del sistema de vacío para identificar las áreas problemáticas. La eficiencia de los sistemas de vacío HV y UHV se puede mejorar siguiendo varias prácticas recomendadas:
- Minimice el área de superficie interna de la cámara.
- Soldar sólo desde el interior.
- Utilice bajas tasas de desorción/desgasificación.
- Pretrate los materiales, por ejemplo, sometiendolos a un electropulido.
- Compruebe si hay espacios internos o volúmenes atrapados, como agujeros ciegos roscados.
- Utilizar juntas metálicas.
- Reduzca el número de sellos y pasos.
Desgasificación
La desgasificación es el proceso de liberación de gas que se ha disuelto, atrapado o absorbido en algún material. Para crear y mantener limpios los entornos de vacío HV y UHV, los usuarios deben supervisar cuidadosamente la desgasificación.
La desgasificación suele producirse cuando los materiales que no suelen considerarse absorbentes liberan suficientes moléculas como para interferir con los procesos de vacío industriales o científicos. Entre las fuentes comunes de desgasificación se incluyen:
- Humedad
- Selladores
- Lubricantes
- Pegamentos
- Impurezas metálicas
- Grietas en el cristal
La limpieza de superficies, el calentamiento de componentes individuales o la realización de un horneado pueden expulsar partículas volátiles.
Carga de gas
En condiciones HV y UHV, los niveles de desgasificación y desgasificación deben mantenerse lo más bajos posible.
La minimización de las superficies efectivas reduce el impacto de la desgasificación. Cuanto mayor sea la superficie, mayor será la desgasificación y mayor la presión del sistema.
¿Cómo conozco mis condiciones de funcionamiento?
Un analizador de gases residuales (RGA) es un pequeño espectrómetro de masas cuadrupolo, diseñado normalmente para el análisis ambiental, el control de procesos y la supervisión de la contaminación en sistemas de vacío. Los RGA pueden supervisar la calidad del vacío detectando (y midiendo) trazas minúsculas de impurezas en un entorno gaseoso de baja presión.
Los RGA suelen montarse directamente en la cámara de vacío. Los RGA realizan varias funciones que serían difíciles de obtener con otros métodos, entre las que se incluyen: el análisis de varias reacciones en fase gaseosa, el control de los cambios que se producen en cualquier entorno gaseoso, la detección de fugas de vacío y la comprobación de los controladores de flujo másico.
Consideraciones para la selección de la bomba
Hay muchos tipos de bombas capaces de producir presión de vacío HV y UHV, y la mayoría de las aplicaciones requieren que varias bombas trabajen juntas. Sin embargo, combinar diferentes tipos de bombas de vacío para optimizar el rendimiento no siempre es una cuestión sencilla.
Varios factores influyen en la elección de las bombas, como:
- Ruido y vibración
- Costes iniciales y corrientes
- Tolerancia a la contaminación
- Huella
- Requisitos de mantenimiento
- Resistente a impactos
Opciones de bomba
Las opciones de bombas previas incluyen:
Las principales opciones de bomba secundaria capaces de niveles HV y UHV incluyen:
- Bombas turbomoleculares
- Bombas de difusión
- Bomba criogénica
- Bombas de iones
- Bombas de sublimación de titanio
- Bombas getter no evaporables
Estas bombas producen condiciones de vacío evacuando, capturando o atando rápidamente moléculas de gas.
Comprender los tipos de bombas
Cada tipo de bomba tiene ventajas y desventajas únicas, lo que añade complejidad al proceso de selección.
Por ejemplo, las ventajas de las bombas turbomoleculares incluyen:
- Funcionamiento cinético y sencillo
- Poco mantenimiento
- Funcionamiento sin hidrocarburos
Las desventajas incluyen:
- Piezas móviles que generan vibraciones
- Velocidad de bombeo reducida para gases ligeros
- Sensibilidad a impactos mecánicos
- Contaminación por partículas
Los compradores deben someterse a un proceso de comparación similar para cada tipo de bomba con el fin de tomar una decisión informada.
Resumen
Al crear condiciones HV y UHV, es crucial tener en cuenta estos tres factores: eficiencia, consideraciones sobre las condiciones de trabajo y selección de la bomba.
Si la selección le resulta difícil, eche un vistazo a nuestra publicación en el blog ¿Cómo sé qué bomba de vacío es la adecuada para mí?
Con la ayuda de recursos como estos, un enfoque que se centre en los elementos clave de las consideraciones sobre las condiciones de trabajo, la eficiencia y la selección de la bomba le mantendrá en el camino para ofrecer un rendimiento óptimo y condiciones fiables de alta y alta tensión.
Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
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