Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf

ково хорошо противостоят растворителям. Наиболее универсальным является сорт ИРП-2043, маслобензостойкий, термостойкий, обладающий хорошими уплот­ няющими свойствами.

Резина сорта 9024: черная, маслостойкая, значитель­ но более твердая, чем резина 7889, обладает примерно вдвое меньшим газовыделением. Она выпускается толь­ ко в виде пластин (табл. 3-6) по тем же ТУ, что и ре­ зина сорта 1015, отличающаяся меньшей прочностью, но несколько большей маслостойкостью, чем сорт 9024.

Для устройств, прогреваемых до температуры 200 °С, в качестве уплотнителей могут применяться прокладки из резины сорта ИРП-2043, если к этим устройствам не предъявляется требования особой чистоты остаточной среды. При нагреве резины ИРП-2043 выделяются глав­ ным образом азот, водород, пары воды, углекислый газ и очень малое количество низкомолекулярных углево­ дородов.

По своим физико-механическим свойствам резина ИРП-2043, изоготовляемая на основе фтористого каучу­ ка, довольно близка к зарубежному эластомерному ма­ териалу «Витон».

В западноевропейской и американской высоковакуум­ ной технике получили распространение бутиловая рези­ на, которая, судя по литературным данным [Л. 17], является сейчас лучшим из упругих прокладочных мате­ риалов, и фтористый эластомер «Витон» (сорта А и В), имеющий несколько большее газовыделение, но, вероят­ но, более термостойкий, чем бутиловая резина.

3-5. ПАСТЫ, ЗАМ АЗКИ , ЗАСТЫ ВАЮ Щ ИЕ УПЛОТНИТЕЛИ

Как указывалось ранее, форвакуумное оборудование, арма­ тура и аппараты, работающие при низком вакууме, не так чувстви­ тельны к очень малым течам или собственному газовыделению уплот­ нителей, как высоковакуумные установки. Поэтому сборка форвакуумных насосов, например, производится с уплотнением стыковых поверхностей высококачественными лаками (глифталевым, шеллач­ ным) или термостойкими герметиками (материал ФКС, материал ТГ-18, материал ВГК-18 № 2) [Л. 13]. С помощью этих материалов могут герметизироваться и форвакуумные трубопроводы, если они отделены от высоковакуумной системы соответствующими высокова­ куумными вентилями или затворами.

В некоторых случаях, главным образом при испытаниях еще не­ готовых высоковакуумных установок, встречается необходимость вре­ менно (на один раз) достигнуть вакуумной герметичности хотя бы и не вполне надежными средствами, но с малой затратой времени и

59

при сравнительно низком предельном вакууме (10-4—'10~5 ммрт.ст.). Для этих целен, а также для временного, аварийного устранения отдельных, единичных течей в процессе эксплуатации высэковакуумных установок 'применяются вакуумные пасты (смазки), замазки и застывающие уплотнители (заливочные массы).

Некоторые авторы упоминают о них, как о монтажных эксплуа­ тационных материалах, н даже считают их для некоторых конструк­ ций единственным средством получения необходимой герметичности. Это справедливо только для притертых пробковых крапов из стекла. Считаем необходимым предостеречь наших читателей от соблазна применять эти материалы и для других вакуумных устройств в по­ стоянной практике. При современном состоянии последней следует прибегать к ним только в единичных случаях как к временной мере ц считать состояние аппарата, в котором применены эти материалы, нерабочим или требующим ремонта, так как их собственное газопыделение слишком велико.

Для временного улучшения прилегания резиновых уплотнителей

Главными составляющими частями ее являются каучук (нату­ ральный) и вазелин, для более густых сортов пасты добавляется па­ рафин (три части каучука, 10 частей вазелина, две части парафина). Паста варится при 100—150 °С длительное время при интенсивном перемешивании до получения вполне однородной клееобразной мас­ сы [Л. 18].

Для лучшего уплотнения резиновые прокладки смазываются лег­ ким слоем такой пасты с обеих сторон. При этом возможно уплотне­ ние и грубо (не ниже третьего класса чистоты) обработанных стыко­ вых поверхностей. Так же уплотняют и соединения резиновых шлан­ гов с металлическими или стеклянными трубками: конец шланга слегка смазывается изнутри пастой н плотно надевается на трубку.

Для временной ликвидации отдельных течей в металле (трещин, раковин) употребляются вакуумные замазки типа пластилина, состоя­ щие обычно из вязких нефтяных масел или остатков перегонки ва­ куумных масел и 50—60% нейтральных наполнителей (инфузорной земли и т. п.). Они выпускаются по ВТУ № 452-53.

Для герметического соединения па короткое время металла со стеклом или заделки трещин п стекле применяются застывающие уплотнители, т. е. термопластичные заливочные массы, плавящиеся или сильно размягчающиеся при температурах 50—90 °С и застываю­ щие при комнатной температуре.

В качестве такого уплотнителя используют так называемую мен­ делеевскую замазку, состоящую из сплавленных с порошкообразными наполнителями канифоли н воска. Наполнителями могут служить пемза, асбест, мумия.

На той же основе канифоли и воска составляется и пицеин, пла­ вящийся при температуре 60—90 С'С и быстро застывающий при ком­ натной температуре.

3-6. КЛЕИ

Для форвакуумных систем в ряде случаев выгодно приме­ нять склеенные детали и даже узлы, так как современная химия предложила ряд высокопрочных, клеящих металл и пластмассы, со-

60

ставов, часть которых обладает термостойкостью, не меньшей, чем оловянно-свинцовые припои. Многие из выпускаемых сейчас клеев достаточно устойчивы против разбавленных кислот, бензина, мине­ ральных масел и щелочен.

Феноло-поливинилацетатные клеи марок БФ-2, БФ-4, ВС-ЮТ представляют собой композиции, дающие соединения металлов с пре­ делами прочности при сдвиге 170—220 кгс/см2, а при равномерном отрыве 320—600 кгс/см2. Клен марки ВС-ЮТ пригоден и для склеива­

чительно менее теплостойки, но они маслобензостойки. Например, действие бензина на соединение, выполненное клеем БФ-2, даже за 500 ч вызьщает снижение прочности всего на 3—5%.

Эпоксйдные клеи марок Л-4, ВК-9 и КЛН-1 отверждаются при комнатной температуре. Эти клеи готовят на месте потребления, так как срок их жизни до отвердения 45—120 мин. Эпоксидные гелей нетермостойкн.

Кремнийорганические клеи отличаются большей термостойкостью. Для склеивания металлоз применяются клеи марок ВК-2 и ВК-8. Клей ВК-2 при нагреве до 300 °С теряет 20% прочности. Техническая характеристика кремнийорганичеоких клеев приведена ниже.

Кремнипоргаипческий клей марки МАС-1 используется при соеди­ нении вулканизированной иолисююксановой резины е металлом. Он смешивается с отвердптелем (перекисьбензоила) перед употребле­ нием. Выдерживает длительно нагрев до 250 °С.

Карбинольный клей с отвердптелем (перекись бензоила) может применяться для склеивания стали, чугуна, алюминия, цинка, стекла, керамики, мрамора, слюды, многих пластмасс. Он интересен тем, что его прочность в соединениях почти одинакова как на сдвиг, так и на отрыв. Не рекомендуется склеивать карбинольным клеем медь и ее сплавы, органическое стекло, резину. Карбинольный клей не термо­ стоек (не выше 60 °С), хрупок при ударах, маслостоек.

Существует и еще целый ряд подобных клеев. Все они при склеивании требуют чрезвычайно тщательной подготовки соединяе­

30 мин до нескольких часов или в течение десятков часов при темпе­ ратурах 70—100 °С.

3-7. ВАКУУМНЫЕ М А С Л А

Механические форвакуумные насосы, а также высокова­ куумные диффузионные масляные насосы могут работать только на «■.пециальиых сортах высококачественного вакуумного масла.

61

Для механических форвакуумпых itacocon требуется масло с вы­ соком термоокиелптелыюй стойкостью, высоком сопротивляемостью осмолпваишо, не содержащее самых легких и самых тяжелых фрак­ ций, с температурой вспышки не ниже 200 °С. Этим данным в основ­ ном соответствует масло .марки ВМ-4, ГОСТ 7903-56. Кинематическая вязкость его (по ГОСТ 33-53) лежит в пределах '17—57 лР/сек при температуре 50 °С.

Требования, предъявляемые к маслам для бустериых и высоко­ вакуумных масляных диффузионных насосов, много сложнее. Для обеих категорий насосов масла должны обладать следующими каче­ ствами: высокой термической н термоокиелптелыюй стойкостью; вы­ соким давлением пара в кипятильнике насоса при возможно низких рабочих температурах; максимальной однородностью фракционного состава; химической инертностью по отношению к конструкционным материалам насосов.

Помимо того, масла для высоковакуумных насосов должны иметь напнизшую упругость пара при комнатной температуре, в то время как для бустерного масла эта упругость лишь не должна превышать 1 • 10-5 мм рт. ст. Высоковакуумные масла должны обладать наи­ меньшей способностью растворять в себе газы [Л. -19].

Отечественная промышленность выпускает несколько сортов ми­ неральных вакуумных масел: масло для вспомогательных (бустер­ иых) пароструйных насосов по ГОСТ 9184-59 и масла ВМ-1, ВМ-2, ВМ-5 для высоковакуумных диффузионных насосов.

Кроме того, в высоковакуумных насосах применяются в качестве рабочей жидкости и сложные эфиры фталевой и себациновой кислот, а также полифениловые эфиры.

Эфиры ОФ (фталиевой кислоты) и ОС (себациновой кислоты) позволяют достигать при помощи диффузионных насосов предельно­ го вакуума порядка 10~8—10-7 мм рт. ст.

Полифениловые эфиры отличаются особой однородностью. При их использовании в соответствующем оборудовании возможно дости­ жение предельного вакуума 5- 10-10 мм рт. ст. [Л. 19].

Масла на основе кремннйорганнческих соединений (марки: ПЭС-В-1; ПЭС-В-2; ПФМС-2/5Л; ФМ-1) обладают рядом несомнен­ ных преимуществ по сравнению с минеральными маслами и эфира­ ми, особенно по термоокнелнтельной стойкости; так, например, наи­

куум, как и полифениловые эфиры, 5- 10-10 мм рт. ст.

Глава четвертая

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ И ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ВАКУУМЕ

4-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Известно, что нет конструкционных материалов абсолютно газонепроницаемых, так же. как нет и материа­ лов, хотя бы в какой-то мере не насыщенных газами и

62