真空,是指在給定的空間內,壓力低于101325Pa的氣體狀態(tài)。在真空狀態(tài)下,氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來(lái)表示,顯然,該壓力值越小則表示氣體越稀薄。工業(yè)上有各種各樣的真空泵,對于各種泵的性能都有規定的測試方法來(lái)檢驗,主要參數有:
1、極限真空(通常稱(chēng)為真空度):將真空泵與檢測容器相連,放入待測的氣體后,進(jìn)行長(cháng)時(shí)間連續抽氣,當容器內的氣體壓力不再下降而維持某一定值時(shí),此壓力稱(chēng)為泵的極限真空。該值越小則表明越接近理論真空。
2、抽氣速率:在真空泵的吸氣口處,單位時(shí)間內流過(guò)的氣體體積。
傳統工業(yè)用真空泵體積普遍很大,而且泵的工作需要特殊的真空泵油和潤滑機油,介質(zhì)氣體內會(huì )含有大量油霧。
隨著(zhù)儀器儀表工業(yè)的發(fā)展以及人們對環(huán)保的要求,各國的微型無(wú)油真空泵應運而生,普遍有以下規律:
泵的價(jià)格和真空度指標密切相關(guān)。真空度指標是各國生產(chǎn)商努力追求的主要指標,它反應了相應的機械加工、密封技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的整體實(shí)力,也是生產(chǎn)商獲取利潤的重要手段。要提高真空度指標,就必須有更高的密封條件,因此就需要采用尺寸更、材料性能更優(yōu)異的零部件,于是生產(chǎn)成本就大幅度提高了。而且價(jià)格的增幅遠遠大于真空度指標的增幅。當然,抽氣速率的提高也會(huì )引起價(jià)格的攀升,但其增幅不大。因此,選擇微型真空泵時(shí)需要認真考慮真空度指標、抽氣速率指標、自己的使用情況等,這樣才能地兼顧使用性能和成本。
高真空度的微型泵由于采用了非常精密的密封零件,因此它對工作環(huán)境的清潔條件、溫度參數、介質(zhì)成分等均有更高的要求。
振動(dòng)和噪音。泵的抽氣速率和真空度越高,振動(dòng)和噪音也越大。
二、真空度單位解釋
對于真空度的標識通常有兩種方法,一是用壓力(即:真空度)標識,二是用相對壓力(即:相對真空度)標識。
所謂 壓力 是指,真空泵與檢測容器相連,經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間連續抽氣后,容器內的壓力不再繼續下降而維持某一定值,這時(shí)容器內的氣體壓力值就是泵的壓力。如果容器內沒(méi)有氣體,那么壓力就是零,這是理論真空狀態(tài)。在實(shí)際情況中,真空泵的壓力值介于0~101.325KPa之間。壓力值需要用壓力儀表測量,在20℃、海拔高度=0的地方,儀表的初始值為101.325KPa。 相對真空度是指被測對象的壓力與測量地點(diǎn)大氣壓的差值。用普通真空表測量。在沒(méi)有真空的狀態(tài)下,表的初始值為0。當測量真空時(shí),它的值介于0到-101.325KPa(一般用負數表示)之間。比如,測量值為-30KPa,則表示泵可以抽到比測量地點(diǎn)的大氣壓低30KPa的真空狀態(tài)。同一臺泵在不同的地點(diǎn)測量,其相對壓力值可能是不同的,因為不同測量地點(diǎn)的大氣壓是不同的,這是各地的海拔高度、溫度等不同客觀(guān)條件造成的。國際真空行業(yè)通用的、也是zui科學(xué)的是用壓力標識;由于測量相對真空度的方法簡(jiǎn)便、測量?jì)x器非產(chǎn)普遍、容易買(mǎi)到且價(jià)格便宜,因此它也得到廣泛應用。當然,理論上二者是可以相互換算的。換算方法如下:壓力=測量地點(diǎn)的氣壓-相對壓力
三、關(guān)于微型真空泵與氣體采樣泵的區別
1、通常我們把能產(chǎn)生負壓的小體積泵都稱(chēng)作 微型真空泵,但在產(chǎn)品選型時(shí)卻要嚴格區分。
2、真正意義上的微型真空泵(如PK、PC系列等),是可以長(cháng)時(shí)間對密閉容器抽真空的泵,它可以帶動(dòng)較大的負載。而氣體取樣泵(如PM、PB系列等,詳見(jiàn) )工作時(shí)泵腔內外的壓差較小,所以它帶的負載是很小的。就是因為對帶載能力的要求不同,造成微型真空泵與氣體采樣泵所選用的零配件有很大的差別。
3、微型真空泵對隔膜和電機都有很高的要求。對這兩個(gè)主要零件而言,疲勞強度、可靠性、壽命等技術(shù)指標都是要求在帶負載的條件達標,而不同于氣體采樣泵只要求在極輕載荷下達標(試驗證明,負載稍大氣體采樣泵就容易損壞)。因此,兩種微型泵的成本差別很大。
4、綜上所述,如果把微型真空泵用于氣體采樣,勢必得到很高的可靠性、更長(cháng)的壽命,但成本偏高;如果把氣體采樣泵用在負載稍大的場(chǎng)合,可靠性壽命就、大打折扣,甚至無(wú)法正常工作,雖然它在成本上有較大優(yōu)勢。選型時(shí)向技術(shù)部門(mén)咨詢(xún)清楚,以便兼顧成本和性能。有些氣體采樣泵也能達到較好的真空度和流量指標。但是,達到這個(gè)技術(shù)指標和能在這個(gè)指標下長(cháng)時(shí)間可靠工作是兩回事。比如,某微型泵,能達到30KPa的真空度,那么當泵的抽氣口經(jīng)常處在這個(gè)真空度下時(shí),真空泵是否能可靠工作?因此,真空泵能達到的指標和它能可靠工作的指標是不一樣的,請購買(mǎi)時(shí)一定向制造商或經(jīng)銷(xiāo)商確認。
用于特殊工況的閥體鍛件其使用安全等級為核一級, 質(zhì)保一級, 設計使用壽命達30 年。因此要求閥體用高性能不銹鋼鍛件, 應該具有高純度、低缺陷、低偏析、細晶粒和優(yōu)良的高溫機械性能以及良好的耐蝕性, 同時(shí)具有一定比例的α相存在。但是, 現有奧氏體鋼的力學(xué)性能無(wú)法滿(mǎn)足制造工藝的技術(shù)要求, 所以研究其制造工藝是非常重要的。
閥體鍛件對鋼的化學(xué)成分有嚴格的要求。選用鎳板的鈷含量應< 01050 % , 對基本爐料嚴格控制微量元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As〔1〕, 以保證鋼的高溫強度和防止低熔點(diǎn)共晶相而引起的熱脆性。將電弧爐熔化后的鋼液轉入VOD 爐精煉。冶煉中, 真空缶的壓力為0113 ×103 ~012 ×103Pa,根據不同熔煉期碳含量變化相應調整氧的吹入量。氧的吹入量控制在600~400nm3/ h 。在鋼液中的碳接近0105 %時(shí)停止吹氧, 通入氬氣攪拌, 促進(jìn)鋼液中[C] 和[O ] 反應, 使鋼液中的[ C] 小于 0104 % , 鋼液中的氮隨著(zhù)氬氣泡的形成而一同逸出鋼液, 從而達到降氮效果。用氧濃差電極測定鋼中 [O] 含量為01038 % , 將造渣材料CaO、CaF 和還原劑Si - Ca 先后加入鋼液中, 在還原結束時(shí)鋼液中加入鋁終脫氧, 經(jīng)15min 脫氧后測定鋼液中 [O] 含量是為01002 %。在VOD 爐冶煉中達到了降碳脫氧和去除鋼液中氮的效果。在澆注中采用了防護與濾渣相關(guān)措施鑄成4t 重的八角錠。對VOD 爐冶煉的鋼錠取樣分析, 鋼錠的化學(xué)成分滿(mǎn)足工藝要求。
由于含鈦的奧氏體不銹鋼在澆注時(shí)鋼液的流動(dòng)性較差, 影響鋼錠的表面質(zhì)量, 也給鍛造帶來(lái)一定困難。閥體鍛件用的奧氏體不銹鋼要求具有4 %~ 12 %的α相, 由于α和γ兩種相的高溫形變抗力不同, 在鍛造過(guò)程中如果鍛造溫度和鍛比控制不當很容易在相界產(chǎn)生內部裂紋而使鍛件報廢。所以選擇合理的鍛造溫度與鍛比尤為重要。
經(jīng)過(guò)大量的試驗, 研制出高性能的 0Cr18Ni10Ti 鋼制造的閥體鍛件, 該鍛件由于采用形變與再結晶工藝, 使鍛造中產(chǎn)生的大量位錯得以保留, 為獲得均勻的組織和細小的晶粒創(chuàng )造了有利條件。另外, 在制造工藝中除了從原材料控制微量元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As 外, 應對鋼中間隙元素 C、N 和O 加以限制。在澆注時(shí)采取防護及濾渣等工藝防止氧化物的產(chǎn)生和夾雜物進(jìn)入鋼中, 保證了鍛件具有高純度和較高的綜合性能, 驗證了冶金工藝和鍛造工藝的合理性。