真空泵的相關(guān)知識(shí)你知道多少以及閥體鍛件制造工藝介紹

2021/03/08

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       真空，是指在給定的空間內(nèi)，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(duì)于各種泵的性能都有規(guī)定的測(cè)試方法來(lái)檢驗(yàn)，主要參數(shù)有：
1、極限真空（通常稱為真空度）：將真空泵與檢測(cè)容器相連，放入待測(cè)的氣體后，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)抽氣，當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓力不再下降而維持某一定值時(shí)，此壓力稱為泵的極限真空。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(nèi)流過(guò)的氣體體積。
傳統(tǒng)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(rùn)滑機(jī)油，介質(zhì)氣體內(nèi)會(huì)含有大量油霧。
隨著儀器儀表工業(yè)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)保的要求，各國(guó)的微型無(wú)油真空泵應(yīng)運(yùn)而生，普遍有以下規(guī)律：
泵的價(jià)格和真空度指標(biāo)密切相關(guān)。真空度指標(biāo)是各國(guó)生產(chǎn)商努力追求的主要指標(biāo)，它反應(yīng)了相應(yīng)的機(jī)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(rùn)的重要手段。要提高真空度指標(biāo)，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(yuǎn)遠(yuǎn)大于真空度指標(biāo)的增幅。當(dāng)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(rèn)真考慮真空度指標(biāo)、抽氣速率指標(biāo)、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(duì)工作環(huán)境的清潔條件、溫度參數(shù)、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(duì)于真空度的標(biāo)識(shí)通常有兩種方法，一是用壓力（即：真空度）標(biāo)識(shí)，二是用相對(duì)壓力（即：相對(duì)真空度）標(biāo)識(shí)。
所謂 壓力 是指，真空泵與檢測(cè)容器相連，經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間連續(xù)抽氣后，容器內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降而維持某一定值，這時(shí)容器內(nèi)的氣體壓力值就是泵的壓力。如果容器內(nèi)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(cè)量，在20℃、海拔高度＝0的地方，儀表的初始值為101.325KPa。 相對(duì)真空度是指被測(cè)對(duì)象的壓力與測(cè)量地點(diǎn)大氣壓的差值。用普通真空表測(cè)量。在沒(méi)有真空的狀態(tài)下，表的初始值為0。當(dāng)測(cè)量真空時(shí)，它的值介于0到－101.325KPa（一般用負(fù)數(shù)表示）之間。比如，測(cè)量值為－30KPa，則表示泵可以抽到比測(cè)量地點(diǎn)的大氣壓低30KPa的真空狀態(tài)。同一臺(tái)泵在不同的地點(diǎn)測(cè)量，其相對(duì)壓力值可能是不同的，因?yàn)椴煌瑴y(cè)量地點(diǎn)的大氣壓是不同的，這是各地的海拔高度、溫度等不同客觀條件造成的。國(guó)際真空行業(yè)通用的、也是zui科學(xué)的是用壓力標(biāo)識(shí)；由于測(cè)量相對(duì)真空度的方法簡(jiǎn)便、測(cè)量?jī)x器非產(chǎn)普遍、容易買到且價(jià)格便宜，因此它也得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，理論上二者是可以相互換算的。換算方法如下：壓力＝測(cè)量地點(diǎn)的氣壓－相對(duì)壓力
三、關(guān)于微型真空泵與氣體采樣泵的區(qū)別
1、通常我們把能產(chǎn)生負(fù)壓的小體積泵都稱作 微型真空泵，但在產(chǎn)品選型時(shí)卻要嚴(yán)格區(qū)分。
2、真正意義上的微型真空泵（如PK、PC系列等），是可以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)密閉容器抽真空的泵，它可以帶動(dòng)較大的負(fù)載。而氣體取樣泵（如PM、PB系列等，詳見(jiàn) ）工作時(shí)泵腔內(nèi)外的壓差較小，所以它帶的負(fù)載是很小的。就是因?yàn)閷?duì)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(duì)隔膜和電機(jī)都有很高的要求。對(duì)這兩個(gè)主要零件而言，疲勞強(qiáng)度、可靠性、壽命等技術(shù)指標(biāo)都是要求在帶負(fù)載的條件達(dá)標(biāo)，而不同于氣體采樣泵只要求在極輕載荷下達(dá)標(biāo)（試驗(yàn)證明，負(fù)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(shì)必得到很高的可靠性、更長(zhǎng)的壽命，但成本偏高；如果把氣體采樣泵用在負(fù)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(shì)。選型時(shí)向技術(shù)部門咨詢清楚，以便兼顧成本和性能。有些氣體采樣泵也能達(dá)到較好的真空度和流量指標(biāo)。但是，達(dá)到這個(gè)技術(shù)指標(biāo)和能在這個(gè)指標(biāo)下長(zhǎng)時(shí)間可靠工作是兩回事。比如，某微型泵，能達(dá)到30KPa的真空度，那么當(dāng)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(dá)到的指標(biāo)和它能可靠工作的指標(biāo)是不一樣的，請(qǐng)購(gòu)買時(shí)一定向制造商或經(jīng)銷商確認(rèn)。

用于特殊工況的閥體鍛件其使用安全等級(jí)為核一級(jí), 質(zhì)保一級(jí), 設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)30 年。因此要求閥體用高性能不銹鋼鍛件, 應(yīng)該具有高純度、低缺陷、低偏析、細(xì)晶粒和優(yōu)良的高溫機(jī)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(xiàn)有奧氏體鋼的力學(xué)性能無(wú)法滿足制造工藝的技術(shù)要求, 所以研究其制造工藝是非常重要的。

閥體鍛件對(duì)鋼的化學(xué)成分有嚴(yán)格的要求。選用鎳板的鈷含量應(yīng)< 01050 % , 對(duì)基本爐料嚴(yán)格控制微量元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As〔1〕, 以保證鋼的高溫強(qiáng)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(zhuǎn)入VOD 爐精煉。冶煉中, 真空缶的壓力為0113 ×103 ～012 ×103Pa,根據(jù)不同熔煉期碳含量變化相應(yīng)調(diào)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(yīng), 使鋼液中的[ C] 小于 0104 % , 鋼液中的氮隨著氬氣泡的形成而一同逸出鋼液, 從而達(dá)到降氮效果。用氧濃差電極測(cè)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(jié)束時(shí)鋼液中加入鋁終脫氧, 經(jīng)15min 脫氧后測(cè)定鋼液中 [O] 含量是為01002 %。在VOD 爐冶煉中達(dá)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(hù)與濾渣相關(guān)措施鑄成4t 重的八角錠。對(duì)VOD 爐冶煉的鋼錠取樣分析, 鋼錠的化學(xué)成分滿足工藝要求。

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(dāng)很容易在相界產(chǎn)生內(nèi)部裂紋而使鍛件報(bào)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(yàn), 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(jié)晶工藝, 使鍛造中產(chǎn)生的大量位錯(cuò)得以保留, 為獲得均勻的組織和細(xì)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(yīng)對(duì)鋼中間隙元素 C、N 和O 加以限制。在澆注時(shí)采取防護(hù)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(yàn)證了冶金工藝和鍛造工藝的合理性。