真空設備檢修三要素

一個真空設備，經過相當長時間的抽氣之后仍然達不到預期的真空度，可能是由于以下三個主要原因

引起的，真空測量、真空獲得和真空檢漏。

真空測量是真空設備眼睛，測量儀表使用好壞直接反映設備真空運行狀態。真空獲得是真空設備基

礎，真空獲得設備性能好壞直接影響真空設備極限真空度。真空檢漏是保證真空設備正常運行好壞重

要手段，換句話說：真空檢漏是真空獲得的保證。

以上三種因素中任何一個要素出問題時，真空設備真空獲得和維持都變得十分困難。要解決這個矛

盾，首先判斷出起主導作用的是什么因素，找到問題的所在，從而采取相應的措施加以解決。

下面淺談一下真空設備檢修三要素的方案：

2 真空測量

真空測量是指用特定的儀器、對某一真空設備空間內真空度高低的量度。因此真空測量儀表好壞直接

影響設備正常運行。真空計的種類很多，大體上可分真空計和相對真空計兩大類。凡通過測定物

理參數直接計出氣體壓強的真空計稱為真空計。通過測量與壓強有關物理量，并進行計算得到壓

強值的真空計稱為相對真空計。真空計精度較高，一般作為標準用，在實際生產中，大都使用相

對真空計。

在實際工作中，如何根據真空設備的要求選用合適的真空計，按以下幾個原則選用：

(1)所用真空計的測量范圍應比被測壓力范圍寬1—2數量級.

(2)對真空計度，重復性、可靠性的要求應滿足工藝要求。

(3)應注意真空計是否與被測氣體種類有關。

(4)應注意真空計是否有切換功能，讀數反應迅速與否。

(5)應注意真空規管安裝位置和環境的要求。

(6)真空計價格是否適宜以及該計是否易于維護等。

3 真空獲得

真空泵就是真空獲得設備是用來產生和維持真空的裝置。利用真空泵把一特定容器的氣體抽走，使該

容器中的壓強低于一個大氣壓，這就是真空獲得。

目前真空獲得所涉及的壓強范圍已有十幾個數量極。由于稀薄氣體分子在不同壓強范圍內氣體分子運

動特性不同，所以較寬量程壓力范圍內不可能用一種真空泵來獲得。

由于不同類型真空泵的工作原理不同，而各有其特點和工作范圍。比如有些泵可直接從大氣開始工

作，有些泵則必須借助前級泵才能工作。

下面列舉常用真空泵的應用特點：

(1)旋片真空泵：又稱機械真空泵屬于低真空泵類。它具有從大氣直接排氣的特性，既可以單獨使用，

也可作為高真空泵或超高真空泵的前級泵。

旋片泵的工作原理：是基于變容作用，用油來保持運動部件之間密封，靠機械的方法來密封的容積，

容積周期性增大、縮小，從而達到排氣的目的。所以旋片泵極限真空度下降，噪聲大，卡死等現象，

與油的質量和機械轉動有關。

(2)油擴散泵：油擴散泵是目前生產中zui常用的高真空泵，被廣泛用于真空電子器件的排氣車、真空冶

煉、真空熱處理、真空鍍膜與真空焊接等設備中。它的主要特點是在高真空下。對各種氣體都有很高

的抽速，使用維護都很方便，無機械運動，不易損壞，但不足之處不能單獨使用，必須有前級泵方可

工作。油擴散泵是一種蒸氣流泵，其工作原理利用蒸流的作用來將低密度氣體壓縮為較高密度使其達

到機械泵能夠作用氣體壓強范圍被抽走。由于油分子量是空氣分子量15～20倍，油分子能比空氣大一

個數量級，泵油在加熱情況形成每秒200m 定向運動的蒸氣流是油擴散泵關鍵。

由此看來，若要擴散泵正常工作：

a．擴散泵在加熱時必須有足夠大的蒸氣壓，而在冷卻后要有足夠低的蒸氣壓。

b．一定要有前級泵才能工作，因只有油蒸氣流密度遠大于空氣密度時才能形成高速氣流。

c．要有足夠的加熱功率，使油鍋內油迅速蒸發，通過噴嘴形成定向射流。

d．要有足夠的冷卻能力，使油蒸氣碰到泵壁時能很快地冷凝為液體返回油鍋，否則冷卻不夠產生反擴

散，降低真空度。

(3)分子泵：渦輪分子泵是靠高速轉子攜代氣體分子獲得超高真空的一種機械式真空泵，工作壓力范圍

為10-1～10-8pa，它具有抽速較大，抽速范圍很寬的特點，分子泵適用于要求清潔的高真空和超高真

空的設備上使用，但它不能直接對大氣排氣，需要配置前級泵、由于分子泵屬于分子動能泵在大氣壓

下啟動分子泵、分子密度過大、泵工作要發熱損壞。

4 真空檢漏

真空檢漏是真空獲得保證，它是檢測真空系統的漏氣部位及其大小的過程。漏氣是影響真空獲得和真

空維持的主要因素之一。

由于漏孔存在會抵消真空泵部分抽氣作用，延長抽氣時間，降低真空設備的極限真空。即使在動態情

況下能夠達到較高真空度，待與真空抽氣系統連接閥門關閉，靜態內部壓力會迅速上升，嚴重影響器

件的工作特性及壽命。

真空系統漏氣是的，不漏氣是相對的，對于動態真空系統，只要其平衡壓力能夠達到所要求的真

空度，這時即使存在著漏孔，也可以為該系統的漏率是容許的，動態真空系統的zui大容許漏率Q一應滿

足公式(1) Qmax≤ 1／1O PS 式中 P---系統工作壓力  S---系統的有效抽速

對于靜態真空系統，要求在一定時間內，其壓力維持在容許的壓力以，這時即使存在著漏孔，同樣可

以認為該系統的漏率是容許的，靜態真空系統zui大容許漏率Q max應滿足公式Q max≤ (Pt---P)V／t

(2)式中P---系統工作壓力  Pt—系統極限壓力  V--- 系統容積  t--時間

檢漏方法的分類檢漏的方法很多，但各有特點和使用范圍，究竟選用哪種方法比較合適，要根據具體

情況而定，作為比較理想的檢漏方法應該滿足下述幾方面的要求：

(1)檢漏靈敏度高，滿足少于被檢漏率二個數量級以上。

(2)反應時間短，則找出一個漏孔的時間就短。

(3)能定位，定量測得漏率大小。

(4)能無損、無污染的檢漏。

(5)檢漏范圍廣，從大漏到小漏都能檢。

(6)檢漏儀器應結構簡單，操作維修方便。

然而上述要求也是有矛盾的，要求一種方法同時滿足上述要求也是不可能的。一般靈敏度高檢漏儀結

構比較復雜，使用和維修都比較困難。價格也相當貴。所以只能針對不同檢漏對象來選擇合適的方

法。以解決主要矛盾為原則。

5 結束語

現在真空設備的應用領域愈來愈廣，如何處理各種復雜問題，多年來真空技術專家一直在思考，努力

做這方面的工作。

真空設備出現故障，我們的經驗是不要急于下結論，不要急于拆卸調設備、應認真分析故障現象，先

用真空儀表大概判斷出設備狀態。然后對真空泵單獨測試和整個真空機組進行檢測，在確保真空獲得

無問題情況下。進行真空檢漏，檢漏根據問題論述原則，選檢漏儀與檢漏方式。先進行靜態升壓試

驗，判斷漏氣和放氣。然后進行分段與整體檢漏，找出漏點，并確定其漏率大小。

根據上述真空檢修方案，理論和實踐相結合，我們對一些真空冶金爐、真空熱處理爐、真空鍍膜機、

真空釬焊爐、和各種真空校準檢測裝置進行實踐，成功解決設備故障，取得良好成果。