대부분의 성능진공 시스템특히 생산에 사용되는 진공 장비의 경우 시간이 지남에 따라 변화하는데, 진공도 감소와 같은 문제가 거의 불가피하게 발생합니다. 이러한 문제의 일반적인 원인 중 하나는 누출입니다.
정기적인 누출 감지가 중요합니다
큰 누출은 일반적으로 매우 분명합니다. 진공 챔버의 압력이 정상 속도로 감소하지 않거나 최대 압력이 정상 값보다 상당히 높습니다. 그러나 때로는 작은 누출은 감지하기 어렵습니다.진공 펌프누출로 인한 가스 부하를 처리할 수 있습니다. 진공 게이지 판독값이 여전히 정상 수준일지라도 누출이 발생하면 예상치 못한 가스(산소 등)가 진공 챔버로 유입될 수 있으며, 이는 때때로 공정(특정 코팅 공정 등)에 매우 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 진공 시스템에서 압력이 상당히 감소하더라도 정기적인 누출 테스트를 실시해야 합니다.
실제 누설과 가상 누설
모든 장시간 펌핑 시간과 극심한 압력 강하가 누출 때문은 아닙니다. 누출 탐지기를 사용하여 누출을 탐지하기 전에 진공 장비가 실제로 누출되었는지 확인하는 방법을 이해해야 합니다.
진공 챔버의 내벽 또는 내벽에 부착된 오염 물질은 진공 상태에서 지속적으로 가스를 방출하는데, 이 현상을 디플레이션이라고 합니다. 진공 챔버 내부에 데드 스페이스가 있고, 데드 스페이스가 좁은 채널을 통해 챔버 내부와 연결되어 있을 때, 데드 스페이스의 가스는 진공 상태에서 천천히 방출되어 디플레이션 또는 누출과 유사한 현상을 형성하는데, 이를 일반적으로 가상 누출이라고 합니다.
실제 누출은 누출 탐지를 통해 찾을 수 있으며, 진공 챔버의 내부 표면을 청소하여 배출을 해결할 수도 있습니다. 그러나 가상 누출이 발생하면 감지하기 어렵고 설계 및 제조 중에 나사 연결(필요한 경우 중공 볼트 사용 가능), 긴 슬릿 또는 모세관, 양쪽에 완전 용접 챔버(진공 측에서는 두꺼운 셸을 완전 용접하고 대기 측에서는 간헐적으로 용접하는 것이 좋습니다) 등과 같이 가상 누출이 발생하기 쉬운 구조나 공정은 최대한 피해야 합니다.
다음 두 가지 방법을 사용하면 진공 시스템에 실제로 누출이 있는지 확인할 수 있습니다.
압력 강하 곡선 분석
진공 시스템의 과거 데이터는 대형 진공 시스템의 성능을 이해하는 데 가장 귀중한 도구 중 하나입니다. 숙련된 기술자는 과거 데이터를 신중하게 보존하고 시스템이 양호한 상태였던 이전 사이클과 현재 압력 강하 곡선을 비교하여 문제의 원인을 빠르게 파악합니다. 예를 들어, 다음 그림에 표시된 압력 강하 곡선을 사용하면 누출이 있는지 여부를 확인할 수 있습니다.
동일한 공정 조건과 진공 펌프의 정상 작동에서 실제 누출이 있는 경우 외부에서 챔버로 누출된 가스로 인해 챔버의 압력이 정상 한계 압력보다 높은 위치로 떨어지고 더 이상 감소하지 않거나 매우 느리게 감소합니다. 압력 강하 곡선은 위 그림의 상단 곡선과 유사합니다. 수축 또는 가상 누출이 있는 경우 가스가 천천히 방출되고 수축 속도가 감소합니다. 시스템은 원래 한계 압력에 도달할 수 있지만 한계 압력에 도달하는 시간이 상당히 느려집니다. 압력 강하 곡선은 위 그림의 중간 곡선과 유사합니다.
압력 상승 테스트
압력 상승 테스트는 압력 유지 테스트 또는 진공 유지 테스트라고도 합니다. 진공 펌프와 챔버 사이의 밸브를 진공 상태에서 닫으면 수축, 가상 누출 또는 누출로 인해 챔버의 압력이 증가(리바운드)할 수 있습니다. 압력 증가를 경과 시간으로 나누면 진공 시스템의 압력 상승률을 계산하여 다음 그림과 같이 곡선으로 표시할 수 있습니다. 압력 상승 및 하강 속도는 일반적으로 Pa/hr로 표시됩니다. 일반 산업용 진공 장비의 경우 압력 유지 테스트 중에 1Pa/hr을 초과하는 압력 상승률은 조사하여 해결해야 합니다. 일부 고진공 장비에는 0.5Pa/hr 또는 그보다 낮은 압력 상승률이 필요합니다.
압력 강하 및 압력 상승 테스트는 누출을 찾아내지 못하지만 모든 가스 소스(실제 누출 및 수축 또는 가상 누출)의 누적 효과만 나타냅니다. 실제 누출이 의심되는 경우 다음 단계는 일반적으로 누출 감지를 위해 헬륨 누출 감지기를 사용하는 것입니다.
외부누설과 내부누설
우리가 일반적으로 말하는 누출은 외부 누출, 즉 진공 챔버나 파이프라인의 외부에서 내부로 발생하는 누출을 말합니다. 내부 누출은 분리되어야 할 두 진공 챔버 사이, 밸브로 분리된 두 진공 파이프라인 사이, 또는 진공 챔버와 파이프라인 사이에서 발생하는 누출을 말합니다.
외부 누출은 누출 탐지기를 통해 쉽게 감지할 수 있는 반면, 내부 누출은 분할 압력 유지 및 기타 방법을 통해서만 미리 판단할 수 있습니다. 그런 다음 의심스러운 밸브의 한쪽에 있는 파이프라인을 제거하고 누출 탐지를 수행할 수 있습니다(또는 누출 탐지기를 의심스러운 밸브의 한쪽에 연결하고 누출 탐지를 위해 헬륨 가스를 다른 쪽 파이프라인에 채울 수 있음).
동적 누설
동작 전달이 있는 진공 시스템에서는 동적 씰이 사용됩니다. 이러한 동적 씰 구조는 정적 조건에서는 잘 밀봉되지만 동작 중에는 누출됩니다. 예를 들어, 동적 밀봉(밸브 스템과 밸브 바디 사이)에 고무 샤프트 씰을 사용하는 밸브는 이 현상이 더 발생하기 쉽습니다. 이 현상이 발생할 확률은 높지 않지만 누출 감지 시 밸브가 일반적으로 열리거나 닫힌 상태이기 때문에 이러한 동적 누출을 감지하기 어렵습니다.
중요한 공정의 경우, 골판지 파이프로 밀봉된 밸브를 선택하면 동적 누출 가능성을 크게 줄일 수 있습니다. 밸브가 여전히 샤프트 씰로 밀봉되어 있는 경우 누출을 감지하는 동안 밸브를 작동하는 동안 밸브 스템 위치에 헬륨을 분사하면 밸브에 동적 누출이 있는지 빠르게 확인할 수 있습니다.
