Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Операционные течи, связанные с эксплуатацией аппаратуры, например через шлюзы, в большой степени зависят от конструктивного совершенства устройств, принятой процедуры и от того, насколько часто ими пользуются, т. е. от организации работ.
После вноса материалов шлюз может откачиваться вакуум-насосом с последующим заполнением чистым газом или непо-
Рис. 4.30. Уплотнение штока поршне 'вой машины.
278
средственно продуваться чистым газом. Полная или частичная откачка шлюза перед заполнением его чистым газом значительно сокращает его расход и уменьшает нагрузку на систему очистки. Однако это усложняет конструкцию шлюзового устройства, которое должно быть вакуумноплотньш и достаточно прочным.
Рис. 4.31. Ввод в рабочую камеру (а) и извлечение из нее (б) небольших объектов с помощью полиэтиленовых мешков: 1, 2, 3 — последовательность операций.
В большинстве случаев вытеснение воздуха из шлюзов осуществляется простой продувкой. Для облегчения условий работы системы очистки желательно использовать двухступенчатую продувку: вначале менее чистым газом, например техническим из баллонов, а затем чистым газом из аппаратуры очистки. При такой схеме шлюзы должны быть оборудованы соответствующей коммуникацией. Естественно, что во всех случаях необходимо предусматривать такую организацию работы в камере, при которой приходится реже пользоваться шлюзами.
При необходимости вносить в камеру или удалять из нее в процессе работы небольшие объекты используют специальные карманы из полиэтиленовой или иной гибкой непроницаемой
279
пленки, заранее укрепляемые у специальных отверстий на полу-камеры (рис. 4.31). Пережим карманов осуществляется с нагреванием, сопровождающимся сваркой стенок, так что плотность в этом месте не нарушается.
Если в камеру вносятся материалы, характеризующиеся обильным выделением паров или газов, то необходимо предусмотреть аппаратуру для предварительной обработки этих материалов.
Проникновение в установку больших количеств воздуха не только резко повышает уровень загрязнения среды, но и нарушает режим работы системы очистки, а при использовании химических методов может вывести ее из строя. Поэтому при конструировании систем с инертной средой должны быть предусмотрены средства защиты от разрушения наиболее хрупких узлов, возможность замены узлов оборудования, вышедших из строя, а также аппаратура автоматического отключения системы очистки при чрезмерном повышении содержания примесей, например автоматическая остановка системы циркуляции при резком увеличении содержания кислорода.
Определение величины и отыскание места течи
Измерение скорости изменения давления. Наиболее простой метод определения течи в камере и ее величины — измерение скорости натекания воздуха или утечек инертного газа. В камере создается небольшое избыточное давление или разрежение, и к ней присоединяют чувствительный манометр. Наиболее удобен для этой цели и-образный стеклянный манометр с водой или вакуумным маслом. Поскольку показания такого манометра зависят от барометрического давления, изменение этого давления за время испытания камеры должно соответствующим образом учитываться. Чтобы избежать внесения поправки на барометрическое давление, используют абсолютный ртутный манометр; такой манометр имеет меньшую чувствительность и для повышения точности отсчет давления осуществляют с помощью катетометра.
Изменение давления в камере на 5 мм вод. ст. в час соот-, ветствует уровню натеканий около 0,05% объема системы. Но это изменение давления может также явиться следствием изменения температуры на 0,14°. Поэтому получить достоверные данные можно только при тщательном измерении температуры газа в камере. Температура фиксируется термометром с делениями через 0,1°, а изменение давления наблюдается в течение достаточно длительного времени (около 8 ч).
Метод определения плотности камеры путем измерения скорости натекания газа в систему или скорости утечек газа применяется при течах не менее 0,05 %/ч.
Измерение концентрации кислорода. В практике эксплуатации систем с инертной средой используются весьма чувстви-280
тельные газоанализаторы для определения содержания кисло--рода (см. гл. V). По методу Мугдана, например, можно определить содержание кислорода менее 10~4% с чувствительностью ±Ю~5%, а газоанализатор гальванического типа с адсорбционным обогатителем дает возможность определять концентрации кислорода до 10~7% с погрешностью ±10%.
Это позволяет точно и достаточно быстро проверить плотность системы путем измерения скорости увеличения содержа^ ния кислорода в среде.
При измерении скорости натекания воздуха в камеру делается несколько анализов среды через установленные промежутки времени. Изменение содержания кислорода на 0,01 %/я соответствует уровню натеканий около 0,05% объема системы. Если плотность системы этим способом определяется в процессе работы установки, то рассчитанное по результатам анализов изменение концентрации кислорода должно быть умножено на кратность циркуляции.
Наименьшая скорость натекания воздуха, которая может быть измерена с помощью газоанализаторов на кислород, достигает 0,001 %/ч. В практике эксплуатации установок с защитными инертными средами такая плотность оборудования обычно не достигается.
