Metāla serdes blīvējums PFA sildītājā-kur iekšējais sildelements iziet no PFA apvalka-ir visizplatītākais mitruma iekļūšanas un iespējamās zemes defekta ceļš. Blīvējuma integritātes pārbaude istabas temperatūrā nav pietiekama, jo termiskā izplešanās darba temperatūrā var atvērt mikroskopiskas spraugas. Hēlija noplūdes noteikšana 80 grādos (tipiskā darba temperatūrā) nodrošina kvantitatīvu, nesagraujošu blīvējuma integritātes pārbaudi. Metode: iztukšojiet gredzenveida telpu starp PFA apvalku un metāla serdi (vai pašu serdi, ja tā ir doba), pēc tam izsmidziniet hēliju ap blīvējumu, vienlaikus uzraugot masas spektrometru. Pieņemams noplūdes līmenis jaunam sildītājam ir<1 × 10⁻⁶ mbar·L/s at 80°C. Higher leak rates (>1 × 10⁻⁵ mbar·L/s) prognozē agrīnu neveiksmi. Testēšana temperatūrā atklāj defektus, kas atveras tikai tad, kad sildītāja komponenti izplešas atšķirīgi.
Kāpēc pārbaudīt 80 grādu temperatūrā (nevis istabas temperatūrā)
PFA (CTE 110–120 ppm/grāds) un metāla serdeņa (CTE 14–17 ppm/grāds) izplešas ar ļoti atšķirīgu ātrumu. 80 grādu leņķī 20 mm gara blīvējuma saskarne piedzīvo diferenciālu izplešanos ΔL=(_PFA – _metāls) × L × ΔT=(110e-6 – 16e-6) × 20 × 60=94e-6 × 20 × 20 × mm 60=0.113. Šī 0,1 mm relatīvā kustība var atvērt mikroskopisku spraugu, kas istabas temperatūrā ir aizvērta. Blīvējums, kas iztur telpas temperatūras noplūdes testu, var neizdoties pie 80 grādiem. Testēšana 80 grādu leņķī simulē faktiskos darbības apstākļus.
Metode: Pirms testēšanas ievietojiet sildītāju cepeškrāsnī 80 grādu temperatūrā uz 1 stundu. Alternatīvi, darbiniet sildītāju ar mazu jaudu (10% no nominālās), lai paš-uzsildītu līdz 80 grādiem, kamēr blīvējuma zona ir atdzesēta (lai novērstu blīvējuma pārkaršanu). PFA pie blīvējuma pārbaudes laikā nedrīkst pārsniegt 100 grādus.
Hēlija noplūdes pārbaudes procedūra
Nepieciešams aprīkojums:
Hēlija masas spektrometra noplūdes detektors (piemēram, Pfeiffer, Agilent)
Vakuuma sūknis spēj<10⁻³ mbar
Hēlija smidzināšanas pistole ar smalku uzgali
Cepeškrāsns vai apkures avots līdz 80 grādiem
Soli{0}}pa-solim:
Aizzīmogojiet piekļuvi kodolam: Ja metāla serdenis ir dobs (tipiski cauruļveida sildītājiem), noblīvējiet vienu galu ar vakuuma veidgabalu. Ja serde ir cieta, gredzenveida spraugai starp serdi un PFA jābūt pieejamai caur portu aukstajā daļā.
Evakuējos: pievienojiet noplūdes detektoru serdes iekšpusei vai gredzenveida spraugai. Evakuēties uz<10⁻² mbar.
Uzkarsē līdz 80 grādiem: Ievietojiet sildītāju cepeškrāsnī (gaisā) vai sildiet ar sildīšanas lenti, kas aptīta ap auksto sekciju. Uzturiet 80 grādu temperatūru 30 minūtes.
Izsmidziniet hēliju: Izmantojot smidzināšanas pistoli, virziet hēliju uz blīvējuma saskarni (kur PFA saskaras ar metāla serdi vai kur serde iziet no PFA). Izsmidziniet arī gala vāciņa metināto šuvi (ja ir) un citus savienojumus.
Uzraudzīt noplūdes ātrumu: Masas spektrometrs parāda noplūdes ātrumu mbar·L/s. Smaile norāda uz noplūdi izsmidzinātajā vietā.
Jauna sildītāja pieņemšanas kritēriji:
<1 × 10⁻⁶ mbar·L/s at 80°C – Excellent, hermetically sealed.
1 × 10⁻⁶ līdz 1 × 10⁻⁵ – pieņemams vispārējai rūpnieciskai lietošanai.
1 × 10⁻⁵ līdz 1 × 10⁻⁴ – margināls; var neizdoties sākumā mitrā ekspluatācijā.
1 × 10⁻⁴ – Noraidīt; redzama vai liela noplūde.
Rezultātu interpretācija
| Noplūdes ātrums pie 80 grādiem (mbar·L/s) | Ekvivalents cauruma diametrs (µm) | Paredzamais kalpošanas laiks (gadi, 80% RH) | Darbība |
|---|---|---|---|
| <1 × 10⁻⁶ | <0.1 | >10 | Pieņemiet, labākā kvalitāte |
| 1 × 10⁻⁶ – 5 × 10⁻⁶ | 0.1–0.3 | 5–10 | Pieņemt standartam |
| 5 × 10⁻⁶ – 1 × 10⁻⁵ | 0.3–0.5 | 3–5 | Pieņemt tikai sausai videi |
| 1 × 10⁻⁵ – 5 × 10⁻⁵ | 0.5–1.0 | 1–3 | Margināls – noraidīt kritisku |
| >5 × 10⁻⁵ | >1.0 | <1 | Noraidīt – neizdosies agri |
Biežas noplūdes vietas PFA sildītājos
| Atrašanās vieta | Noplūdes cēlonis | Atklāšanas metode |
|---|---|---|
| Galvenais izejas punkts (aukstais gals) | Slikta saķere starp PFA un metālu | Izsmidziniet He pie serdes pamatnes |
| PFA gala vāciņa metināšana | Nepilnīga saplūšana | Izsmidziniet He ap vāciņa perimetru |
| Formēts atloka savienojums | Saraušanās sprauga no formēšanas | Izsmidziniet He pie atloka-uz-apvalka pārejas |
| Thermowell aka (ja tāda ir) | Plāns dibens saplaisājis | Izsmidziniet He termopadeves atverē |
| Kompresijas stiprinājums | Uzgalis nav sēdus | Izsmidziniet He pie montāžas vītnēm |
Lauka piemērs
Pusvadītāju ražotājs visiem ienākošajiem PFA sildītājiem pieprasīja hēlija noplūdes pārbaudi 80 grādu leņķī. 20 sildītāju partija izturēja istabas temperatūras testu (<1 × 10⁻⁷ mbar·L/s). At 80°C, 5 of the 20 showed leak rates of 2–8 × 10⁻⁵ mbar·L/s. These 5 heaters were returned to the supplier. In the field, the 15 passing heaters had a 3-year failure rate of 2%. The manufacturer had previously experienced 15% failure rates with untested heaters. The helium test at temperature paid for itself in reduced downtime.
Secinājums: pārbaudiet 80 grādu temperatūrā, nevis istabas temperatūrā
Pārbaudot PFA sildītāja metāla serdes blīvējuma integritāti, izmantojot hēlija noplūdes noteikšanu pie 80 grādiem, tiek atklāti defekti, kas istabas temperatūrā ir neredzami PFA un metāla atšķirīgās termiskās izplešanās dēļ. Noplūdes ātrums<1 × 10⁻⁶ mbar·L/s at 80°C indicates a hermetically sealed heater suitable for long-term service in humid or corrosive environments. Rates >1 × 10⁻⁵ mbar·L/s paredz agrīnu neveiksmi (1–3 gadi). Jebkuram kritiskam lietojumam (pusvadītāji, farmaceitiskie izstrādājumi, augsts mitrums) norādiet hēlija noplūdes pārbaudi 80 grādos ar pieņemšanu<1 × 10⁻⁶ mbar·L/s. The few hours of testing time prevent years of failures. Heat seals expand, gaps open, moisture enters. Test hot, seal tight, last long. Helium knows where leaks hide. Listen to it.
