Жидкости и масла для вакуумного оборудования

Кремнийорганические жидкости представляют собой полисилоксановые соединения в составе из молекулярных атомов кремния и кислорода, образующих прочную связь. Кремнийорганические масла марок ФМ-I, ПФМС 2/5л, ОС-702, ОС-704, ОС-705 – достаточно устойчивые к окислению. Они демонстрируют стабильность при высоких температурах, при этом добавки из хлора или алкильных групп способны повышать их смазочные свойства. Но минус в том, что масла не смешиваются со многими жидкостями. Эластомерные уплотнители от подобного воздействия в насосном оборудовании могут разбухать.

Полифениловые синтетические жидкости, например, 5ф4-Э или Fomblin — термически устойчивые, инертные. При сочетании с хлором и подобными радикалами они не изменяют свои характеристики даже при эксплуатации в самых агрессивных средах.
Раньше в насосах использовали ртуть, отличившуюся неприспобленностью к разложению при рабочих температурах насосной установки, однородным составом, небольшой растворимостью газов и устойчивостью к окислению воздухом. Ртуть не содержит органики и при аналитических экспериментах показала себя отлично. Однако, в отношении к металлам проявляет химическую активность и выделяет канцерогенные пары, что и вызвало ее ограниченное применение.

Как воздействует откачиваемая среда на качество вакуумных масел

После того, как рабочая жидкость была разработана, ее свойства прошли тексты в насосах при откачке воздуха. Выяснено, что они не изменяются на протяжении нескольких месяцев эксплуатации установки. Но, пары ацетона, спирта, галогена, бензола, токсичных газов неизбежно ухудшают характеристики рабочего масла. В итоге наступает то время, когда жидкость нужно полностью менять.
Водяные пары склонны образовывать конденсат на насосных стенках и их тоже периодически приходится откачивать. Причем частицы воды в масле преобразуются в эмульсию, задействуют кислоты в составе рабочей жидкости, формируют гидрат окиси железа при постоянных контактах с конструкционными элементами насоса. Все это ведет к поломкам установки, т.к. образованные нерастворимые вещества провоцируют окисление и осмоление рабочего масла и ему нужна замена.

Особый вред причиняет кислород при попадании в чистое масло или смешанное с другими компонентами. Он вступает в реакции с синтетическими/минеральными жидкостями и в процессе сложных преобразований превращает масло в загрязненную эмульсионную взвесь. При продолжительной работе пластинчато-роторных и плунжерных установок, повышении температуры в них свыше 380 градусов в рабочем масле могут появляться нерастворимые фракции высокого окисления, вызывая поломки агрегатов по мере оседания частиц на их металлических поверхностях. Присутствие кислорода во внушительных объемах в газах для откачки чревато воспламенением рабочей жидкости. В связи с чем предельно допустимая концентрация кислорода в минеральных маслах не должна превышать 30%. Иначе жидкость будет считаться непригодной к использованию.
Хлорсодержащие газы считаются особо опасными, т.к. провоцируют полимериэацию минеральных жидкостей и без их замены уже не обойтись.
Фторсодержащие продукты (бром, аммиак, силан) способны вызывать полимериэацию рабочих масел, хотя и менее реакционноспособны из-за прочности связи F-C, если сравнивать с С l - С.
Рабочее масло ВМ-3 получают методом дистилляции веретенных масляных составов. Ее окислительная стойкость повышена, равно как и температура кипения, из-за чего расход ВМ-3 из наноса резко возрастает.

Перфторполиэфирное соединение — масло РЖБ, которое используют в бустерных насосах для откачки агрессивных сред. Оно устойчиво к хлору, кислороду и фторсодержащим соединениям. Алкарен-11 — еще одна синтетическая углеводородная жидкость, которая пригодна для откачки сред. ВМ-1 и ВМ-5, как высоковакуумные рабочие жидкости с успехом используют в качестве смазывающих масел в бустерных установках, оснащенных двумя роторами.

Рабочие масла для паромасляных агрегатов

Рассмотрим требования, которые предъявляются к жидкостям для диффузионных паромасляных насосов:

• узкий состав фракций;
• высокое давление при рабочей температуре в отсеке кипятильника насоса и низкое давление при комнатной температуре;
• стойкость к термоокислительным процессам;
• малая теплоотдача при образовании пара.

В паромасляных установках чаще применяют синтетические углеводородные или минеральные рабочие жидкости, сложные эфиры кислот и спиртов, кремнийорганические соединения.
Впечатляет разнообразие рабочих масел на рынке для диффузиозных паромасляных насосов.
Какие рабочие масла для паромасляных насосов выпускают за рубежом
Иностранные компании занимаются производством синтетических жидкостей и на основе минерального сырья. Главные поставщики являются фирмы CIT Alcatel, Leybold-Heraeus, Balzers, Duravac, Edwards, Varian. Конкуренцию им составляет американская компания CVC Products, Inc, занимающаяся производством масел в большей мере из перфторполиэфиров. Японская фирма Ulvac также наладила производство масел за последние годы.

Наибольшим спросом пользуются масла фирмы “CIT Alcatel”. Например, Alcatel 200, как тщательно очищенная минеральная жидкость, также Alcatel 214 и Alcatel 215 на основе тетраметила, тетрафенила и трисилоксана с повышенной стойкостью к термическим/термоокислительным процессам.
Синтетическая жидкость Alcatel 220, произведённая на основе углеводородов нафталинового ряда отличилась крайне низким давлением насыщенного пара. Она не проявляет токсичность, не воздействует на эластомеры и иные материалы насосов. Жидкость Alcatel 211выпускаются фирмой “Montedison” и представляет собой перфторполиэфир по типу масла Fomblin. Жидкость Santovac 5 от фирмы “Monsanto Chemical” изготовлена на основе полифеноловых эфиров. Она в разы дороже других масел этой же фирмы и почти в 35 раз дороже, чем Alcatel 200.
Рабочие вакуумные масла для механических насосов, которые производит в России

В нашей стране выпускаются масла типа ВМ-4 и ВМ-6.Они имеют неоднородный состав и разлагаются на фракции при повышенной температуре. В результате чего их характеристики падают. Если сравнивать жидкости, то у ВМ-6 — более узкие фракции, минимальная зависимость вязкости от температуры, повышенная влагостойкость и окислительная способность.
Синтетические рабочие масла – РЖМ, Алкарен-35 разработаны и введены в производство опытным методом. Перфторполиэфирная рабочая жидкость, она же - РЖМ используется в насосах для откачки плазмохимических и ионно-химических установок, в которых образуются агрессивные пары и газы. Рабочая жидкость РЖМ проявляет повышенную стойкость к влиянию хлора, фторсодержащих соединений и кислорода. По химической структуре она напоминает рабочее масло Foniblin от итальянской фирмы Montedison.
Основой для выпуска Алкарен-35 — углеводородной жидкости синтетического происхождения являются алкилнафталины.
Какие рабочие масла используют для паромасляных насосов
Бустерные установки должны откачивать газы в больших объёмах, при существенных величинах выпускного давления и достаточно высоких величинах (10-10"2 Па) впускного давления. К рабочим жидкостям для бустерных установок предъявляется ряд требований:

1. узкий состав фракций;
2. малый коэффициент теплоты парообразования;
3. высокое давление пара в кипятильнике при рабочей температуре;
4. повышенная стойкость к термоокислительному и термическому воздействию.

Узкий фракционный состав вакуумной жидкости позволяет не видоизменять её характеристики в процессе выхода из неё лёгких фракций при эксплуатации насоса.
Сегодня полностью освоены рабочие масла минерального и синтетического происхождения марок ВМ-1С, ВМ-3, ВМ-4, ВМ-5С, ВМ-6 для вакуумных насосных установок в электронной промышленности. Они успешно используются во многих отраслях народного хозяйства, на оборонных и химических производствах.