Вакуумные масла для механических насосов

Вакуумные масла для механических насосов

Свойства вакуумных масел для форвакуумных насосов

По химической природе рабочие жидкости для вакуумных насосов либо минеральные, либо синтетические. По своему предназначению они подразделяются на следующие группы: для механических вакуумных насосов с масляным уплотне­нием, для пароструйных диффузионных и бустерных насосов, для турбомолекулярных насосов.

Основные параметры, характеризующие качество и сте­пень пригодности рабочих жидкостей к эксплуатации: п низкое давление насыщенного пара;

• стабильность химического состава в процессе эксплуата­ции;
• термическая стойкость;
• малая способность растворять откачиваемые газы и пары; п отсутствие взаимодействия с конструкционными мате­риалами насосов;
• стойкость к откачиваемым газам и парам;
• нетоксичность;
• пожаро- и взрывобезопасность;
• невысокая стоимость.

Эти требования связаны с определенными параметрами жидкости: давлением насыщенного пара, вязкостью, темпе­ратурами застывания, вспышки, загорания, растворимостью газов и др.

Давление насыщенного пара — один из наиболее важных параметров, так как именно он определяет степень загрязне­ния откачиваемого объекта парами рабочей жидкости. Из-за сложности химического состава масел обычно указывают дав­ление смеси фракций.

Рабочие жидкости минерального происхождения чаще всего получают путем вакуумной дистилляции продуктов пе­реработки нефти. Это неоднородные по составу смеси углево­дородов различной молекулярной массы с различными темпе­ратурами кипения и низким давлением пара при нормальной температуре, состоящие из предельных и непредельных па­рафинов, нафталинов и ароматических веществ типа фено­лов. Парафины стабильны при высоких температурах, вяз­кость их в широком диапазоне температур постоянна, они ха­рактеризуются достаточной текучестью при нормальной тем­пературе. Ароматические углеводороды легче подвергаются расщеплению и окислению, вязкость их меньше, чем парафи­нов. Нафталины по своим свойствам занимают промежуточ­ное положение между парафинами и ароматическими углево­дородами. Наличие углеводородов разного состава определяет различие свойств рабочих жидкостей на основе минерального сырья.

Синтетические рабочие жидкости, хотя и более дорогие, имеют определенный химический состав и точно воспроизво­димые характеристики. Они, как правило, химически инер­тны, упругость пара их низка, вязкость высока. В вакуумной технике используются кремнийорганические и полифениловые синтетические жидкости и перфторполиэфиры.

Кремнийорганические жидкости — это полисилоксановые соединения, молекулы которых состоят из чередующихся ато­мов кремния и кислорода с присоединенными углеводород­ными радикалами по свободным связям кремния. Благодаря прочной связи между кремнием и кислородом эти жидкости обладают высокой термической и термоокислительной стой­костью, стабильностью. В СНГ выпускаются кремнийорганические жидкости ФМ-1 и ПФМС 2/5л, а за рубежом DC-702, DC-704 и DC-705. Недостатками их являются взаимодей­ствие с эластомерными уплотнителями, приводящее к на­буханию или усадке последних, а также несмешиваемость с большинством жидкостей, которые могли бы улучшить их свойства.

Полифениловые эфиры отличаются исключительно высо­кой термической стойкостью и низкой упругостью пара при комнатной температуре. Добавление фтор- и хлоррадикалов делает их инертными, что позволяет им сохранить свои свой­ства в сильных агрессивных средах. Примерами рабочих жид­костей на основе полифениловых эфиров являются: в СНГ — 5Ф4-Э, за рубежом — Fomblin.

Отечественные вакуумные масла для насосов

Для механических насосов промышленностью СНГ выпу­скаются минеральные вакуумные масла BM-4 и BM-6. Масло BM-6 по сравнению с маслом ВМ-4 обладает более узким фрак­ционным составом, более высокими окислительной стабиль­ностью и влагостойкостью, меньшей зависимостью вязкости от температуры. Однако эти масла неоднородны по составу и при значительном увеличении температуры могут разлагать­ся на фракции, в результате чего ухудшаются их характери­стики.

Разработаны и освоены в опытном производстве также синтетические жидкости. РЖМ — перфторполиэфирная рабочая жидкость с высокой стойкостью к воздействию кислорода, хлор- и фторсодержащих соеди­нений. Применяется в насосах, откачивающих плазмохими­ческое, ионнохимическое и другое вакуумное оборудование,
в котором выделяются агрессивные газы и пары. «Алкарен-35» — синтетическая углеводородная жидкость на основе алкилнафталинов.

В насосах чаще всего используют дешевые минеральные масла, кремнийорганические жидкости используются в си­стемах с частым напуском атмосферного воздуха. Эфиры, сто­имость которых высока, применяются для систем, где требу­ется получение сверхвысокого вакуума.

Иностранные вакуумные масла для насосов

На мировом рынке соперничают между собой известные фирмы Великобритании (Edwards, Duravac Limited, Test Borne), Франции (Alcatel, Du-Pont), Италии (Montedison), Германии (Leybold Heraeus), Лихтенштейна (Balzers) и но­вые фирмы США (CVC Products, Vac. Techn. Inc.) и Японии (Lion Corp., Matsumura Oil Research Corp., Ulvac, Daikin Industries), которые успешно теснят старые фирмы. Все они выпускают как минеральные, так и синтетические жид­кости.

Большой выбор предлагает фирма Alcatel (Франция). В ее acсортименте шесть наименований. Alcatel 100, 102, 200 и 300 представляют собой рафинированные минеральные масла, ко­торые рекомендуется применять при откачке паров воды, так как эти масла обладают антиэмульсионными свойства­ми. Alcatel 200 и 300 можно использовать в установках ион­ной имплантации и травления во фторсодержащих средах по причине их стойкости к химически активным веществам. Эти масла, кроме тога, и термостойки.

Alcatel 111 — синтетическое масло на основе триарилфосфатэфира с высокой термостойкостью. Alcatel 113 представ­ляет собой перфторполиэфир типа Fomblin. Он химически инертен, поэтому era можно применять в системах плазмо­химического и peaктивного ионного травления, в среде окис­лителей.

Фирма Du-Pont (Франция) производит синтетические жид­кости на основе полиэфиров Krytox 1506 и 1514, пригодные для применения в системах плазмохимического и peaктивного ионного травления в окислительной среде.

Фирма Duravac Limited (Великобритания) производит ряд жидкостей для форвакуумных насосов: Duravac 105, 106, 107 — минеральные масла узкофракционного состава, при­годные для работы при больших газовых нагрузках в насо­сах с повышенной температурой масла. Эти жидкости обе­спечивают получение низкого предельного давления и об­ладают низкой токсичностью из-за отсутствия в их составе антиокислителей. Однако их нельзя применять при откачке кислот и щелочей. Фирма выпускает также синтетические углеводородные масла Duravac SP и Duravac UHY, отлича­ющиеся чрезвычайно низким давлением насыщенного пара и стойкостью к агрессивным средам (галогенам и щелочам).

Фирма Edwards предлагает набор минеральных и синте­тических жидкостей, выпускаемых ею для механических на­сосов. Минеральные масла Edwards 8А, 15, 16, 17, 18 имеют уз­кий фракционный состав. Масло 8А выпускается специально для насосов без газобалластного клапана, а масла 17, 18 и 20 имеют антиоксидантные добавки, позволяющие использовать их в агрессивной среде. Масло 20 может работать при необы­чайно высоких температурах. Минеральное масло Edwards TW предназначено для работы в aгpeccивных и коррозионных средах. Масло Supergrade А создает малый обратный поток и используется для откачки неагрессивных газов.

Фирма Test Borne (Великобритания) выпускает мине­ральные жидкости Supervac 20 и Inland 19, отличающиеся уменьшенным обратным потоком и хорошими смазывающи­ми свойствами; их можно использовать как в ультрачистых системах, так и в aгpeccивных средах.

Лидирующее положение в производстве синтетических жидкостей на основе перфторполиэфиров типа Fomblin зани­мает фирма Montenflous Montedison (Италия). Для механичес­ких насосов, работающих в крайне тяжелых условиях агрес­сивных паров и газов, рекомендуются Fomblin типа Y Vас. Grade 06/6; 14/6; 16/5; 25/5.

Все больше продукции на мировом рынке производит Япония. Фирма Lion Corp. для механических насосов предла­гает минеральные хорошо очищенные масла Klesypar L-400 и Klesypar L-700, а также синтетическую жидкость серии Klesypar с повышенной термостойкостью, стойкостью к окис­лению и агрессивным средам.

Концерн Matsumura Oil Research Corp. (Япония) выпускает минеральные и синтетические рабочие жидкости. Жидкости MR-100, MR-200, ST-200 получены точной фракционирован­ной перегонкой хорошо очищенных смазочных масел. Их можно использовать в металлургической промышленности при получении особо чистых металлов — титана, молибде­на, вольфрама и др., в напылительных установках.

В составе жидкости ST-200 имеются специальные присадки, которые обеспечивают ей высокую термостойкость и стойкость к окис­лению при высоких температурах.

Синтетическая жидкость Neovac SA-M изготовляется из синтетических смазочных ма­сел. Она обладает очень высокой термостойкостью и стойкос­тью к окислению по сравнению с минеральными маслами, а также низким давлением насыщенного пара.

Фирма CVC Products (США) выпускает хорошо известные минеральные масла Convoil-20 и CVC 70/17.

Масла для вакуумных насосов Moresco Neovac