摘要：新时期，由于我国科学技术以及相关行业发展迅速，促进各行业内部持续稳定发展，如全无油超高真空是此研究领域内的一大重要突破点。真空技术发展与应用以来，促进科学技术的发展，因此目前来讲，真空技术的发展对真空设备有着较高要求，总体来讲二者可融合发展，人类社会进步与发展离不开真空设备以及相关技术。对于物理学角度来讲，最高端的离子加速器应用其关键技术在于真空度，此应用对真空技术要求极高，因此本文就上述论点对全无油超高真空设备的设计与调试进行研究与分析。
关键词：全无油；超高真空设备；设计调试；应用体会
1 引言
由于科技的飞速发展，人们对真空技术的要求也在增加。一些中等真空技术（105?~10-1Pa?）和中高等真空技术(?10-1~10-5Pa)?，不可以满足行业发展要求，在此背景下全无油超高真空设备以及相关技术逐渐被应用，但是全无油超高真空技术的获取以及相关设备设计的调试并不简单，容易出现问题，如：真空腔体释放性问题以及相关气体分子清除问题等。因此在全无油超高真空设备以及技术调试设计发展中，应推进技术创新工作，完善设备设计创新方案，做好设备调试应用工作，促进我国经济以及科学技术的持续发展。
2 全无油超高真空设备设计
2.1 真空绝缘性设备设计
碰撞运动不是真空破裂的主要原因，在高功率电场的作用下从电极中拉出的金属块是绝缘层断裂的主要因素。真空中的绝缘电阻不仅取决于电场均匀性，还取决于电极材料的性质和表面条件。真空间隙比高压空气和短距离SF6气体具有更好的隔热性能，因此电路中真空开关触点的开口距离通常较低。电极材料对断裂应力的影响主要表现为材料的机械力(应力强度)和金属材料的熔点。全无油超高真空设备绝缘性强度越高其相关熔点度则越高，同时全无油超高真空设备绝缘性越高。
2.2 喷吹法检漏设计
此检测方式主要是应用真空泵以及检漏仪对检验部位进行密封抽空操作，之后在检验部位表面使用氦气，当检验部位有漏孔的时候，氦气则会通过部位内部，之后使用氦质检漏仪器，对内部进行检验，检验后仪器则会自动报警，并对检验部位进行值数分析。此方式的优点在于检验度灵敏系数较高，可以对复杂结构以及大容器进行有效检验；缺点在于只可以对大气压差距进行检验，对检验产品的真实泄露状态不能做出检验。此方式检验的相关标准为QJ3123-2000《氦质谱真空检漏方法》、GB/T15823-2009《氦泄漏检验》。通常使用喷枪以及氦气瓶进行检验，本文建议在检验过程中，使用医用氦气瓶，因医用氦气瓶使用较为便捷，可以快速寻找漏点之处。
下面以真空炉检漏为例进行检漏方法的说明。真空炉主要由机械泵、罗茨泵、扩散泵、前级管路、炉体等几部分组成。通常将检漏仪通过波纹管连接到罗茨真空泵与粗抽阀之间的前级管路上，检漏仪的入口端建议安装阀门，这样便于断开检漏仪与炉体的连接，而且当炉体有大漏时炉内压力不能达到检漏压力，这时可以调节阀门将检漏仪的入口端压力降低到检漏启动压力，便于检漏工作的开展。检漏时应尽可能启动扩散泵或分子泵等高真空泵做为辅助泵，特别是大型真空炉。开启高真空泵可以大幅缩减检漏仪反映时间和恢复背景漏率的时间，同时还会大幅增加信号强度。
2.3 极限压力升压率设计
极限压力合格说明设备没有明显漏点，例如法兰没上胶圈或肉眼可见的焊口沙眼等情况。同时也说明真空系统的抽气性能正常，符合技术要求。但升压率不合格，主要原因是从粗抽阀到炉体有一些较小的漏点，通常在1×10-9~9.9×10-4Pa·m3/s之间。待检漏仪背景信号稳定后用内径0.5mm左右的针头，用力按压气袋从粗抽阀开始向炉体方向喷吹氦气，第一遍针头移动的速度可以快些，建议速度0.1~0.3m/s，对设备的全部焊口、法兰连接、动密封、热电偶连接等处进行全面检漏，在焊口不规整及法兰连接缝隙不均匀处将喷吹移动速度放缓并进行细致检查。
通常这些位置容易出现漏点，应引起注意，仔细聆听检漏仪发出的信号，一旦信号频率迅速变快或音调迅速升高，立即停止正在行进中的喷吹，漏点就在不远处，应向前复检一遍找出漏率最大的范围，然后不按压气袋，用针头缓慢的对可疑位置进行检查，漏孔会吸入针头中存有的少量氦气，观测检漏仪屏幕漏率值喷吹过程中的变化，找到漏率最大且上升最快的点即是漏点，此时立即用真空封泥将其封堵，然后对其进行复检，如漏率信号无明显变化，即完成此点检漏。如果法兰连接缝隙有漏点，应校紧法兰或更换胶圈，然后复检一次。
在检查完所有焊口、法兰连接、动密封等处后，向各个加热电极、炉体水套等通水腔体内喷吹氦气检查泄漏情况。若检漏多遍后升压率仍不合格，可以用塑料布、胶带对可疑的焊口、法兰连接处、热电偶、电极等处进行包裹罩封，然后向罩中喷入氦气，观察检漏仪的漏率变化，如果缓慢上升，说明被包裹的位置存在漏点。
3 全无油超高真空设备调试问题以及优化措施
3.1 全无油超高真空设备调试问题
(1)管理制度不完善
企业实现营利主要通过研发、生产、销售这三个环节，而产品的最终形成都要落实到生产这一环节中。近年来，较多企业都比较重视市场拓展，把主要的注意力放在市场销售环节，在一定程度上忽视了企业生产现场管理对产品质量、生产成本、市场占有的影响作用，至使生产现场产生管理不到位、员工工作不积极、生产流程标准不统一、物流信息不准确等诸多问题。
(2)设备利用率低
对于真空设备制造行业来说，生产中因产品批量小，加工零件更换频繁，每次更换加工零件都要更换工装夹具并重新调试，这个过程占用了生产设备的不少“工作时间”，造成了设备利用率偏低的现象。此外，设备前期选型不当、设备老化、设备状态不佳、设备操作人员不熟练、工装夹具不适用等，都可能降低设备利用率。
3.2 全无油超高真空设备调试措施
(1)升压率合格调试
第一应检查机械泵以及罗茨泵连接的法兰连接问题，因如此环节出现问题则会导致设备运行振动频率较高，从而导致焊口损坏产生泄气现象，因设备运行振动速率较高，法兰螺栓容易松动，长期以往会造成泄气现象。第二，对压差阀以及放气阀内的进气口，机械泵，罗茨泵，扩散泵等部位的外壳进行检查，检查相关部位是否存在漏气现象的发生，如放气阀内电源以及阀门磁感应线圈出现烧损问题，则会造成阀门不能正常关闭，产生漏气现象。第三，如果上述部位检查无误，则下一步要对真空泵的性能问题进行检验，对阀片进行检验，利用排气口喷吹氦气进行检测阀片密封性能，对散热器压力进行检验等，以保证真空设备调试以及设计是否满足相关要求。
(2)调整生产组织方式
考虑到工时利用率低，真空设备企业应认真研究企业目前的生产组织模式，顺序生产与交叉生产能否有机结合，最后形成企业最合适高效的生产组织模式。同时，应认真研究和判断员工工作时间利用率，找出可以改进的节点，改善员工过剩状况，科学缩短外籍员工的等待时间，并采取激励措施提高员工的操作水平。
4 结语
综上所述，本文对全无油超高真空设备的设计与调试进行研究分析，首先对全无油超高真空设备设计进行研究与分析，其次对全无油超高真空设备调试问题以及优化措施进行研究，在此阶段中相关人员应做好升压率合格调试，调整生产组织方式进行研究等，最后企业可以提高设备设计调试结果，提升生产产品质量，促进真空设备稳定发展。
参考文献:
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