欢迎访问本站!
行业头条  >  行业知识  >  真空管道用镀锌管,到底会不会漏气
真空管道用镀锌管,到底会不会漏气
半小时前   浏览:1   作者:管道

有家做板材搬运的小厂,上了几台真空吸盘吊具,真空泵装在车间角落,从泵到吊具拉了四十多米管子。管子是镀锌管,丝接,装完试机,吸盘能吸住板子,就是吸得慢,泵一直响个不停,半小时后泵体烫手。

厂里以为是泵选小了,换了台大泵,情况好一点,还是不停机。后来用皂液把丝口挨个刷了一遍,找到三处冒泡的地方,还有一处是焊在管上的支架把管壁压出了凹坑。补好之后,泵的启停恢复正常。

这个案例里,管子本身没错,错在连接和安装。真空管道用镀锌管能不能行,得先问一句:要多高的真空。

真空按压力分档,粗真空是 101 千帕到 1.3 千帕,中真空是 1.3 千帕到 0.13 帕,高真空再往下。真空吸盘搬运、真空过滤、真空输送粉料、真空浸渍、真空包装,这类工况大多在粗真空区间,压力在几十千帕到几千帕。镀锌管在这个区间是能用的。

真空泵与真空管道系统泄漏点示意

一、粗真空里,镀锌管的强度绰绰有余

真空管承受的是外压,最大也就是一个大气压,101 千帕。这个压力对钢管来说很小。

算两个数。DN100 的管子,内径约 106 毫米,管端如果封一块盲板,大气压作用在这块板上的力是压强乘面积,面积 0.0088 平方米,力约 890 牛顿,不到一百公斤。一块法兰加四颗 M16 螺栓,抗这个力很轻松。

再算外压失稳。薄壁圆筒受外压会失稳,临界压力跟壁厚与外径之比的立方成正比。DN100 壁厚 3.5 毫米,径厚比约 30,按长圆筒公式估算,临界外压远高于 0.1 兆帕,实际不会吸扁。DN300 壁厚 6 毫米,同样安全。

所以真空系统的管子,强度不是问题,壁厚按常规选就行。真正决定成败的是密封,是能不能把漏率压下去。

二、到了千帕以下,锌层开始拖后腿

真空系统里有个概念叫出气率,指单位面积表面在单位时间里放出的气体量。金属表面看着光溜,实际上吸附着一层水分子和气体分子,抽真空的时候它们慢慢往外跑。

不锈钢经过抛光、清洗、烘烤,出气率可以做到十的负八次方帕立方米每平方米每秒的量级。普通碳钢不做处理,要高两三个数量级。热镀锌层的表面是多孔的,微观上像一层海绵,吸附面积比光面大得多,出气率还要再高。

系统的极限压力,粗略等于总出气量除以泵的有效抽速。DN50 的管子一米长,内表面积约 0.19 平方米,出气率取十的负六次方,总出气量 1.9×10⁻⁷ 帕立方米每秒。泵的有效抽速如果是一升每秒,也就是十的负三次方立方米每秒,算下来极限压力约 1.9×10⁻⁴ 帕。

这个数看着很低,但它是理想化的。实际系统里还有接头、阀门、软管、工件表面,水汽的贡献远大于空气。锌层孔隙里的水,抽几个小时的真空也未必放得干净。表现就是压力降到一个值之后卡住不动,泵一直跑。

这种「抽不下去」在真空干燥和真空浸渍上最明显。设备要频繁开盖进料,每次开盖管内壁重新吸一层水,下一次抽真空就要花更长时间把水汽带走。管子的表面积越大,这个滞后越重。四十米 DN50 的管,内表面积七个多平方米,相当于在系统里挂了一块吸了水的海绵。

所以分界线大致在这儿:要求 10 千帕以上,镀锌管没问题;要求 1 千帕到 10 千帕,要挑管、要把接头做严;要求 1 千帕以下,别用镀锌管,用不锈钢。

三、螺纹是真空系统里最薄弱的环节

螺纹密封靠的是牙型咬合加填料。填料常见的是 PTFE 生料带、麻丝加铅油、厌氧胶。这三种在正压水系统里都好用,在真空里各有一本账。

生料带在负压下会被往管内吸,尤其是拆装过一次之后,牙面上的带子已经变形,密封能力下降。麻丝加油漆在真空下会缓慢释放挥发物,污染真空腔。厌氧胶固化后是固体,密封性好一些,但拆卸时要加热,管子基本报废。

更要紧的是螺纹本身的泄漏路径。螺纹是一圈螺旋的缝隙,从管外一直通到管内,长度就是螺纹的旋合长度,DN50 大约 20 毫米。填料填的是这条缝,填不实就漏。真空侧漏进去的是空气,含氧含水,对真空腔是双重污染。

法兰和焊接就可靠得多。法兰靠垫片,垫片是整体受压,没有螺旋通道;焊接是冶金结合,只要焊缝不漏,就是零泄漏。真空系统的标准做法,管段之间焊接,需要拆的地方用法兰或者快卸卡箍。

真空法兰有专门的系列,GB/T 6070 规定了真空技术用的法兰尺寸,常见的 CF、KF、ISO-K 几种。KF 用中心环加 O 型圈,靠卡箍压紧,拆装快,适合粗真空和中真空。镀锌管要接真空法兰,中间需要一段不锈钢过渡,这个过渡件现场做不好,反而是新的漏点。

四、还有两个容易被忽略的漏源

头一个是软管。真空吸盘吊具末端一般要接一段软管,这段软管往往是整个系统漏得最厉害的地方。普通橡胶管在负压下内层会起泡剥离,用几个月就漏。要用带螺旋钢丝增强的真空专用胶管,或者 PU 管配快插接头。

第二个是支架和吊卡。镀锌管壁薄,吊卡拧得太紧会把管壁压出凹坑,凹坑处的锌层开裂,成为腐蚀起点,也是应力集中点。真空系统有压力交变,凹坑处反复变形,时间长了会裂。

这两个漏源跟管材无关,但现场查漏时经常被忽略。查漏的办法很土也很有效:关掉泵,把系统抽到一定真空,然后关阀保压,看压力上升的速度。升得快说明漏,升得慢说明是出气。再用皂液或者超声波检漏仪定位。

这套查漏思路,跟 镀锌管漏水,带水怎么补 里的分段隔离法是一个道理,只是把水换成了气,把正压换成了负压。

五、真要用镀锌管,五件事做到位

第一件,管段尽量焊,少用丝口。焊缝要满焊,焊完清渣,做煤油渗透或者气密检查。焊口两侧的锌层被烧掉,要补锌,补锌的做法见 镀锌管接法兰,焊完怎么补锌,补完之后管内要清干净。

第二件,必须拆的位置用法兰加 O 型圈,不用平板垫片。O 型圈是线接触,压紧比压高,密封可靠。O 型圈材质按介质选,一般用丁腈橡胶,有油雾的场合用氟橡胶。

第三件,管路尽量短、尽量直。真空系统的压降损失比正压系统更敏感,因为气体密度低,同样的流速下沿程阻力占比更大。弯头多一个,抽速就掉一截。DN50 的九十度弯头,等效长度约一米五,六个弯头等于多拉九米管。

第四件,泵口装过滤器。锌层掉粉、管内锈渣,都会往泵里跑。旋片泵进颗粒会拉缸,水环泵会堵喷嘴。泵前加一道一百微米的滤网,成本很低。

第五件,装完做保压试验。抽到工作真空,关阀,记录一小时内的压力上升值。上升速率控制在每小时几千帕以内,粗真空系统就算合格。超标就分段查。

六、四个常见误判

第一个,把泵的抽速当系统抽速。泵铭牌上的抽速是泵口的,管路一长,有效抽速就掉。DN50 管四十米,加六个弯头,有效抽速可能只剩铭牌值的三分之一。这时候换大泵没用,得改管路。

第二个,把出气当泄漏。压力降不下去,很多人第一反应是找漏点,其实可能是管内壁在放气。区分办法是看压力曲线,泄漏是线性上升,出气是先快后慢,越到后面越平。

第三个,用普通球阀做真空阀。普通球阀的阀杆填料是按正压设计的,负压下会从阀杆往内吸气。真空系统要用真空专用阀,阀杆有波纹管或者双层 O 圈。

第四个,忽略温度。真空腔抽气时气体膨胀吸热,管壁温度会降,如果介质里带水汽,可能在管内结露甚至结霜。镀锌管结露之后锌层开始腐蚀,形成一个越用越差的循环。

真空系统的管子、法兰、卡箍、软管,规格型号比水管杂,尤其 KF 和 CF 两套体系不能混。把真空度要求、管径、泵型号、接口型式列清楚发到钢管动力,做真空管路和配件的厂家能直接对上,少走弯路。

真空管道用镀锌管会不会漏气?

会不会漏看连接方式,不看管材。镀锌管本身不漏,螺纹连接在负压下容易漏,因为填料会被往管内吸。粗真空(10 千帕以上)用焊接加法兰,做好检漏,可以做到不漏;1 千帕以下建议改用不锈钢管。

真空度到多少就该换不锈钢管?

大致分三档:10 千帕以上,镀锌管没问题;1 到 10 千帕,要把接头做严、管内清干净;1 千帕以下,用不锈钢。分界的原因是镀锌层多孔,出气率高,压力降到一定程度就卡住不降,泵一直跑。

镀锌管受一个大气压的外压会不会吸扁?

不会。真空管最大外压只有一个大气压,101 千帕。DN100 壁厚 3.5 毫米,径厚比约 30,按长圆筒外压失稳公式估算,临界压力远高于 0.1 兆帕。真空系统的管子强度不是问题,密封才是。

怎么区分是漏气还是管内出气?

看保压曲线。抽到工作真空后关阀,泄漏引起的压力上升是线性的,出气引起的上升是先快后慢、越往后越平。再用皂液或超声波检漏仪定位具体漏点,分段关阀可以把范围缩到某一管段。

真空系统的阀门有什么讲究?

不能用普通球阀。普通阀的阀杆填料按正压设计,负压下会从阀杆往内吸气。要用真空专用阀,阀杆带波纹管或双层 O 型圈。法兰按 GB/T 6070 选,KF 系列适合粗真空和中真空,拆装快。

数据来源:来自公开网络。

钢管动力,关联公众号:钢标控。

头条号
管道
介绍
行业从业人员
推荐头条