Câmaras e Componentes de Vácuo
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Câmaras e Componentes de Vácuo
Câmaras e Componentes de Vácuo Sirius – Câmaras e Componentes de Vácuo • Definição de “vácuo” • Válvulas all-metal para ultra-alto vácuo (UAV) • Câmaras de ultra-alto vácuo (UAV) para aceleradores e elementos óticos R. M. Seraphim – Em nome do Grupo Vácuo/LNLS 2 July 2013 Definição de “vácuo” Definição de vácuo de acordo com dicionário: Que não contém nada; oco, despejado, vazio. (Dic. Aurélio) Definição de vácuo de acordo com a tecnologia de vácuo: pressão inferior a pressão atmosférica. Níveis de pressão compreendidos pela Tecnologia de Vácuo (ISO 3529-1) Níveis de pressão (mbar) Caminho livre médio λ (cm) N (moléculas/m3) Baixo vácuo 1013 – 1 < 10-2 3,24 x 1023 Fluxo viscoso Médio vácuo 1 – 10-3 10-2 – 10 3,24 x 1019 Fluxo transição 10-3 – 10-7 10 - 105 3,24 x 1015 Fluxo molecular < 10-7 > 105 3,24 x 1013 Fluxo molecular Alto vácuo Ultra-alto vácuo Regime de escoamento Válvulas all-metal para ultra-alto vácuo Principais requisitos: • • • • • • • • Compatíveis com 1E-11 mbar (ultra-alto vácuo) Fabricada com materiais não-magnéticos ou μr < 1,01 Suportar temperatura máxima de 300 ⁰C c/ gradientes de aquec. e resfr. de 60 ⁰C/h Suportar pressão máx. 2000 mbar Estanqueidade para hélio inferior a 5E-10 mbar.l/s Condutância para regime molecular superior a 50 l/s (eq. N2) Manter estanqueidade após no mínimo 50 ciclos de abre e fecha (quando uso de selo substituível) Taxa de desgaseificação inferior a 1E-11 mbar.l/(cm2.s) Ex. válvula VAT – vedação duro-duro Ex. válvula MDC – vedação mole-duro Câmaras de UAV para aceleradores e elementos óticos Principais etapas para a fabricação de câmaras de vácuo Projeto Fabricação Teste final Aplicação Usinagem dos componentes Limpeza padrão Escolha dos materiais e dimensionamento Inspeções/controle de qualidade Montagem Tipos de bombeamento e medidas de operação Limpeza padrão Pré-vácuo e teste de vazamento Processos de fabricação Soldagem Condicionamento Teste de vazamento das soldas Câmaras de UAV para aceleradores e elementos óticos Câmaras de dipolo Caminho de vácuo c/ BPM Estação de bombeamento Câmara kicker - antiga Câmaras de UAV para aceleradores e elementos óticos Câmaras para elementos óticos: espelhos Durante montagem na linha de luz Montada e em funcionamento na linha de luz Durante montagem dos espelhos Fabricada pela empresa FCA Brasil Câmaras de UAV para aceleradores e elementos óticos Câmaras para elementos óticos: espelhos Durante montagem de 1 espelho Pronta para ser instalada na linha de luz Montada na estufa para 1º. Processo de condicionamento: 120°C@24h Montada na linha de luz Fabricada pela empresa FCA Brasil Câmaras de UAV para aceleradores e elementos óticos Câmaras para elementos óticos: monocromadores • Peso ~ 500 kg; • ~ 800 parafusos apertados. Durante montagem na linha de luz Durante tratamento de passivação superfície: • Plasma He-5%O2 • T = 120 °C Montada e em funcionamento na linha de luz Fabricada pela empresa FCA Brasil Considerações finais A fabricação de câmaras e componentes de vácuo, apesar de possibilitar o uso de tecnologia convencional de usinagem e caldeiraria, requer uma série de cuidados para não comprometer o seu uso na faixa de pressão desejada. Por isso, deve-se seguir estritamente as recomendações e práticas compatíveis com a tecnologia de vácuo, pois um simples descuido do tipo tocar com o dedo, sem proteção, uma superfície limpa, acarretará em uma taxa de desgaseificação da ordem de 1E-5 mbar.l/s. cm2