Вакуумный фланец ConFlat (CF)

1. CF-фланец: определение и назначение
2. Виды вакуумных фланцев ConFlat
3. Особенности конструкции и монтажа CF-фланцев
4. Стандартные размеры фланцев CF
   Материалы изготовления фланцев, прокладки и крепежей
5. Характеристики и преимущества фланцев CF

CF-фланец: определение и назначение

Фланец ConFlat – это специальный фланец, предназначенный для уплотнения разъемных соединений между вакуумными камерами, трубами и насосами в системах сверхвысокого вакуума (UHV), а также для работы в условиях высоких температур. Название «Conflat» является зарегистрированным товарным знаком американской компании-производителя приборов для научной промышленности и разработчика вакуумных технологий Varian Inc.

Требования к размерам CF-фланцев регламентирует международный стандарт ISO 3669-2.

Виды вакуумных фланцев ConFlat

Фланцы для соединений CF имеют несколько исполнений:

• фискированные (невращающиеся) фланцы – представляет собой цельную конструкцию, выравнивается            с учетом положения отверстий под крепежи и фиксируется с помощью сварки;

• поворотные (вращающиеся) – состоят из внутреннего кольца под приварку и внешнего с отверстиями под крепежи. Наружное кольцо легко проворачивается, позволяя быстро и без усилий совместить отверстия с аналогичными на встречном приварном фланце.
  
• фиксированные глухие;
  
• поворотные глухие.
  

Глухие фланцы CF не имеют проходного отверстия. Они предназначены для использования в качестве    герметичной заглушки при необходимости перекрытия движения рабочей среды в неиспользуемых портах  вакуумной камеры. Фиксированные глухие ConFlat-фланцы могут применяться с трубами нестандартного размера.

Отверстия под болты в фиксированных и поворотных фланцах CF бывают:

• резьбовые – отверстия с накатанной дюймовой или метрической резьбой, позволяющей не использовать гайки. При выборе фланца с резьбовыми отверстиями важно помнить о необходимости точного совпадения размеров отверстий и шага резьбы под болты компонентов;

• безрезьбовые (зазорные) – сквозные отверстия, обеспечивающие наличие достаточного зазора для крепежей, проходящих насквозь через оба фланца соединения. Болты фиксируются с помощью шестигранных или пластинчатых гаек. Для скрепления фланцев со сквозными отверстиями могут использоваться крепежные элементы как с дюймовой, так и с метрической резьбой.
  

Особенности конструкции и монтажа CF-фланцев

Разъемное фланцевое соединение ConFlat для вакуумного оборудования включает несколько компонентов:

• два фланца типа CF (неподвижный и вращаемый);

• медную прокладку;
  
• крепежи достаточной длины – болты с шестигранной головкой, винты или шпильки. После прохождения через фланцы с безрезьбовыми отверстиями должен оставаться свободным фрагмент болта для накручивания гайки. Для соединения фланцев с резьбовыми отверстиями используются более короткие крепежи;
  
• шестигранные или плоские гайки (металлические пластины с двумя резьбовыми отверстиями, форма и размер которых совпадают с отверстиями под крепеж).
  

С внутренней, вакуумной, стороны ConFlat flanges имеют специальный режущий выступ (ножевой край), который при скручивании фланцев болтами вдавливается в плоское кольцо из меди. Пластичный металл заполняет мелкие следы механической обработки и неровности на поверхности фланцев, за счет чего происходит уплотнение, достаточное для поддержания в оборудовании условий сверхвысокого вакуума: фланцы CF могут работать при давлении ниже 10 -13 торр.

Из-за деформации острой кромкой медную прокладку нельзя использовать повторно.

Стандартные размеры фланцев CF

В соответствии со спецификацией ISO 3669-2 CF flanges обозначаются префиксом DN или NW (Европа, Азия) и имеют размеры от DN10 до DN400, которые определяются внутренним диаметром изделий. Они сочетаются с фланцами других производителей, однако при выборе размера следует принимать во внимание, что размеры вакуумной арматуры по американскому стандарту определяются внешним диаметром и исчисляется в дюймах.

Размеры NA (Северная Америка): 23/4", 41/2", 6", 8", 10", 12", 131/4", 14" и 161/2". Также в системе представлены фланцы промежуточных размеров 21/8", 33/8", 45/8", 63/4", что дает возможность использования широкого размерного диапазона труб.

Материалы изготовления фланцев, прокладки и крепежей

Фланцы для систем высокого и сверхвысокого вакуума производятся из нержавеющей стали, способной сохранять механические свойства при высоких рабочих температурах. В качестве сырья чаще всего используется аустенитная нержавеющая сталь AISI 304, обладающая высокой прочностью, коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.

По запросу заказчика могут быть выполнены из AISI 304L со сниженным содержанием углерода или AISI 304LN. Flanges CF 304L отличаются устойчивостью к межкристаллитной коррозии и снижением миграции хрома в сварных швах и зонах медленного охлаждения. Для увеличения твердости и стойкости материала CF фланца к износу, а также возможности дегазации водорода в состав стали может быть введен азот.

Помимо стали, фланцы также производятся из алюминия с упрочненной поверхностью.

Уплотнительная прокладка изготавливается из чистой бескислородной меди и выдерживает давление от 760 до 1 x 10 -13 торр. Кольцо подвергается химической очистке и тщательной механической обработке для удаления мельчайших царапин и заусенцев. Оно непроницаемо для газов и выдерживает умеренно высокие температуры. Во избежание образования оксида меди на участках, контактирующих с воздухом и его попадания в вакуумную камеру, рекомендуется использовать посеребренные медные прокладки.

Фланцевое соединение имеет уровень натекания <1.0E-11 mbar l /s и рассчитано на работу в температурном диапазоне от -196 ºC до 500 ºC.

В алюминиевых CF-фланцах применяются алюминиевые прокладки, поскольку использование медных исключено. Допускается установка алюминиевых колец в нержавеющих фланцах ConFlat при температуре обжига не более 200 ºC.

Крепежные элементы должны быть выполнены из того же сплава, что и фланцы – так обеспечивается равномерное расширение в процессе термической обработки изделия и дополнительная защита от течей.

Характеристики и преимущества фланцев CF

К достоинствам ConFlat flanges относятся:

• обеспечение полной герметичности систем сверхвысокого вакуума;

• простота и высокая скорость монтажа;
  
• возможность многократного использования (заменяется только медная прокладка);
  
• высокая степень надежности и безопасности;
  
• устойчивость к окислению и коррозии при взаимодействии с агрессивными средами в условиях высоких температур;
  
• различные исполнения и широкий диапазон размеров.
  

Купить фланец CF DN AISI 304 любого размера можно в компании ЕМК. Мы обеспечиваем комплексные поставки всех видов металлопродукции европейского качества в страны таможенного союза и СНГ, контролируем соответствие изделий требованиям стандарта и предоставляем всю сопровождающую документацию. Купить и заказать ConFlat фланец вы можете по телефону или через сайт. Наши менеджеры готовы ответить на вопросы по продукции в активном чате в правом нижнем углу страницы.