Герметизация соединений в вакууме — одна из самых сложных задач в технике. Даже микроскопические щели и поры могут нарушить герметичность, повлиять на работу оборудования, исказить измерения и снизить эффективность процессов. Особенно высокие требования предъявляются к материалам герметика: они должны быть химически инертными, выдерживать перепады давления и температур, не выделять газов и сохранять стабильность в течение всего срока службы. В этой статье рассмотрим, какие герметики подходят для вакуумных систем, как их правильно выбирать и какие ошибки недопустимы при герметизации.
Особенности вакуумных условий
- Абсолютное давление ниже атмосферного — от 1 мбар до 10⁻⁹ мбар и ниже;
- Чувствительность к микроподсосам — даже молекулярные утечки приводят к потере вакуума;
- Повышенные требования к чистоте — герметик не должен испаряться, выделять летучие соединения (low outgassing);
- Часто — контакт с агрессивными газами, температурными циклами, ионизирующим излучением.
Требования к герметику для вакуума
- Низкое газовыделение (low outgassing) — особенно важно для ультра- и сверхвысокого вакуума (UHV);
- Высокая адгезия к стеклу, металлу, керамике, пластикам;
- Термостойкость — от -60 до +200 °C, в некоторых зонах — до +300 °C;
- Отсутствие усадки, трещин и растрескивания при отверждении;
- Совместимость с химией — гелий, водород, спирты, кислоты, щелочи, аргон;
- Допуск к использованию в вакуумных камерах, научной аппаратуре, масс-спектрометрах и т. п.
Типы герметиков для вакуумных соединений
Силиконовые герметики с низким газовыделением
Идеальны для герметизации в высоком и среднем вакууме. Нейтральные силиконы медицинского или технического класса с маркировкой low outgassing не выделяют летучих веществ и сохраняют эластичность.
- Температурный диапазон: от -60 до +200 °C;
- Без запаха, без уксусной кислоты;
- Подходят для фланцев, прокладок, кабельных вводов, люков;
- Могут применяться в лабораторных и производственных установках, в том числе с периодической разгерметизацией.
Эпоксидные клеи и герметики
Для жёсткой фиксации и герметизации элементов, не подверженных деформации. Обеспечивают отличную адгезию и химическую инертность, могут использоваться при вакууме до 10⁻⁶ мбар и ниже (в зависимости от состава).
- Имеются специальные low-outgassing серии (например, от Henkel, Master Bond);
- Подходят для герметизации датчиков, зондов, впаек, капсул;
- Низкая усадка, высокая стойкость к тепловому циклированию.
Фторполимерные герметики
Устойчивы к агрессивной химии, высокой температуре и обеспечивают долговременную герметизацию. Идеальны для ультрачистых систем, где важно исключить любое взаимодействие герметика с внутренней средой.
Подходят для реакторов, вакуумных смесителей, криогенных и коррозионных сред. Применяются в ограниченных зонах из-за высокой стоимости и технологичности.
Вакуумные компаунды и замазки
Используются для временной или легкоразбираемой герметизации. Выпускаются как мягкие пасты или пластичные составы, не полимеризующиеся полностью, но сохраняющие герметичность за счёт плотного прилегания.
- Подходят для стеклянных муфт, откачных узлов, временных соединений;
- Пример — Apiezon Q, Dow Corning High Vacuum Grease;
- Не выдерживают нагрев и агрессивную среду, но удобны в эксплуатации.
Зоны применения
- Герметизация фланцев и люков в вакуумных камерах;
- Фиксация и уплотнение трубок, датчиков, стеклянных капилляров;
- Изоляция клемм, кабелей, разъёмов в условиях откачки;
- Сборка исследовательской аппаратуры (РФ-источники, масс-спектрометры, атомные ловушки);
- Герметизация стекло-металлических переходов и интерфейсов.
Вывод
Для герметизации соединений в вакууме лучше всего подходят нейтральные силиконовые герметики с низким газовыделением, эпоксидные клеи с сертификатами outgassing, а также специальные фторполимерные или пастообразные вакуумные компаунды. При выборе важно учитывать уровень вакуума, температурный режим, химическую нагрузку и требования к разборности. Точный подбор герметика — это основа стабильной и безопасной работы вакуумной системы.
