Preview

iPolytech Journal

Advanced search

IMPROVING SEALING ELEMENT QUALITY BY ION-PLASMA SPUTTERING

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-11-199-208

Abstract

The purpose of the work is to study the possibility of reducing leakages in the seals with metal O-rings (on example of a vacuum flange joint of the ConFlat standard) by ion-plasma sputtering deposition of a soft metal on the ring surface. The coating was applied using an original ion-plasma source with a liquid anode. The hermeticity of sealing o-rings of the CF40 joint was tested on an ultrahigh vacuum test bench with a XT-100M mass spectrometer quadrupole gas analyzer tuned to control the in-leakage of helium in the test bench vacuum chamber. Conducted experiments allowed to determine that the amount of in-leakage decreases under the reusing of a sealing ring sputtered with a copper coating. Ring surface micrographs were obtained using a scanning electron microscope. Sputtering deposition of a soft metal layer on the contact surfaces of a single-used metal ring restores surface sealing properties as well as reduces in-leakage as compared to a new liner. The effect is provided by the formation of a tight contact of the flange wedge solid metal with the surface of the plastic coating leveled along the entire circumference, which was restored by smoothing ring cavities formed during the previous tightening of the flange joint.

About the Authors

S. I. Aganaev
Irkutsk National Research Technical University
Russian Federation


N. V. Astrakhantsev
Irkutsk National Research Technical University
Russian Federation


S. A. Zaides
Irkutsk National Research Technical University
Russian Federation


References

1. Материалы уплотнений трубопроводной арматуры. Свойства уплотнительных материалов [Электронный ресурс] // Старт ИМПЭКС. URL: https://starimpex.ru/raznoe/svojstva-uplotnitelnyh-materialov.html (26.09.2018).

2. Крепление скважин [Электронный ресурс] // Добыча нефти и газа. URL: http://oilloot.ru/component/content/article/78-tekhnika-i-tekhnologii-stroitelstva-skvazhin/170-kreplenie-skvazhin (26.09.2018).

3. Уплотнение - важнейший компонент гидравлической конструкции [Электронный ресурс] // Основные средства: URL: http://www.os1.ru/article/7328-uplotnenie-vajneyshiy-komponent-gidravlicheskoy-konstruktsii (10.10.2018).

4. Промышленная экология [Электронный ресурс]. URL: http://www.alfar.ru/smart/1/1054/ (10.10.2018).

5. Божко Г.В. Разъемные герметичные соединения // Вестник ТГТУ. 2010. Т. 16. № 2. С. 404-120

6. Аганаев С.И., Тютрин Н.О. Исследование технологии получения герметичных покрытий на уплотнительных элементах ионно-плазменным методом // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): материалы VII Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием (Иркутск, 26-28 апреля, 2018 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2018. С. 213-220.

7. Артеменко Н.В., Симонов В.Н. Власова Д.В. Исследование процесса осаждения нитрида титана на установке ионно-плазменного напыления МАП-3 // Труды ВИАМ. 2017. № 12 (60). С. 110-122

8. Сейткулов А.Р. Особенности процесса получения покрытий вакуумным ионно-плазменным методом // Вестник КазККА. 2010. № 3 (64). С. 151-155.

9. Паперный В.Л., Погодин В.К., Перминова Е.А. Исследование герметичности уплотнительных соединений плоскость - плоскость с ионно-плазменными покрытиями // Химическое и нефтегазовое машиностроение 2013. № 9. С. 3-6.

10. Пат. № 2322632, Российская Федерация Разъемное соединение / В.К. Погодин, В.П. Вирюкин, И.М. Рудых, А.М. Кузнецов, Меринов С.П. Елшин А.И. 04.08.2006 г.

11. Пат. №170029, Российская Федерация Устройство для создания потока металлической плазмы / О.И. Шипилова, Н.В. Астраханцев, Н.В. Лебедев, В.Л. Паперный. 12.04.2017 г.

12. ООО "АВАКС" Научно-производственная фирма: Уплотнительные прокладки соединений CF (conflat) [Электронный ресурс]. URL: https://avacuum.ru/rus/armature/59/g179/ (10.10.2018).

13. Fittingplus: Пассивная арматура вакуумных систем. [Электронный ресурс]. URL: http://fittingplus.ru/pdf/vacuum_fitting+.pdf (10.10.2018).

14. Никитин О. Ф. Обоснование размеров канавки установки кольца контактных уплотнительных устройств // Наука и образование МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 6. С. 113-118.

15. Борисенко А.Г. Источник бескапельных плазменных потоков для наноэлектроники // Технология и конструирование в электронной аппаратуре 2013. № 4. С. 37-41.

16. Пат. № 95112665/09, Российская Федерация. Масс-спектрометр для газового анализа / А.В. Козловский. 27. 01.1998.

17. Pyramid Vacuum: Масс-анализаторы серии Extorr XT [Электронный ресурс]. URL: http://www.pyramid-vacuum.ru/extrr.htm (15.10.2018).


Review

For citations:


Aganaev S.I., Astrakhantsev N.V., Zaides S.A. IMPROVING SEALING ELEMENT QUALITY BY ION-PLASMA SPUTTERING. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(11):199-208. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-11-199-208

Views: 184


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)