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플랜지 접속 방법 9.3.1 플랜지 접속 (1) O-ring 접속 플랜지 탄성 중합체를 이용한 O-ring 플랜지의 가장 일반적인 방식이 KF 플랜지이다. 그림 9-9는 두 개의 플랜지를 결합하기 위해 센터링(center ring)에 O-ring을 끼우고 플랜지의 연결 접촉면에 있는 오링 홈에 넣어 고정한 후에 클램프로 밀봉하는 구조를 나타낸다. 플랜지 내부의 접촉면은 평평하고 오링 홈이 있지만 바깥면은 경사지게 구성되어 플랜지를 결합하기 위해 클램프를 두르고 조이게 되면 클램프의 경사면을 따라 밀리면서 두 플랜지의 접촉면을 누르며 밀봉하는 유용한 구조이다. 그림 9-10에서는 한 개의 클램프를 이용하여 밀봉하는 플랜지 이외에, 여러 개의 볼트와 나사를 이용하여 플랜지를 결합하는 방식을 나타내고 있다. 그림 9-11은 K.. 2022. 10. 12.
탄성 중합체 9.2.6 탄성 중합체 탄성 중합체(elastomer)는 휘기 쉬우나 압축이 어려운 소재로써, 표면이 부드럽기 때문에 주로 접합 표면이나 누설을 제거하는 개스킷으로 많이 사용된다. 탄성이나 복원력이 좋아 다시 사용할 수 있지만, 초고진공 시스템에서 투과성 이 문제시 된다. 일반적으로 탄성 중합체는 헬륨이 많이 스며들 수 있으며, 헬륨으로 누설을 측정하면 헬륨이 서서히 확산하여 실질적인 누설을 일으킬 수 있다. 합성 고무 소재인 Buna-N은 헬륨에 대한 투과 저항력이 높고, 가격이 저렴하기 때문에 많이 사용하며, 80°C 이하의 온도영역에서 사용하기 적합하다. 진공 부품의 연결부에 밀폐용 탄성 중합체로 사용하는 Viton은 Dupon사의 상표명이지만, 워낙 많이 알려져 있기 때문에 고유 명사화하여 부르는.. 2022. 10. 10.
진공재료(2) 9.2.2 알루미늄 고진공 시스템에서 알루미늄(aluminium)이나 알루미늄 합금은 폭넓게 사용되고 있는데, 이는 알루미늄이 가볍고 강도가 높으며 열전도율이 우수하여 온도특성의 효율이 높기 때문에 진공 용기와 각종 진공 부품으로 많이 사용한다. 또한, 비자성체로써 전기전도가 우수하며, 부식에 강한 편이고, 금과 같이 유연하여 가공하기 쉬우며, 가격이 저렴하다는 장점을 가진다. 진공 시스템에서 알루미늄을 사용할 경우, 가장 문제시되는 점은 바로 밀봉이다. 고진공 영역에서 고무 O-ring을 사용하게 되면 그리 큰 문제는 발생하지 않지만, 초고진공의 경우에는 알루미늄이 연한 재료이기 때문에 적합한 개스킷 재료를 구하기 어렵다. 따라서 알루미늄을 용접하게 되면, 이와 같은 문제는 사라지지만, 반면에 용접 부.. 2022. 10. 9.
진공 튜빙 9.1.4 진공 튜빙 진공 시스템으로 공급되는 대부분의 기체는 튜빙 라인(tubing line)을 통하여 이루어지며, 필요에 따라 다양한 스웨즐락(swagelok)을 사용하게 된다. 그림 9-6은 각종 스웨즐락의 외형을 나타내고 있다. 스웨즐락 튜브 피팅을 하기 위해 고려하여야 할 사항으로는 튜빙의 재질, 두께, 표면 처리 및 경도 등이 있다. 튜빙 작업에는 표면에 흠집이 없어야 하며, 표면을 주의하여 다루어야 한다. 실제로 튜빙 표면이 긁히거나 결함이 생기면 건조한 공기, 수소, 헬륨, 아르곤 및 산소와 같은 기체는 매우 작은 분자들이기 때문에 미세한 누설경로를 통해서 빠져나갈 수 있다. 만일, 표면에 이상이 생기면 연마작업으로 제거하여 부드럽게 만들 수도 있지만, 두께가 얇아져서는 안 된다. 스웨즐락.. 2022. 10. 8.
진공 설계 진공 설계 고진공 시스템은 비교적 간단한 실험용 장비에서부터 규모가 큰 산업용 장비에 이르기까지 다양하며, 또한 대기압에서 $10^{-7}$ torr까지 압력 범위가 넓은 편이다. 실제로 고진공 시스템의 설계를 이해하기 위해서는 기계공학, 전기·전자공학, 소프트웨어공학, 재료공학 및 진공 공학 등의 다양한 학문을 필요로 한다. 특히, 이러한 공학 중에 핵심 분야라고 할 수 있는 진공 공학은 진공 펌프의 적합한 형태와 크기, 배기관과 밸브의 용량 등을 선정하는 것이며, 고진공 시스템을 구성하는 주요 부품, 진공 재료와 이들 사이에 결합 기술 등의 필요한 제원과 정보를 파악하여야만 한다. 따라서 본 장에서는 진공 시스템을 구성하는 진공 부품의 구조와 특성을 살펴보고 또한 진공 시스템에서 사용하는 다양한 재료.. 2022. 10. 7.
잔류 가스 분석기와 누설의 방지 8.2.2 잔류 가스 분석기 잔류 가스 분석기를 이용하여 진공 시스템의 누설을 검출하기 위해 가장 많이 사용하는 가스가 헬륨(helium)이다. 이는 상기 표나 그림에서 알 수 있듯이, 대기 중에 헬륨이 차지하는 비율이 매우 낮으며, 즉 누설을 검출할 경우에 유입되는 기체와 구별하기 상당히 쉽기 때문이다. 잔류 가스 분석기로 누설을 검출하는 경우, 주로 헬륨을 탐지 가스로 사용하는 구체적인 이유를 살펴보면 다음과 같다. 1. 헬륨은 불활성 기체 중에 가장 가볍다. 따라서 미세한 균열이나 구멍을 통한 누설이라 하더라도 검출하는 데 감도가 좋으며, 잔류 가스 분석기를 이용하여 쉽게 검출할 수 있다. 2. 헬륨은 누설검사가 용이하다. 이는 이미 그림 8-4에서 기술하였듯이 대기 중에서 극소량 포함하고 있으므로.. 2022. 10. 6.
진공누설의 검출 8.2 누설의 검출 진공 시스템에 있어 사용하는 공정의 종류에 따라 상당히 많은 진공 부품과 연결되며, 이러한 부품을 통해 유입될 수 있는 수 Å 정도의 크기를 가진 기체분자를 차단하기란 결코 쉬운 작업이 아니다. 그러나 원활하게 진공 시스템을 사용하기 위해서는 누설은 반드시 차단하여야 하며, 최소한 허용되는 누설률을 확인하거나 정량적으로 누설량을 측정하여야 할 것이다. 표 8-2에서는 진공 누설을 검출하는 여러 가지 방법을 분류하고 있다. 진공 누설을 검출하는 방법으로는 크게 진공법과 가압법으로 대별하며, 여기에 침투법이 추가되기도 한다. 진공법은 누설을 확인하고자 하는 장비나 부품에 진공 펌프를 연결하여 배기하고, 누설의 부분에 가스를 투여함으로써 검출 센서로 검출하는 방식이다. 반면에 가압법은 대기.. 2022. 10. 5.
진공의 누설 진공의 누설 진공 시스템을 구성함에 있어 고려하여야 할 사항으로는 지금까지 기술한 것처럼 진공 용기의 크기, 펌프나 게이지의 선정 및 각종 소재 등이 기초가 되어야 하고, 이를 토대로 진공도의 결정, 진공의 상태 및 진공 시스템의 효율적인 운영일 것이다. 이와 같은 중요한 고려사항 중에 또 다른 요소가 바로 진공 용기의 누설(leak)을 확인하는 것이다. 특히, 각종 진공 시험을 비롯하여 진공 시스템을 이용한 공정에 따라 다양한 방법으로 누설을 시험하게 된다. 사실, 진공 시스템에서 누설은 어떠한 방식으로든 발생하게 되며, 아무리 완벽하게 만들어진 진공 용기라고 하더라도 누설이 없다고 말할 수 없다. 이와 같은 이유로 성능이 우수한 진공 펌프를 이용하여 진공 용기 내에 기체 분자들을 배기하여도 최종 압력.. 2022. 10. 4.

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