진공 고장 수리

 

 

 

고장 수리

진공 시스템을 안전하게 유지하고 보수한다는 것은 바로 사용자에 대한 안전과 연관되며 신체상의 피해를 제거하고, 장비와 시설에 대한 안전사고를 줄여 손실을 없앤다는 의미이다. 실제로 진공 시스템으로 작업하는 과정에는 전기, 고압가스, 고온이나 저온 등에 의한 위험 요소가 동반된다. 따라서 정기적인 진공 장비의 접점과 유지/보수를 수행하여야 함은 물론이고, 사용자는 장비에 대한 매뉴얼을 잘 숙지하여 여러 종류의 피해나 손실을 방지하여야 할 것이다. 진공 시스템의 유지 및 보수는 진공 장비와 부품을 정상적으로 동작하도록 관리하는 것이며, 각종 장비를 적절하게 취급하고 운용하게 되면 안전하게 오래도록 수명을 연장할 뿐만 아니라, 진공 시스템의 가동률도 향상시킬 수 있게 된다. 본 장에서는 진공 시스템에서 발생할 수 있는 오염과 고장의 원인을 알아보고, 진공 시스템의 유지 및 보수와 세척에 관해 기술하도록 한다.

 

 

 

10.1 고장원인

이번 절에서는 진공 시스템에서 발생할 수 있는 오염과 고장의 원인에 대해 기술하고자 한다.

 

 

 

10.1.1 진공 오염

진공 시스템에서 오염은 전체 시스템의 문제를 야기시킬 수 있기 때문에 이에 따라 장비 운용에 방해하거나 영향을 주게 되는 오염원은 되도록 완전히 제거하여야 한다. 일반적으로 오염에는 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 진공 용기 내부로 유입되는 오염 물질로 대부분 진공 펌프를 통하여 외부로 방출되는 것으로, 이러한 물질을 CRAPP(contamination resulting in additional partial pressure)라고 한다. 그리고 다른 하나는 유입된 오염 물질이 펌프를 통해 배출되지 않는 물질로, 이를 CRUD(contamination resulting in undesirable deposits)라고 한다. 대체로 O-ring을 새로 교체하게 되면 내부에 잔류하고 있던 오염 물질인 수분이나 화학 용매가 진공이 되면서 서서히 표면으로 확산하여 탈착하게 된다. 이와 같은 물질들은 표면에서 탈착되어 진공 용기로 들어가며, 제조공정에 영향을 미치거나 진공 펌프의 배기 능력을 낮추는 원인이 되기도 한다. 즉, 오염 물질들은 진공 시스템의 진공도를 낮추며 배기 시간을 늦추게 할 수도 있고, 혹은 진공 용기를 베이크(Bake) 하거나 공정 중에 온도 상승으로 O-ring에서 빠져나와 진공 중에서 다시 응축된다. 이러한 응축 물질은 배기 과정을 저하하게 된다. 따라서 O-ring에 의한 오염물질을 제거하기 위해서는 설치하기 전에 베이크 하거나 IR lamp를 이용하여 공기 베이크(air bake)를 실시하여 오염원을 제거하는 것이 바람직하다. 진공 시스템의 내부나 진공 부품을 손으로 만질 경우에 지문이 남게 되면, 고진공을 유지하는데 가스 부하로 작용할 수 있다. 이러한 지문에 의한 오염 물질은 종류나 정도에 따라 다르지만, 공정에 문제를 일으키거나 배기시간을 상당히 저하하는 원인이 되기 때문에 진공 시스템을 다루는 데 있어 청결을 유지하여야 한다. 진공 시스템에 있어 청결은 진공 영역으로 노출되는 표면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 진공 시스템을 설계하고 제작하는 과정에서 반드시 청정실(clean room)에서 수행하게 되며, 주의를 기울여 잔류하는 오염원이 제거되도록 세척하여야 한다. 대기에 노출된 진공 시스템에서 기체분자를 배기하여 진공 영역으로 만들기 위해서는 반드시 용도에 맞는 진공 펌프를 사용하여야 한다. 만일, 오일을 밀봉하는 펌프를 사용하게 되면 펌프로부터 진공 용기로 오일 증기가 역류할 수 있다. 특히, 진공도가 낮아질수록 진공 용기 쪽으로 오일 역류가 더욱 가속될 수 있다. 이러한 역류를 방지하기 위해 trap를 장착하게 되며, 정기적으로 trap를 분리하여 점검하여야 한다. 한편, 오일에 의한 오염을 방지하기 위해 드라이 펌프를 사용하게 되지만, 드라이 펌프는 hydrocarbon 증기를 발생시키는 윤활유를 사용하기 때문에 역시 주의하여 제작하여야 한다.