VCR接头技术解析

1. VCR接头概述

VCR是英文Vacuum Coupling Radius Seal(真空连接径向密封)前三个英文单词的缩写,最早由美国Swagelok公司的金属面密封接头(Metal Gasket Face Seal Fitting)的注册商标。VCR接头最早用于宇航工业,目前在半导体光电制造行业普遍使用。可能是因为Swagelok公司的名气和影响力太大,VCR成了金属面密封接头的代名词。中国厂商可以自主生成,但是由于精度技术的问题,更多的还是使用进口的VCR。

VCR是面密封接头(Face Seal Fitting)的一种,密封元件采用金属垫片。通过内、外螺纹互锁来压迫金属垫片,使垫片产生一定的变形,从而达到密封的效果。两侧接头中间用金属垫片,拧紧螺帽使两侧接头向中间挤压,使垫片产生形变来密封。

VCR的五件套:Short-Gland + Female-Nut + Gasket + Long-Gland + Male-Nut。这种面密封式的接头气密性比较好,一般特种气体或是高纯气体管路多数会用到这种形式的接头;而其他一般气体(如惰性气体)多数或采用卡套型式的,因为这种操作方便,且比较便宜。


VCR组件

VCR工作原理

2. VCR性能特点

VCR接头洁净度高(组件经过电抛光及清洗等工艺处理)、密封性好,特别适用于要求无泄漏的超高纯净系统、超高真空系统及高压系统。因为采用了金属密封元件,VCR接头的额定工作温度范围比较广(采用SUS316L垫片的 VCR接头,温度额定值可达537℃)。VCR接头便于安装,具有最小拆卸间隙,可以反复拆装(拆卸后重新安装需要更换新垫片)。

VCR接头的Gland同TUBE管之间需要焊接。VCR接头—般要与自动焊接头配合使用,在不需要拆卸的地方使用自动焊接头(Weld Fittings),在需要拆卸的地方(如阀门、设备接口处)使用VCR接头。因此很多厂家的样本上都是把VCR接头(金属面密封接头)和自动焊接头放在一起的,有些厂家还把这两种接头统称为Clean Fittings(洁净管件)。

VCR接头材质上,接管(Gland)、本体(Body)和螺母(Nut)的材质一般为SUS316或SUS316L。垫片(Gasket)的材质一般为 SUS316L镍或铜(铜垫片现在基本不使用),垫片有镀银和不电镀之分。VCR内螺纹螺母(FemaleNut)的内螺纹经过镀银处理,以防止磨损。

正确安装方法

准备:两把固定扳手工具,VCR接头组件(包括内外螺纹螺母,VCR接管和垫片)。

如果是高纯应用,需在安装前带上无尘手套,并处于洁净的环境中实施。

1.将外螺纹螺母和内螺纹螺母分别套入VCR接管。

2.将两部分包含内外螺纹螺母的VCR接管焊接至卡套管。

3.安装金属垫片:如果选择的带支撑的垫片,建议将垫片直接卡在含外螺纹螺母的VCR接管上(注意不要划伤接管端面);如果是无支撑的垫片,可将垫片直接放入含内螺纹螺母的VCR接管内。

4.用手旋紧VCR内外螺纹螺母。

5.用无尘油性记号笔在内、外螺母的六角头上划直线做记号。

6.使用固定扳手固定外螺纹螺母,另一个固定扳手卡入内螺纹螺母并顺时针旋转安装到位(NI镍/SS不锈钢垫片 锁紧1/8圈,Cu铜材料 锁紧1/4圈)。


安装后的检查

如果在安装过程中VCR 接头没有旋紧到位,则可能产生安全泄漏隐患。完成安装后可以按照以下步骤进行检查:

1.检查VCR内外螺纹螺母上的标记线角度是否符合安装角度标准(不锈钢/镍垫片,45度;铜垫片,90度);观察内螺纹螺母上的测试孔内是否安装了垫片。这些检查方法简单易行,但需要在施工时做好标记,减少随后的泄漏测试不通过带来的的重装麻烦。

2.正压保压测试或真空氦气检漏检查VCR接头上的泄漏孔以保证管路无泄漏。

3.通过泄漏测试后,对于重要管路应当做好标识,对于有振动的管路应加装VCR接头锁定装置,防止振动松脱。

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