A VCR 피팅 까다로운 유체 및 가스 시스템에서 누출 방지 연결을 만드는 데 사용되는 고순도 금속 대 금속 면 밀봉 튜브 피팅입니다. VCR 피팅s seal by compressing a soft metal gasket between two precision-machined convex and concave gland faces, eliminating elastomers and achieving leak rates as low as 1×10⁻¹¹ std cc/sec helium - 반도체 제조, 분석 장비, 고순도 가스 공급 및 오염이나 누출이 허용되지 않는 모든 응용 분야에 대한 표준 선택입니다. "VCR"이라는 이름은 Swagelok Company의 등록 상표이지만, 이 회사가 개척한 페이스 씰 피팅 디자인은 현재 동일한 치수 표준에 따라 여러 공급업체에서 제조되고 있습니다.
VCR 피팅의 작동 원리: 안면 밀봉 원리
VCR 피팅에 대한 이해는 압축 피팅, NPT 스레드 또는 플레어 연결과 근본적으로 다른 밀봉 메커니즘으로 시작됩니다.
각 VCR 연결은 수형 글랜드, 암형 글랜드, 고정 너트 및 개스킷의 네 가지 구성 요소로 구성됩니다. 수샘은 볼록한(돔형) 밀봉 표면을 가지고 있습니다. 암 글랜드에는 일치하는 오목한(오목한) 밀봉 표면이 있습니다. 고정 너트를 조이면 두 개의 글랜드를 함께 끌어당겨 가공된 두 면 사이에서 일반적으로 316L 스테인리스강, 니켈 또는 구리로 만든 개스킷을 압축합니다. 개스킷은 소성 변형되어 양쪽 씰링 면의 미세한 표면 불규칙성을 채워 밀봉된 금속 대 금속 씰을 생성합니다.
씰은 탄성 부품 없이 금속-금속 접촉으로 완전히 형성되기 때문에 VCR 피팅은 다음과 같습니다.
- 가스 방출에 대한 내성 - 엘라스토머는 가스를 흡수 및 방출하여 초순수 공정 흐름을 오염시킵니다.
- 씰 성능 저하 없이 전체 공정 온도 범위와 호환 가능
- 거의 모든 산업용 화학물질 및 가스에 대한 내성
- 반복적인 조립 및 분해가 가능합니다. 개스킷은 유일한 소모성 부품입니다.
VCR 피팅 구성 요소 상세 정보
남성과 여성의 땀샘
글랜드는 스톡 바 또는 단조 재료로 가공된 VCR 연결의 구조 본체입니다. 수 글랜드에는 외부 나사산 본체와 정밀하게 겹쳐진 볼록 밀봉면이 있습니다. 암형 글랜드에는 개스킷을 수용하는 오목한 면이 있습니다. 두 땀샘은 일반적으로 다음과 같이 제조됩니다. 316L 스테인레스 스틸 - 낮은 탄소 함량(최대 0.03%)으로 선택되어 용접 중 감작을 최소화하고 밀봉 표면에서 입자 생성을 줄입니다. 표면 거칠기가 있는 전해 연마 마감 Ra ≤ 0.25μm(10μin) 고순도 반도체 응용 분야의 표준입니다.
너트 고정
고정 너트는 수형 글랜드 본체에 나사산을 형성하고 개스킷을 장착하는 데 필요한 압축력을 가합니다. 밀봉 표면에 직접 접촉하지 않습니다. 고정 너트는 표준 육각형 구성과 다음 유형으로 제공됩니다. 저토크 또는 고유량 설계 피팅 전체의 압력 강하를 최소화하기 위해 내부 보어가 확대되었습니다.
개스킷
개스킷은 재조립할 때마다 교체되는 유일한 구성요소입니다. 개스킷 재료 선택은 화학적 호환성, 온도 범위 및 누출 성능을 결정하는 주요 변수입니다.
- 316L 스테인레스 스틸: 표준 가스켓 재질입니다. 대부분의 가스 및 액체와 호환되며 온도 범위는 −269°C ~ 649°C(−452°F ~ 1200°F)이며 표준 구성에서 최대 3,300psig의 압력에 적합합니다.
- 니켈: 특히 반도체 식각 공정에서 흔히 사용되는 할로겐 가스(염소, 염화수소, 불화수소)와 같이 추가적인 내식성이 필요할 때 사용됩니다. 스테인레스 스틸보다 부드러워 밀봉을 달성하는 데 필요한 보충 토크가 더 적습니다.
- 구리: 열 전도성이 높고 매우 부드럽습니다. 면 하중을 최소화하면서 밀봉이 가능합니다. 극저온 및 일부 진공 응용 분야에 사용됩니다. 반도체 공장에서는 덜 일반적입니다.
- 금도금 스테인리스 스틸: 스테인레스 기판에 금의 내식성을 제공합니다. 니켈이 부족한 부식성이 강한 특수 가스에 사용됩니다.
- PTFE 캡슐화: VCR 구성에서는 거의 사용되지 않습니다. 화학적 불활성이 가스 방출 문제보다 중요한 관련 표면 밀봉 설계에서 더 일반적입니다.
VCR 피팅 크기 및 치수 표준
VCR 피팅의 크기는 연결하는 공칭 튜브 외경(OD)에 따라 결정됩니다. 표준 크기 범위에는 고순도 시스템에 사용되는 대부분의 기기 및 프로세스 튜빙이 포함됩니다.
| 공칭 크기 | 튜브 외경 | 최대 작동 압력(316 SS) | 일반적인 응용 |
|---|---|---|---|
| 1/8인치 | 0.125인치(3.18mm) | 최대 3,300psig | 분석 장비, GC 시스템 |
| 1/4인치 | 6.35mm(0.250인치) | 최대 3,300psig | 반도체 가스 패널, 실험실 가스 라인 |
| 3/8인치 | 0.375인치(9.53mm) | 최대 3,300psig | 고유량 공정 라인, 벌크 가스 시스템 |
| 1/2인치 | 12.70mm(0.500인치) | 최대 3,300psig | 공정 가스 캐비닛, 고유량 전달 |
| 9/16인치 | 14.29mm(0.5625인치) | 최대 3,300psig | 특수 고유량 진공/압력 시스템 |
는 1/4인치 크기가 가장 일반적입니다. 반도체 및 고순도 가스 응용 분야에 사용됩니다. VCR 표준 내의 모든 크기는 동일한 스레드 피치와 비례적으로 확장된 글랜드 형상을 공유합니다. 즉, 조립 및 토크 절차가 크기 전반에 걸쳐 일관되어 기술자 교육이 단순화됩니다.
VCR 피팅이 사용되는 곳: 주요 응용 분야
반도체 및 마이크로 전자공학 제조
이는 전 세계적으로 VCR 피팅의 주요 적용 분야입니다. 현대 반도체 공장에서는 가스 공급 시스템을 운영합니다. 순도 99.9999%(6N) 이상 , 가스 방출 엘라스토머 또는 미세한 누출 경로로 인한 ppb 미만의 오염이라도 웨이퍼 결함 및 수율 손실을 일으킬 수 있습니다. VCR 연결은 가스 스틱 어셈블리(특수 가스의 공정 도구 흐름을 제어하는 모듈형 가스 전달 패널), 대량 가스 분배 시스템, 질량 흐름 컨트롤러, 압력 조절기 및 밸브에 대한 연결 전반에 사용됩니다. 하나의 현대적인 팹에는 다음이 포함될 수 있습니다. 수만 개의 개별 VCR 연결 .
분석 계측
가스 크로마토그래프(GC), 질량 분석기 및 기타 분석 장비에는 오염이 전혀 발생하지 않는 운반 및 교정 가스 연결이 필요합니다. VCR 피팅은 엘라스토머의 탄화수소 오염으로 인해 기본 측정이 손상될 수 있는 기기 입구, 검출기 연결 및 교정 가스 실린더 조절기에 지정됩니다.
고순도 화학공정
제약 제조, 생명공학 발효 가스 시스템 및 특수 화학 물질 생산에서는 USP 또는 cGMP 요구 사항에 따라 유동 경로에서 탄성 중합체 연결이 금지되는 VCR 피팅을 사용합니다. VCR 연결을 완전히 청소하고, 부동태화하고, 검증하는 기능을 통해 FDA 21 CFR Part 211 시설 표준을 준수합니다.
항공우주 및 국방
추진제 전달 시스템, 유압 테스트 스탠드 및 위성 추진 시스템은 극한의 온도 사이클링(극저온에서 고온 배기 환경까지)과 높은 진동 부하(탄성 밀봉이 피로해지고 균열되는 조건) 전반에 걸쳐 누출 무결성을 유지하는 능력을 위해 VCR 또는 치수적으로 동등한 면 밀봉 피팅을 사용합니다.
연구 및 실험실 시스템
초고진공(UHV) 시스템, 입자 가속기 가스 라인, 핵 연구 시설 및 극저온 시스템은 누출 방지 기능과 시스템 수정 중 연결을 반복적으로 분해 및 재조립하는 기능이 모두 필요한 배관과 기기 사이의 표준 전환 연결로 VCR 피팅을 사용합니다.
VCR과 기타 고순도 피팅 표준 비교
VCR이 유일한 안면 밀봉 피팅 표준은 아닙니다. 대안과 비교하는 방법을 이해하면 경쟁사와 비교하여 지정해야 하는 시기가 명확해집니다.