Инновационная высоковакуумная камерная электропечь сопротивления модели СНВЭ-2.4.2/13-ИОП-НИТТИН для электронной промышленности

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ТЕРМООБРАБОТКА: ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ»

П. В. Антонович, ООО«НПП«НИТТИН», г. Белгород,

В электронном приборостроении широко используются технологические операции обезгаживания и вакуумной пайки. Обезгаживание — это удаление газообразных примесей с поверхности деталей и из объема материала. Такая предварительная операция повышает стабильность, надежность и долговечность за счет исключения или сведения к минимуму выделения газов в объем электровакуумного прибора в процессе эксплуатации. Полноценное обезгаживание возможно только в среде с малыми парциальными давлениями удаляемых из деталей газов, что обеспечивается широким использованием высоковакуумных электропечей. В них же после удаления всех загрязнений с поверхности в высоком вакууме проводят пайку, которая позволяет изготавливать сложные по конструкции узлы из сравнительно простых деталей, в том числе выполненных из разнородных материалов

Для решения этих задач была разработана, изготовлена и поставлена заказчику инновационная высоковакуумная камерная электропечь модели СНВЭ-2.4.2/13-ИОП-НИТТИН (далее — Электропечь). Она предназначена для термического обезгаживания деталей вакуумного блока фотоэлектронных приборов и вакуумной пайки, в том числе активной (контактно-реактивной с использованием активных металлов), металлокерамических корпусов вакуумных блоков фотоприемных модулей. Электропечь также обеспечивает пайку керамических деталей с металлами без нанесения и вжигания металлизации на керамические детали. Инновационная Электропечь используется в технологической цепи модернизированного технологического комплекса.

В процессе разработки Электропечи применен целый комплекс инновационных технических решений. Впервые Электропечь такого типа разгружается на месте эксплуатации и монтируется в течение одной рабочей смены. Электропечь сверхкомпактна. Вся площадь, занимаемая ею, составляет 1500 × 1500 мм. Она полностью автономна. Для её включения в работу необходимо только подвести электропитание и подключить заземление.

Комплектность Электропечи:

  • моноблочный несущий каркас (инновационное решение);
  • высоковакуумная система (включает вакуумную камеру и откачной высоковакуумный пост с безмасляной откачкой);
  • нагревательный модуль цельнометаллической конструкции;
  • замкнутая система водяного охлаждения с чиллером;
  • автономная пневмосистема;
  • система электропитания, включающая печной трансформатор;
  • автоматическая система управления;
  • система безопасности.

Моноблочный несущий каркас. Инновационная Электропечь модели СНВЭ-2.4.2/13-ИОП-НИТТИН является единым конструктивным монтажным блоком. Это инновационное решение, впервые предложенное ООО «НПП «НИТТИН». Благодаря ему Электропечь доставляется заказчику в полностью собранном состоянии. На место эксплуатации Электропечь доставляется на собственных колесах-роликах. ­При размещении Электропечи на месте эксплуатации колеса-ролики трансформируются в стационарные опоры. Все системы и узлы Электропечи собираются в пределах несущего моноблочного каркаса и не выходят за его габариты, чем обеспечивается максимальная компактность Электропечи. Допускается её размещение непосредственно на полу цеха без специального фундамента. В несущем моноблочном каркасе Электропечи стационарно монтируются вакуумная камера с нагревательным модулем, откачной вакуумный пост, печной трансформатор, замкнутая система водяного охлаждения, включая чиллер, автономная пневмосистема, системы электропитания и автоматического управления, система безопасности. По каркасу ведется разводка всех коммуникаций. Вся конструкция моноблочного несущего каркаса служит для удобства и безопасности обслуживания Электропечи.

Высоковакуумная система. Это совокупность всех взаимосвязанных между собой элементов вакуумной камеры и откачного высоковакуумного поста для создания, повышения и поддержания высокого вакуума в рабочем пространстве Электропечи. Откачной высоковакуумный пост агрегатируется с вакуумной камерой Электропечи.

Вакуумная камера. Цилиндрический корпус установлен на опорные лапы и закреплен на моноблочном несущем каркасе. Конструкция вакуумной камеры состоит из цилиндрического корпуса с двойной стенкой, которая охлаждается водой. Корпус представляет собой горизонтальный цилиндр с одним загрузочным проемом и одной открывающейся передней крышкой.Открывание передней крышки — вручную. Крышка открывается влево от загрузочного проема и крепится к цилиндрическому корпусу с помощью кронштейна. Герметизация передней крышки после закрывания осуществляется с помощью рычажных прижимов. Материал вакуумной камеры —конструкционная нержавеющая сталь. Все поверхности вакуумной камеры — полированные. Конструкция вакуумной камеры исключает коррозию материала сосуда и кожуха водяной рубашки. В корпусе вакуумной камеры предусмотрены технологические отверстия для установки термоэлектрического преобразователя и ввод для монтажа контрольных термопар, а также высокоамперных электрических токовводов. Рабочая среда в вакуумной камере при нагреве, изотермической выдержке и охлаждении — вакуум. Вакуумная камера комплектуется узлом напуска инертного газа (давлением до 1,0 бар) для ускоренного охлаждения садки при температурах ниже 500°С. Внутри вакуумной камеры установлен нагревательный модуль цельнометаллической конструкции.

Безмаслянный откачной высоковакуумный пост. Откачная высоковакуумная система Электропечи предназначена для откачки вакуумной камеры. Она состоит из двух линий. Первая линия: спиральный форвакуумный и турбомолекулярный насос производительностью по N2 не менее 1500 л/с, а также адаптер продувочный для насосов; водяная ловушка, установленная на входе откачной линии, чтобы температура на фланце турбины не превышала 120°С; высоковакуумный затвор и вакуумные клапаны с автоматическим электромеханическим приводом. Основная линия обеспечивает откачку вакуумной камеры Электропечи до предельного остаточного давления не менее 1,33·10–5 Па (1·10–7 мм рт. ст.). Вторая линия — форвакуумная, на основе безмаслянного спирального насоса со скоростью откачки 430 л/мин., откачка влаги — 250 г/сутки, предельный вакуум 30 Па. Вторая линия используется для предварительной откачки вакуумной камеры. Кроме того, высоковакуумная система включает запорную арматуру, вакуумные трубопроводы, сильфонные компенсаторы, мановакуумметры и широкодиапазонные датчики контроля остаточного давления.

Нагревательный модуль цельнометаллической конструкции. Основные элементы конструкции нагревательного модуля — остов, теплоизоляция, нагревательные элементы, электроизоляторы, элементы крепления, подовые опоры и столик для установки садки. Остов нагревательного модуля выполнен в форме цилиндра. Материал остова — полированная листовая аустенитная нержавеющая сталь марки 12Х18 Н10 Т. Теплоизоляция — экранно-вакуумная. Она состоит только из листов полированного молибдена. Нагревательные элементы выполнены из молибдена. Электроизоляторы — из термостойкой корундовой керамики. Элементы крепления — из молибдена. Подовые опоры и столик для размещения садки изготавливаются из молибдена. Размеры рабочего пространства (не более): ширина 200 мм, длина 400 мм, высота 200 мм.Номинальная температура Электропечи 1300°С. Равномерность температуры (максимальный перепад температуры) в загруженном деталями рабочем пространстве Электропечи не более ± 5°С в установившемся тепловом режиме в диапазоне температур от 600 до 1300°С. Измерение температуры — с помощью термопар.

Замкнутая система водяного охлаждения (с чиллером). Чиллер вмонтирован в моноблочный несущий каркас и не требует дополнительной производственной площади. Система предназначена для подачи охлаждающей воды на все элементы Электропечи, которые имеют температуру, превышающую 45°С. Автоматическая система управления Электропечи позволяет контролировать расход воды и температуру по каждому каналу охлаждения; осуществлять непрерывный контроль и сигнализировать о наличии или отсутствии протока воды в каналах; отображать текущую температуру и сигнализировать о её превышении заданного показателя.

Автономная пневмосистема необходима для подачи сжатого воздуха к исполнительным пневматическим элементам, которые обеспечивают работу пневмоприводов. Управление пневмосистемой осуществляется через электропневматические распределители.

Автоматическая система управления построена на базе отечественного программируемого логического контроллера и его измерительных блоков, имеющих свидетельство об утверждении типа средств измерений. Предоставление информации осуществляется с мнемосхемы, изображенной на сенсорной панели оператора. Система управления обеспечивает автоматический и ручной (наладочный) режимы управления Электропечью. Она производит регистрацию и архивацию параметров процесса на съемный Flash-носитель показаний температуры и вакуума в процессе нагрева и остывания Электропечи в электронном виде и на дисплее сенсорной панели оператора в виде цветных графиков и таблиц с возможностью их распечатки на принтере. Цветной струйный принтер и компьютер с лицензионным программным оснащением входят в комп­лект поставки. График температуры технологического процесса задается и автоматически поддерживается контроллером.

Система электропитания. Электропитание устройства нагрева Электропечи осуществляется от понижающего печного трансформатора. Подвод электропитания к электрооборудованию выполнен проводами и кабелями. Они проложены в гофрированных пластиковых трубах и монтажных коробах в пределах моноблочного несущего каркаса. Кабели к токовводам нагревателей подсоединены с помощью специальных болтовых зажимов и закрыты защитными кожухами.

Система безопасности. Электропечь соответствует требованиям безопасности, предусмотренным ГОСТ 12.2.007.9–93. По способу защиты от поражения электрическим током Электропечь относится к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0–75 (2001). Степень защиты, обеспечиваемая оболочками, — код IР по ГОСТ 14254–96 (МЭК 529–89). Электропечь обеспечивает безопасные условия труда в процессе эксплуатации и ремонта в соответствии с действующими нормативными документами по технике безопасности и отвечает требованиям стандартов безопасности труда (ССБТ). Электропечь обязательно оснащается клапаном сброса давления (предохранительным клапаном) — для случая внезапного роста давления газов выше атмосферного внутри вакуумной системы.

Основные технические характеристики инновационной камерной вакуумной электропечи модели СНВЭ-2.4.2/13-ИОП-НИТТИН

Наименование параметра
Номинальные значения
Номинальная температура, °С
1300
Предельное значение вакуума в Электропечи после предварительного обезгаживания
нагревательного модуля в холодном состоянии, Па (мм рт. ст.), не более
1,33·10–5 Па
(1·10–7 мм рт. ст.)
Габариты рабочего пространства, мм:
ширина
200
глубина
400
высота
200
Масса садки с технологической оснасткой, кг
30
Внешние габаритные размеры Электропечи, мм, не более:
ширина
1500
длина
1500
высота
1900
Среда в рабочем пространстве:
— при нагреве и выдержке;
— при охлаждении
 
вакуум
вакуум/инертный газ
Установленная мощность, кВт, не более
49
 в т. ч. нагревательного модуля камеры, не более
35
Равномерность температуры в рабочем пространстве в установившемся режиме в пределах температур 600–1300 °С, не более
±5
Количество независимых зон нагрева
1
Время откачки, мин., не более
45
Масса Электропечи, кг, не более
1200 

 


ООО «НПП «НИТТИН»,
г. Белгород,
тел.: +7 4722-777-8-44,
nittin.ru@gmail.com| www.nittin.ru

Похожие статьи


Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.