Вакуумирование – термин, используемый для характеристики различных процессов осуществляемых в вакууме. Например, термин вакуумирование используется в металлургии и обозначает процесс дегазации стали перед ее разливкой Способ вакуумирования считается особо эффективным, т.к. позволяет удалить из жидкой стали растворенные в ней газы и таким образом улучшить ее качество.

Вакуумирование стали осуществляется при различных техпроцессах, выполняемых после ее переплавки: вакуумирование в ковше, вакуумирование струи при переливке стали из ковша в ковш или при разливе, порционное вакуумирование и вакуумирование циркуляционным способом [1].

Раньше для вакуумирования применялись пароэжекторные системы. Эти системы используют большое количество пара, создаваемого бойлерами со значительными энергозатратами, расходующих масло, воду, мазут и электроэнергию в больших объемах, требующих длительного, сложного и регулярного обслуживания.

Вместо эжекторных систем компания Edwards предложила использовать системы с механическими сухими насосами, которые обладают значительно меньшими расходами энергии, резко снижают количество выбросов выхлопных газов в атмосферу, снижают стоимость обслуживания, требуют меньшее пространство для размещения и дают большую гибкость в работе.

В настоящее время системы откачки с использованием сухих механических насосов широко используются во всем мире. Они позволяют снизить потребление электроэнергии на 80% по сравнению с пароструйными эжекторами, а так же снизить количество выхлопов до 90%. Снижение затрат на обработку выхлопных газов позволяет сэкономить до 350 000 евро в год.

Компания Edwards является безусловным лидером в технологиях вакуумной дегазации стали. Например, для одного нового завода были поставлены 18 новых супер систем откачки, в которых скомбинированы механические бустерные насосы производительностью по 450 м3/час каждый. Эти системы сухой откачки обеспечивают значительное снижение потребляемой энергии по сравнению с традиционными эжекторными системами. Откачные системы компании Edwards были выбраны еще и потому, что компания имеет отличную репутацию во всем мире. Ее системы зарекомендовали себя как надежное оборудование для работы в сложных, экстремальных условиях.

Для создания оборудования по реализации процессов вакуумирования в металлургии компания «Интек Аналитика» поставляет высокопроизводительные вакуумные насосы и посты компании Edwards.

Процесс вакуумирования широко используется и является обязательным при изготовлении силовых трансформаторов напряжением 150-750 кВ. перед их заливкой маслом. Эта операции производится перед заливкой для удаления из бака и растворенного в масле воздуха, а также сорбированных изоляцией влаги и газа. Вакуумирование продолжается и после заливки до полного прекращения выделения пузырьков воздуха из масла. Для откачки из бака трансформатора паров влаги и газа в основном применяют вакуумные пластинчато-роторные насосы с масляным уплотнением.

Вакуумирование также применяют в холодильной промышленности при откачке холодильного контура с целью удаления из него воздуха и газа после опрессовки с целью снижения влаги.

Процесс вакуумирования нашел неожиданное применение в геологии, для увеличения дебита скважин, пройденных в породах с малой водоотдачей. Вакуумирование способствует увеличению дебита по сравнению с обычными забивными скважинами (фильтрами) в 2,5 раза, а радиуса влияния — в 2—3 раза. Такие скважины называют вакуумскважинами. Вакуумирование бетона способствует интенсивному удалению свободной воды и воздуха из свежеуложенной бетонной смеси при пониженном давлении на внешних поверхностях или внутри забетонированной конструкции. В результате вакуумирования бетонная смесь уплотняется и улучшаются ее механические свойства. До вакуумирования бетонную смесь уплотняют вибраторами. Вакуумирование осуществляют вакуум-насосами с помощью накладываемых на поверхность бетона вакуум-щитов или вакуум-трубок, закладываемых в бетонируемую конструкцию. Для поверхностного вакуумирования используют переносные вакуум-щиты площадью 0,5...1,0 м², изготовляемые из 10 мм плотной водостойкой фанеры. Внутреннее вакуумирование как более сложное по технологии применяют в исключительных случаях. В зависимости от подвижности и толщины слоя бетонной смеси вакуумирование осуществляется при давлении 5 00...600 мбар продолжительностью от 5 до 50 мин.

Для вакуумирования бетона и скважин наиболее эффективно использовать поставляемые «Интек Аналитика» жидкостно-кольцевые вакуумные насосы с производительностью до 7000 м³/ч или воздуходувки типа Lutos серии DT с производительностью до 9 000 м³/ч.

Вакуумирование холодильного контура производится с целью удаления из контура воздуха и газа после опрессовки и, самое главное, для понижения содержания влаги. Наличие в контуре влаги может привести к забивке льдом регуляторов подачи, четырехходового клапана и с большой вероятностью к выходу из строя компрессора.

Для удаления влаги из контура насосом необходимо, чтобы вода из жидкого состояния перешла в газообразное. Для этого при нормальном атмосферном давлении необходимо нагреть воду до состояния кипения или понизить давление и перевести воду в парообразное состояние и удалить с помощью насоса. Так как в контуре поднять температуру не представляется возможным, то используются вакуумные насосы, например спиральный вакуумный насос nXDS6i, поставляемый «Интек Аналитика».

Вакуумирование также широко используется в пищевой промышленности для закатки заполненных продуктом банок. Вакуумирование является одной из важ­нейших операций, так как от нее зависит герметичность банки, а следовательно, и сохранность качества продукта при хранении.

Жестяные банки герметизируют соедине­нием фланца крышки с фланцем корпуса банки двойным закаточным швом, внутри которого находится уплотня­ющий слой пасты. Закатка банок производится на авто­матических или полуавтоматических вакуумных закаточных маши­нах. Эффективное вакуумирование во время закатки и создание разрежения в консервной банке имеют ряд до­стоинств. Эти процессы обеспечивают более высокое качество продук­та и снижают подверженность банок деформации во время тепловой обработки. В связи с этим при закатке необходимо осуществлять вакуумирование до 0,2 бар, особенно при производстве ассортиментов из неизмельченного мяса. Операции по вакуумированию консервных банок следует осуществлять с помощью вакуумных водокольцевых насосов. Метод вакуумирования широко используется в производстве композиционного материала, в процессе которого эффективно удаляются излишки смолы, наносимой между слоями ламината. После такой обработки изделия из углепластиковых и стеклопластиковых ламинатов становится более плотным и устойчивым к механическим нагрузкам, в том числе, и при экстремальных атмосферных воздействиях.

Процесс вакуумирования применяется при сублимационной сушке пищевых продуктов. Удаление воды из продукта осуществляется после его предварительной заморозки до температуры минус (55…50) °С и последующего испарения воды, минуя жидкую фазу. В процессе сушки в вакуумной камере необходимо поддерживать давление ниже 6 мбар. Продукты, обработанные таким способом, обладают всеми положительными качествами, сохраняя вкусовые качества и питательные свойства, их можно хранить длительное время в упакованном виде при обычных условиях. Для откачки технологических вакуумных камер рекомендуется использовать вакуумные сухие механические насосы типа GXS фирмы Edwards, поставляемые компанией Интек Аналитика.

Папко В.М., к.т.н., ученый секретарь АО «Интек Аналитика»

ЛИТЕРАТУРА 1. Политехнический словарь под редакцией академика И.И. Артоболевского. Издательство «Советская энциклопедия». Москва 1977.