Ingeniería de vacío

Los rangos de presión, unidades y presiones de referencia en los que se escribe cada lectura y especificación.

• Atmotambién atm, air
  Abreviatura informal en el taller para la presión atmosférica, utilizada para referirse a una cámara que está ventilada y abierta al aire. Jerga del oficio
• Base pressuretambién base
  La presión más baja que alcanza una cámara concreta tras bombear durante un tiempo determinado sin flujo de gas de proceso.
• High vacuumtambién HV, hi-vac
  El rango de aproximadamente 10⁻³ a 10⁻⁷ mbar, donde las moléculas chocan principalmente con las paredes y no entre sí.
• Medium vacuumtambién fine vacuum
  La franja entre aproximadamente 1 y 10⁻³ mbar, donde el flujo de gas pasa de comportarse como un fluido a hacerlo molécula a molécula.
• Microntambién millitorr, mTorr
  Nombre informal en el taller para el militorr, una milésima de Torr, utilizado en talleres de hornos, laboratorios y trabajos de refrigeración en EE. UU. Jerga del oficio
• Millibartambién mbar, hPa
  Una milésima de bar, equivalente a 100 Pa, y la unidad de presión por defecto en los trabajos de vacío en Europa.
• Partial pressuretambién partial
  La parte de la presión total aportada por una especie de gas concreta en una mezcla.
• Pascaltambién Pa
  La unidad de presión del SI, un newton por metro cuadrado, utilizada en normas y certificados de calibración.
• Rough vacuumtambién low vacuum, coarse vacuum
  El rango de presión desde la atmósfera hasta aproximadamente 1 mbar, donde el gas todavía fluye como un fluido.
• Torrtambién torr
  Unidad de presión equivalente a 1/760 de una atmósfera estándar, unos 1,333 mbar, y la unidad por defecto en laboratorios y plantas de fabricación de EE. UU.
• UHVtambién ultra-high vacuum, ultrahigh vacuum
  Vacío ultraalto (ultra-high vacuum): presiones inferiores a unos 10⁻⁷ mbar, que solo se alcanzan con sistemas horneados y con juntas metálicas.
• Ultimate pressuretambién ultimate, ultimate vacuum
  La presión más baja que puede alcanzar una bomba en una cúpula de prueba limpia y sellada, según se indica en su ficha técnica.
• Vacuumtambién vac
  Cualquier espacio cerrado donde la presión del gas está por debajo de la atmósfera circundante, clasificado según el nivel de descenso.

Cómo se mueve el gas a través de tuberías y bombas a baja presión, y los números utilizados para dimensionar un sistema.

• Compression ratiotambién K0, compression
  Relación entre la presión de salida de una bomba y su presión de entrada para un gas dado, medida a flujo neto cero.
• Conductancetambién C
  Facilidad con la que un tubo, orificio o válvula deja pasar el gas, expresada en litros por segundo.
• Effective pumping speedtambién net pumping speed, S_eff
  La velocidad de bombeo real que llega a la cámara tras las pérdidas en las tuberías y válvulas de conexión.
• Gas loadtambién load
  Flujo total de gas que un sistema de bombeo debe extraer, sumando el gas de proceso, las fugas, la desgasificación y la permeación.
• Knudsen numbertambién Kn
  Relación entre el camino libre medio y un tamaño característico, como el diámetro de la tubería, utilizada para definir el régimen de flujo.
• Mean free pathtambién MFP, lambda
  Distancia media que recorre una molécula de gas antes de chocar con otra molécula.
• Molecular flowtambién free molecular flow
  Régimen de flujo en el que las moléculas rebotan entre las paredes casi sin encontrarse entre sí.
• Pumping speedtambién speed, S
  Volumen de gas que una bomba extrae de su entrada por unidad de tiempo, medido a la presión de entrada.
• sccmtambién standard cubic centimetres per minute, SCCM
  Centímetros cúbicos estándar por minuto: unidad de flujo másico para gases de proceso, referida a 0 °C y 1 atm.
• Throughputtambién Q, gas throughput
  Cantidad de gas que fluye por un punto cada segundo, calculada como presión por volumen, en unidades como mbar·L/s.
• Transitional flowtambién Knudsen flow, intermediate flow
  Régimen de flujo intermedio entre el viscoso y el molecular, donde importan tanto los choques contra las paredes como los choques intermoleculares.
• Viscous flowtambién continuum flow
  Régimen de flujo en el que las moléculas chocan principalmente entre sí, por lo que el gas se desplaza como un fluido continuo.

Bombas de vacío primario, de respaldo y de alto vacío, cómo funciona cada una y cómo fallan.

• Argon instabilitytambién argon pumping instability
  Ráfagas periódicas de presión en una "ion pump" de diodo a medida que el argón enterrado se libera de nuevo de los cátodos.
• At speedtambién up to speed, normal speed
  Se dice de una turbobomba que ha terminado de acelerar y ha alcanzado su velocidad de rotación normal. Jerga del oficio
• Backing pumptambién forepump, fore pump
  Bomba que mantiene el escape de una bomba turbo, de difusión o Roots por debajo de su presión máxima permitida.
• Cold traptambién LN2 trap, trap
  Superficie enfriada en una línea de bombeo que congela el vapor de agua y aceite antes de que llegue a la cámara o a la bomba.
• Cryopumptambién cryo, cryogenic pump
  Bomba de captura que congela y adsorbe el gas en superficies enfriadas a unos 10 o 20 K mediante un refrigerador de ciclo cerrado.
• Diffusion pumptambién diff pump, DP
  Bomba de alto vacío sin piezas móviles que impulsa el gas hacia el escape con chorros descendentes de vapor de aceite caliente.
• Dry pumptambién dry vacuum pump, dry roughing pump
  Bomba de vacío sin aceite ni líquido en su cámara de bombeo, utilizada donde el vapor de aceite contaminaría el proceso.
• Gas ballasttambién ballast, GB
  Purga controlada de aire en la etapa de compresión de una bomba sellada por aceite que evita que los vapores se condensen en el aceite.
• Gettertambién getter pump
  Material reactivo que elimina el gas de un vacío uniéndolo químicamente a una superficie metálica fresca.
• Ion pumptambién sputter ion pump, SIP
  Bomba de captura que ioniza el gas en una descarga magnética de alta tensión y entierra los iones en titanio.
• Mech pumptambién mechanical pump
  Jerga de laboratorio para referirse a la bomba de paletas rotativas sellada por aceite que se encuentra debajo de la mesa o detrás del equipo. Jerga del oficio
• Milky oiltambién milky, cloudy oil
  Aceite de bomba que se ha vuelto turbio o cremoso por una emulsión de agua, señal de que la bomba ha estado absorbiendo cargas húmedas. Jerga del oficio
• NEGtambién non-evaporable getter, NEG pump
  Getter no evaporable: una aleación porosa que bombea gases activos una vez activada por calentamiento en vacío.
• Regentambién regeneration, regen cycle
  Forma abreviada de regeneración: calentar una "cryopump" para expulsar el gas que ha capturado y luego volver a enfriarla. Jerga del oficio
• Roots pumptambién Roots blower, booster
  Booster de lóbulos rotativos con dos rotores en forma de ocho que añade una gran velocidad de bombeo entre unos 10 y 10⁻³ mbar.
• Rotary vane pumptambién RV pump, rotary pump
  Bomba de desplazamiento positivo sellada por aceite en la que paletas deslizantes barren el gas alrededor de un rotor excéntrico.
• Roughing pumptambién rougher, rough pump
  Bomba que lleva una cámara desde la presión atmosférica hasta la presión en la que la bomba de alto vacío puede tomar el relevo.
• Scroll pumptambién scroll, dry scroll
  Bomba seca que comprime el gas entre una espiral fija y una espiral orbital, sin aceite en la trayectoria del gas.
• Throattambién pump throat, inlet
  Abertura de entrada de una bomba de alto vacío, la brida por donde entra el gas a una turbobomba, "cryopump" o "diffusion pump". Jerga del oficio
• Tip sealtambién tip seals
  Tira de polímero a lo largo del borde de la espiral de una bomba scroll que sella cada bolsa de gas contra la placa opuesta.
• TSPtambién Ti-sub, titanium sublimation pump
  Bomba de sublimación de titanio: un filamento de titanio calentado que recubre las paredes cercanas con una película fresca de captación.
• Turbomolecular pumptambién turbo, TMP
  Bomba de alto vacío cuyos álabes del rotor giran a decenas de miles de rpm y golpean las moléculas hacia el escape.

Instrumentos que leen la presión total y parcial, desde la atmósfera hasta el ultralto vacío.

• Bayard-Alpert gaugetambién B-A gauge, BA gauge
  Medidor de ionización de cátodo caliente con un fino hilo colector central, el medidor estándar para alto y ultra alto vacío.
• Capacitance manometertambién CDG, capacitance diaphragm gauge
  Medidor de diafragma que lee la presión real, independientemente del tipo de gas, a partir de la capacitancia de un diafragma flexible.
• Cold cathode gaugetambién Penning gauge, inverted magnetron gauge
  Medidor de ionización sin filamento que utiliza una descarga atrapada magnéticamente para medir la presión de alto vacío.
• Convection gaugetambién Convectron, convection Pirani
  Medidor de tipo Pirani que utiliza la convección del gas alrededor del hilo caliente para medir desde unos 10⁻³ mbar hasta la atmósfera.
• Cracking patterntambién fragmentation pattern, fragment pattern
  Conjunto de picos de iones fragmentados que produce una molécula en un espectrómetro de masas, utilizado para identificarla en un barrido de RGA.
• Degastambién degassing, gauge degas
  Calentar intensamente los electrodos de un medidor en vacío para que liberen el gas adsorbido que, de lo contrario, falsearía la lectura.
• Gas correction factortambién gas factor, gas correction
  Multiplicador que convierte la lectura de un medidor calibrado para nitrógeno en la presión real de otro gas.
• Ionization gaugetambién ion gauge, IG
  Medidor que lee el alto y ultra alto vacío ionizando las moléculas de gas y midiendo la corriente de iones resultante.
• Peggedtambién railed, pinned
  Se dice de un medidor atascado en el extremo superior o inferior de su escala, que no ofrece una lectura útil. Jerga del oficio
• Pirani gaugetambién Pirani, thermal conductivity gauge
  Medidor de conductividad térmica que lee la presión a partir de la rapidez con la que el gas transporta el calor fuera de un hilo caliente.
• RGAtambién residual gas analyzer, quad
  Analizador de gas residual: un pequeño espectrómetro de masas que identifica qué gases quedan en una cámara de vacío.

Búsqueda, medición y especificación de fugas, con helio y sin él.

• Baggingtambién bag test, hood test
  Envolver una pieza o brida en una bolsa de plástico llena de helio para comprobar su estanqueidad general de una sola vez. Jerga del oficio
• Calibrated leaktambién standard leak, reference leak
  Fuga de referencia con un flujo de helio certificado, utilizada para calibrar y comprobar las lecturas de un detector de fugas.
• Chase a leaktambién leak chasing, leak hunting
  Buscar una fuga de ubicación desconocida junta por junta, a menudo durante horas, hasta localizar el origen. Jerga del oficio
• Counterflowtambién counter-flow, reverse flow
  Configuración del detector de fugas en la que el helio viaja en sentido inverso a través del escape de una bomba turbomolecular para llegar al espectrómetro de masas.
• Gross leaktambién big leak, coarse leak
  Fuga lo suficientemente grande como para impedir que un sistema bombee correctamente, o para ser localizada sin instrumentos sensibles.
• Hang-uptambién helium hang-up
  Helio que permanece en un detector de fugas o sistema tras una gran detección, manteniendo la señal alta y enmascarando fugas pequeñas. Jerga del oficio
• Helium bombingtambién bombing, pressure-bomb test
  Sumergir piezas selladas en helio presurizado para que cualquier fuga deje entrar helio, y luego medir cuánto vuelve a salir.
• Helium leak detectortambién MSLD, helium mass spectrometer leak detector
  Espectrómetro de masas sintonizado para el helio que localiza y mide fugas detectando el helio aspirado por el sistema.
• Helium spray testtambién spray test, outside-in test
  Prueba de fugas de fuera hacia dentro: se rocía helio sobre una pieza evacuada mientras un detector vigila si entra en el interior.
• Leak checktambién leak-check, leak test
  Comprobar si hay fugas en un sistema o junta, normalmente con un detector de fugas de helio, tras cualquier rotura de vacío. Jerga del oficio
• Leak ratetambién leakage rate
  Cantidad de gas que entra en un sistema de vacío a través de una fuga por unidad de tiempo, normalmente en mbar·L/s.
• Rate of risetambién ROR, leak-up rate
  Prueba que aísla una cámara bombeada y registra la rapidez con la que sube la presión, para estimar fugas y desgasificación.
• Snifftambién sniffer test, sniffer mode
  Buscar helio que escapa de una pieza presurizada pasando una sonda olfateadora lentamente sobre juntas y soldaduras. Jerga del oficio
• Virtual leak
  Gas atrapado en una cavidad oculta dentro del vacío que se libera lentamente y se comporta como una pequeña fuga real.

De dónde proviene el gas dentro de un sistema sellado y los hábitos que lo mantienen bajo.

• Backstreamtambién backstreaming, oil backstreaming
  Flujo de aceite o vapor de la bomba en sentido contrario, desde la bomba hacia la cámara. Jerga del oficio
• Bake-outtambién bake, bakeout
  Calentamiento de un sistema de vacío durante el bombeo para eliminar el agua y otros gases adsorbidos y reducir la presión base.
• Fingerprinttambién finger oil, skin oil
  Grasa cutánea y sal que deja una mano desnuda en una superficie del lado del vacío, lo que produce outgassing durante semanas y estropea la presión base. Jerga del oficio
• Oil creeptambién creep, oil migration
  Propagación lenta de una fina película de aceite a lo largo de las superficies metálicas, que transporta el fluido de la bomba lejos de su origen.
• Outgassingtambién offgassing
  Liberación lenta de gas desde las superficies y el interior de los materiales dentro de un sistema de vacío.
• Permeationtambién gas permeation
  Paso de gas a través de las paredes sólidas o juntas de un sistema de vacío al disolverse y difundirse por ellas.
• Vapor pressuretambién vapour pressure, saturation vapor pressure
  Presión a la que un líquido o sólido está en equilibrio con su propio vapor, lo que determina qué se puede introducir en una cámara.
• Wettambién wet chamber, water-loaded
  Se dice de una cámara cuyas paredes aún contienen agua adsorbida, por lo que el bombeo es lento y se estanca en valores altos. Jerga del oficio

Bridas, juntas, válvulas, accesorios y la fontanería que mantiene unido el vacío.

• Bellowstambién flex hose, flex line
  Tubo metálico, fino y plisado, que permite que una junta de vacío se flexione o se mueva sin perder la estanqueidad.
• Blanktambién blank-off, blank flange
  Brida ciega sin orificio, utilizada para sellar una toma sin usar o para probar una bomba por separado.
• CF flangetambién ConFlat, CF
  Brida totalmente metálica que sella mediante bordes de cuchilla que muerden una junta de cobre blando, la unión estándar para UHV.
• Copper gaskettambién copper, CF gasket
  Anillo plano de cobre blando libre de oxígeno que se aplasta entre dos knife edges de CF para crear un sello de vacío metálico.
• Crosstambién 4-way cross, 6-way cross
  Accesorio con varias tomas que confluyen en un cuerpo central, utilizado para colgar vacuómetros, bombas y válvulas de un solo punto.
• Feedthroughtambién vacuum feedthrough, feedthru
  Accesorio estanco que transporta electricidad, movimiento, fluido o luz a través de una pared de vacío sin fugas.
• Forelinetambién fore, backing line
  Tubería que conecta la salida de una bomba de alto vacío o de refuerzo con su bomba de respaldo.
• Gate valvetambién gate, hi-vac valve
  Válvula de paso total con una placa deslizante que aísla una bomba de alto vacío o una cámara de carga del resto de la cámara.
• ISO flangetambién ISO-K, ISO-F
  Familia de bridas más grandes con junta de elastómero, sujetas con garras o atornilladas, utilizadas para puertos de bombas y cámaras.
• KF flangetambién KF, ISO-KF
  Brida de abrazadera de cierre rápido con anillo de centrado y junta tórica, el accesorio estándar pequeño para vacío bajo y alto.
• Knife edgetambién knife-edge seal, sealing edge
  Borde circular afilado mecanizado en la cara de una brida CF que se clava en la junta de cobre para realizar el sellado.
• Load locktambién loadlock, LL
  Pequeña cámara que se bombea y se ventila para introducir y extraer piezas sin ventilar la cámara de proceso principal.
• O-ringtambién Viton, FKM seal
  Anillo de elastómero de sección circular que sella uniones de vacío desmontables al ser comprimido en su posición.
• Stacktambién pump stack, pumping stack
  Nombre en la jerga del oficio para toda la columna de la bomba de alto vacío, válvulas, trampa y línea de respaldo que bombea una cámara. Jerga del oficio
• Vacuum symbolstambién vacuum schematic symbols, graphical symbols
  Símbolos gráficos normalizados para bombas, vacuómetros, válvulas y trampas utilizados en los esquemas de sistemas de vacío.

El funcionamiento diario: hacer vacío, ventear, cambiar a alto vacío y la jerga del oficio que lo acompaña.

• Backfilltambién back-fill, backfilling
  Llenar una cámara evacuada con un gas seleccionado, a menudo a una presión establecida, en lugar de con aire ambiente.
• Bleedtambién bleed in, leak in
  Admitir un flujo pequeño y controlado de gas en un sistema de vacío a través de una válvula de aguja o de fuga. Jerga del oficio
• Burptambién pressure burst, spike
  Breve y repentino aumento de presión en un sistema de vacío debido a gas atrapado, una trampa que se calienta o una pieza móvil. Jerga del oficio
• Crash a turbotambién turbo crash, crashed turbo
  Destrozar el rotor de una bomba turbomolecular al hacer que golpee el estator, casi siempre por ventilarla bruscamente mientras gira. Jerga del oficio
• Crossovertambién crossover pressure, cross over
  Punto en un pump-down donde el bombeo cambia de la bomba de vacío previo a la bomba de alto vacío.
• Foggingtambién pump-down fog, condensation fog
  Niebla que se forma dentro de una cámara durante un pump-down rápido cuando el aire en expansión se enfría y su agua se condensa. Jerga del oficio
• Hold vacuumtambién hold
  En un sistema sellado, mantener la presión baja con las bombas aisladas por sus válvulas; si no se mantiene, indica una fuga. Jerga del oficio
• Pump downtambién pump-down, pumpdown
  Evacuar una cámara desde la presión atmosférica hasta su presión de trabajo, pasando por el vacío previo, el punto de transición y el alto vacío. Jerga del oficio
• Pump-down curvetambién pumpdown curve, P versus t
  Gráfico de la presión de la cámara frente al tiempo durante un pump-down, utilizado como la huella digital de un sistema sano.
• Pumping timetambién Pump-down time
  El tiempo necesario para que un sistema de vacío evacue una cámara desde la presión atmosférica hasta una presión objetivo específica.
• Rough outtambién rough down, rough
  Bombear una cámara ventilada desde la presión atmosférica hasta el punto de transición con la bomba de vacío previo, antes de que se abra la válvula de alto vacío. Jerga del oficio
• Soft pumptambién slow pump, soft rough
  Vacío previo lento y estrangulado desde la atmósfera que evita levantar partículas y condensar la humedad. Jerga del oficio
• Spin downtambién spin-down, coast down
  En una bomba turbomolecular, la deceleración por inercia desde la velocidad máxima tras apagarla, lo que lleva muchos minutos por sí solo. Jerga del oficio
• Up to airtambién let up to air, at air
  Se dice de una cámara que se ha ventilado a presión atmosférica y está abierta o lista para abrirse. Jerga del oficio
• Venttambién vent up, let up
  Introducir gas de nuevo en una cámara evacuada, normalmente nitrógeno seco, para llevarla a presión atmosférica. Jerga del oficio