从根本上说，安全地向系统施加压力和真空取决于三个原则：控制变化速率、防止污染以及确保在任何干预之前系统处于已知、安全的状态。关键的预防措施包括使用正确、不可互换的泵油、在关闭泵之前务必关闭泵与腔室之间的阀门，以及在断开任何组件之前缓慢地对管路进行排气以平衡压力。
压力差中储存的巨大势能，无论是高压还是深真空，都是主要的危险。安全操作不仅是遵守规则，更是从根本上尊重这种能量，并确保它永远不会失控释放。
真空和压力安全的基础原则
真空不会“吸入”。相反，外部大气压力，大约每平方英寸 14.7 磅（或 101 kPa）的力，向容器壁向内推。理解这一原理是安全操作的第一步。
压力差的力
真空室是一个储能装置。表面积越大，总的内向力就越大，如果容器受到损坏，就会产生严重的内爆风险。
相反，加压系统以相反的方式储存能量风险，构成爆炸风险。在这两种情况下，危险级别都与压力差和容器的体积成正比。
防止系统污染
许多高真空应用需要极高的清洁度。最常见的污染物是真空泵本身的油蒸汽。
这就是泵油不可互换的原因。粗抽泵油与扩散泵或增压泵的油具有不同的蒸汽压特性。使用错误的油会污染整个系统，使其无法用于其预期目的。
正确的关机程序，例如关闭隔离阀，对于防止油从泵反向流入腔室至关重要。
干预前隔离能量
切勿在有压力或真空的系统上工作。在进行维护之前，系统必须恢复到零能量状态——即环境大气压力。
这是通过泄压（对于加压系统）或排气（对于真空系统）来实现的。此过程必须缓慢且受控。
关键操作程序
遵循严格、合乎逻辑的操作顺序是不可协商的。这些程序旨在管理储存的能量并防止污染。
关机顺序
最重要的一个顺序是关闭真空系统。未能正确执行此操作是一个常见且代价高昂的错误。
- 关闭真空泵与真空容器之间的隔离阀。
- 关闭真空泵。
遵循此顺序可防止压力差将泵中的油推回清洁的腔室。
排气至大气压
当您需要打开系统时，必须通过排气来释放真空。这应始终缓慢地进行。
空气的快速涌入会产生可能扬起颗粒污染物、对敏感组件造成热冲击，甚至损坏精细内部机械的湍流。通常，使用氮气等干燥的惰性气体进行排气，以避免引入湿气和氧气。
泄压以释放压力
同样，在对系统减压时，应缓慢打开泄压阀。高压气体的突然释放可能会产生物理危险、损坏压力表，并因焦耳-汤姆逊效应导致极端温度下降。
常见陷阱及避免方法
真空和压力处理中的错误通常源于对基本物理原理的误解，从而导致设备损坏或工艺污染。
油反向流动的灾难
当关机顺序不正确时，就会发生这种情况。如果泵在仍与腔室连接的情况下关闭，泵排气中的空气可能会将泵油向后推，推入真空管路和腔室。
这可能会毁坏敏感的光学器件、电子元件或科学样品，通常需要对整个系统进行昂贵且彻底的拆卸和清洁。
快速加压造成的损坏
过快地排出真空室就像在内部释放一场失控的飓风。空气的突然爆发可能会震碎精密的观察窗，使内部固定装置错位，并用任何先前沉降的微小灰尘覆盖每个表面。
使用错误的流体
如操作原则所述，泵油是高度特定的。务必将油储存在指定泵的容器中并贴上标签。就此事实对所有人员进行教育。这种简单的规范可以防止代价高昂的污染事件。
为您的任务做出正确的选择
您的具体任务决定了此刻最关键的预防措施。
- 如果您的主要重点是常规操作：始终优先考虑关机顺序——在关闭泵之前关闭隔离阀。
- 如果您的主要重点是维护或修理：您的绝对优先事项是在接触任何硬件之前，确认系统已完全排气至大气压并进行电气隔离。
- 如果您的主要重点是工艺纯度：一丝不苟地使用正确的泵油，并实施缓慢、受控的排气程序，最好使用清洁、干燥的惰性气体。
最终，对压力差的深刻尊重是安全有效系统操作的基础。
摘要表：
| 预防措施 | 目的 | 关键操作 |
|---|---|---|
| 正确的泵油 | 防止系统污染 | 使用指定的、不可互换的油 |
| 正确的关机顺序 | 避免油反向流动 | 在关闭泵之前关闭隔离阀 |
| 受控排气/泄压 | 防止快速压力变化造成的损坏 | 在打开系统前缓慢平衡压力 |
| 系统隔离 | 确保维护时的零能量状态 | 干预前确认环境压力 |
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