VCRフィッティングとは何ですか?種類、用途、仕様を解説

A ビデオデッキの取り付け は、要求の厳しい流体およびガス システムで漏れのない接続を作成するために使用される、高純度の金属対金属の面シール チューブ継手です。 ビデオデッキの取り付けs 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 - 半導体製造、分析機器、高純度ガスの供給、および汚染や漏れが許容されない用途の標準的な選択肢となっています。 「VCR」という名前はスウェージロック社の登録商標ですが、同社が先駆けて開発したフェイスシールフィッティング設計は現在、同じ寸法規格に基づいて複数のサプライヤーによって製造されています。

VCR フィッティングの仕組み: フェイスシールの原理

VCR フィッティングを理解するには、シール機構から始まります。この機構は、圧縮フィッティング、NPT ねじ、またはフレア接続とは根本的に異なります。

各 VCR 接続は、オス グランド、メス グランド、保持ナット、ガスケットの 4 つのコンポーネントで構成されます。雄腺には凸状 (ドーム状) のシール面があります。雌グランドには、適合する凹面 (くぼみ) のシール面があります。保持ナットを締めると、2 つのグランドが互いに引き寄せられ、2 つの機械加工面の間のガスケット (通常は 316L ステンレス鋼、ニッケル、または銅で作られています) が圧縮されます。ガスケットは塑性変形して両方のシール面の微細な表面の凹凸を埋め、金属間の気密シールを形成します。

シールは完全に金属と金属の接触によって形成され、エラストマー部品は使用されないため、VCR フィッティングは次のとおりです。

• ガス放出に対する耐性 - エラストマーはガスを吸収および放出し、超高純度のプロセスストリームを汚染します。
• シールを劣化させることなく、全範囲のプロセス温度に対応
• 事実上すべての工業用化学薬品およびガスに対する耐性
• 繰り返しの組み立てと分解が可能 - ガスケットが唯一の消耗部品です

VCR 取り付け部品の詳細

男性腺と女性腺

グランドは、棒材または鍛造材料から機械加工された、VCR 接続の構造体です。雄型グランドには雄ねじが切られた本体と、精密に研磨された凸面シール面が付いています。メスグランドにはガスケットを受け入れる凹面があります。両方のグランドは通常、以下から製造されます。 316Lステンレス鋼 — 炭素含有量が低いため (最大 0.03%)、溶接中の感作を最小限に抑え、シール表面からの粒子の発生を低減します。表面粗さの電解研磨仕上げ Ra ≤ 0.25 μm (10 μインチ) 高純度半導体アプリケーションの標準です。

止めナット

保持ナットは雄グランド本体にねじ込まれ、ガスケットを固定するのに必要な圧縮力を加えます。シール面には直接接触しません。保持ナットは標準の六角構成と、 低トルクまたは高流量設計 継手全体の圧力降下を最小限に抑えるために内部ボアが拡大されています。

ガスケット

ガスケットは、再組み立てのたびに交換される唯一のコンポーネントです。ガスケットの材質の選択は、化学的適合性、温度範囲、およびリーク性能を決定する主な変数です。

• 316Lステンレス鋼: 標準的なガスケット材質。ほとんどの気体および液体と互換性があり、温度範囲は -269°C ～ 649°C (-452°F ～ 1200°F)、標準構成で最大 3,300 psig の圧力に適しています。
• ニッケル： 特に半導体エッチングプロセスで一般的なハロゲンガス (塩素、塩化水素、フッ化水素) に対して特別な耐食性が必要な場合に使用されます。ステンレス鋼よりも柔らかく、シールを達成するために必要なメイクアップトルクが少なくなります。
• 銅: 熱伝導率が高く、非常に柔らかいため、最小限の面荷重でシールを実現します。極低温および一部の真空用途で使用されます。半導体工場ではあまり一般的ではありません。
• 金メッキステンレススチール: ステンレス基板上に金の耐食性を実現します。ニッケルが不足する腐食性の高い特殊ガスに使用されます。
• PTFE カプセル化: VCR 構成ではほとんど使用されません。これは、ガス放出の懸念よりも化学的不活性の方が優先される、関連するフェイスシールの設計でより一般的です。

ビデオデッキの取り付けサイズと寸法規格

VCR 継手のサイズは、接続するチューブの公称外径 (OD) によって決まります。標準サイズ範囲は、高純度システムで使用される機器およびプロセスチューブの大部分をカバーします。

の 1/4 インチ サイズが最も一般的です 半導体や高純度ガスの用途に。 VCR 標準内のすべてのサイズは、同じネジピッチと比例的にスケールされたグランド形状を共有しています。つまり、組み立てとトルクの手順がサイズ間で一貫しているため、技術者のトレーニングが簡素化されます。

VCR フィッティングが使用される場所: 主な用途

半導体およびマイクロエレクトロニクスの製造

これは、世界中で VCR フィッティングの主要なアプリケーションです。最新の半導体工場では、ガス供給システムが稼働しています。 純度99.9999%(6N)以上 ガス放出エラストマーや微細な漏れ経路によるサブ ppb の汚染でも、ウェーハの欠陥や歩留まりの低下を引き起こす可能性があります。 VCR 接続は、ガス スティック アセンブリ (プロセス ツールへの特殊ガスの流れを制御するモジュラー ガス供給パネル)、バルク ガス分配システム、およびマス フロー コントローラー、圧力レギュレーター、バルブへの接続全体で使用されます。単一の最新ファブには次のものが含まれる場合があります。 数万の個別の VCR 接続 .

分析機器

ガスクロマトグラフ (GC)、質量分析計、その他の分析機器には、汚染をゼロにするキャリアガスと校正ガスの接続が必要です。 VCR フィッティングは、エラストマーからの炭化水素汚染がベースライン測定を損なう可能性がある機器の入口、検出器接続、および校正ガスシリンダー調整器で指定されています。

高純度化学処理

医薬品製造、バイオテクノロジー発酵ガス システム、特殊化学品の製造では、USP または cGMP 要件により流路でのエラストマー接続が禁止されている VCR フィッティングを使用します。 VCR 接続を適切な場所で完全にクリーニング、パッシベーション、検証できる機能により、VCR 接続は FDA 21 CFR Part 211 施設基準に準拠します。

航空宇宙と防衛

推進剤供給システム、油圧テストスタンド、および衛星推進システムは、極端な温度サイクル (極低温から高温の排気環境まで) および高振動負荷、つまりエラストマーシールが疲労して亀裂が発生する条件全体にわたってリークの完全性を維持する能力を得るために、VCR または寸法的に同等の面シールフィッティングを使用します。

研究および実験システム

超高真空 (UHV) システム、粒子加速器ガス ライン、核研究施設、極低温システムでは、配管と機器の間の標準的な移行接続として VCR フィッティングが使用されており、気密性と、システム変更時に接続を繰り返し分解および再組み立てできる機能の両方が必要です。

VCR と他の高純度フィッティング標準の比較

VCR だけがフェイスシール取り付け規格ではありません。代替品との比較を理解することで、競合他社と比較していつそれを指定するかが明確になります。