การแสดงผลของส่วนใหญ่ระบบสูญญากาศจะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา โดยเฉพาะอุปกรณ์สูญญากาศที่ใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งมักจะประสบปัญหาต่างๆ เช่น ระดับสูญญากาศลดลง สาเหตุทั่วไปประการหนึ่งของปัญหาเหล่านี้คือการรั่วไหล
การตรวจจับการรั่วไหลเป็นประจำเป็นสิ่งสำคัญ
การรั่วไหลขนาดใหญ่มักจะเห็นได้ชัดเจนมาก: ความดันในห้องสูญญากาศไม่ได้ลดลงในอัตราปกติ หรือความดันสูงสุดสูงกว่าค่าปกติอย่างมาก อย่างไรก็ตาม บางครั้งการรั่วไหลขนาดเล็กอาจตรวจจับได้ยากเนื่องจากความง่ายในการตรวจจับปั๊มสูญญากาศสามารถรองรับก๊าซที่เกิดจากการรั่วไหลได้ แม้ว่าการอ่านมาตรวัดสุญญากาศจะยังอยู่ที่ระดับปกติ แต่การรั่วไหลอาจยังทำให้มีก๊าซที่ไม่คาดคิด (เช่น ออกซิเจน) เข้าไปในห้องสุญญากาศ ซึ่งบางครั้งอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อกระบวนการ (เช่น กระบวนการเคลือบบางประเภท) ดังนั้น ไม่ว่าความดันในระบบสุญญากาศจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ ควรทำการทดสอบการรั่วไหลเป็นประจำ
การรั่วไหลจริงและการรั่วไหลเสมือน
ไม่ใช่ว่าเวลาการสูบน้ำที่ยาวนานและแรงดันตกอย่างมากจะเกิดจากการรั่วไหลเสมอไป ก่อนที่จะใช้เครื่องตรวจจับการรั่วไหลเพื่อตรวจจับการรั่วไหล จำเป็นต้องเข้าใจวิธีการตรวจสอบว่าอุปกรณ์สูญญากาศมีการรั่วไหลจริงหรือไม่
สารมลพิษที่ติดอยู่กับผนังด้านในหรือผนังด้านในของห้องสูญญากาศจะปล่อยก๊าซออกมาอย่างต่อเนื่องภายใต้สุญญากาศ และปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาวะยุบตัว เมื่อมีช่องว่างว่างเปล่าภายในห้องสูญญากาศ และช่องว่างว่างเปล่าเชื่อมต่อกับด้านในห้องผ่านช่องแคบ ก๊าซในช่องว่างว่างเปล่าจะค่อยๆ ปล่อยออกมาภายใต้สุญญากาศ ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่คล้ายกับภาวะยุบตัวหรือการรั่วไหล ซึ่งมักเรียกว่าการรั่วไหลเสมือนจริง
สามารถค้นหาการรั่วไหลที่แท้จริงได้โดยการตรวจจับการรั่วไหล และสามารถแก้ปัญหาการระบายอากาศได้โดยการทำความสะอาดพื้นผิวด้านในของห้องสูญญากาศ อย่างไรก็ตาม เมื่อเกิดการรั่วไหลจริงแล้ว จะตรวจจับได้ยาก และจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงโครงสร้างหรือกระบวนการที่มีแนวโน้มเกิดการรั่วไหลจริงให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระหว่างการออกแบบและการผลิต เช่น การเชื่อมต่อแบบเกลียว (สามารถใช้สลักเกลียวกลวงได้หากจำเป็น) รอยแยกยาวหรือเส้นเลือดฝอย ห้องที่เชื่อมเต็มทั้งสองด้าน (แนะนำให้เชื่อมเปลือกที่หนากว่าอย่างสมบูรณ์ที่ด้านสูญญากาศและเชื่อมเป็นระยะๆ ที่ด้านบรรยากาศ) และอื่นๆ
ใช้สองวิธีต่อไปนี้เพื่อตรวจสอบว่ามีการรั่วไหลจริงในระบบสุญญากาศหรือไม่
การวิเคราะห์เส้นโค้งการลดแรงดัน
ข้อมูลประวัติของระบบสูญญากาศถือเป็นเครื่องมือที่มีค่าที่สุดอย่างหนึ่งในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพของระบบสูญญากาศขนาดใหญ่ ช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์จะเก็บรักษาข้อมูลประวัติอย่างระมัดระวังและระบุสาเหตุของปัญหาได้อย่างรวดเร็วโดยเปรียบเทียบเส้นโค้งการลดลงของความดันปัจจุบันกับรอบการทำงานก่อนหน้าเมื่อระบบอยู่ในสภาพดี ตัวอย่างเช่น การใช้เส้นโค้งการลดลงของความดันที่แสดงในรูปต่อไปนี้ จะทำให้ระบุได้ว่ามีการรั่วไหลหรือไม่
ภายใต้เงื่อนไขกระบวนการเดียวกันและการทำงานปกติของปั๊มสุญญากาศหากมีการรั่วไหลจริงก๊าซที่รั่วไหลเข้าไปในห้องจากภายนอกจะทำให้ความดันในห้องลดลงไปยังตำแหน่งที่สูงกว่าความดันจำกัดปกติและจะไม่ลดลงหรือลดลงอย่างช้าๆ อีกต่อไป เส้นโค้งการลดลงของความดันจะคล้ายกับเส้นโค้งด้านบนในรูปด้านบน เมื่อมีการยุบตัวหรือรั่วไหลเสมือนจริงก๊าซจะค่อยๆ ปล่อยออกมาและอัตราการยุบตัวจะลดลง ระบบสามารถเข้าถึงความดันจำกัดเดิมได้ แต่เวลาในการเข้าถึงความดันจำกัดจะช้าลงอย่างมาก เส้นโค้งการลดลงของความดันจะคล้ายกับเส้นโค้งตรงกลางในรูปด้านบน
การทดสอบการเพิ่มขึ้นของแรงดัน
การทดสอบการเพิ่มแรงดัน หรือที่เรียกว่าการทดสอบการรักษาแรงดันหรือการทดสอบการรักษาแรงดันสูญญากาศ การปิดวาล์วระหว่างปั๊มสุญญากาศและห้องสูญญากาศอาจทำให้แรงดันเพิ่มขึ้น (การดีดกลับ) ในห้องสูญญากาศเนื่องจากการยุบตัว การรั่วไหลเสมือนจริง หรือการรั่วไหล โดยการหารการเพิ่มขึ้นของแรงดันด้วยเวลาที่ผ่านไป อัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันของระบบสุญญากาศสามารถคำนวณและวาดเป็นกราฟได้ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ โดยปกติแล้ว ความเร็วของการเพิ่มขึ้นของแรงดันจะแสดงเป็น Pa/ชม. สำหรับอุปกรณ์สุญญากาศในอุตสาหกรรมทั่วไป จำเป็นต้องตรวจสอบและแก้ไขอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันที่เกิน 1Pa/ชม. ในระหว่างการทดสอบการรักษาแรงดัน อุปกรณ์สุญญากาศที่มีแรงดันสูงบางประเภทต้องการอัตราการเพิ่มขึ้นแรงดันที่ 0.5Pa/ชม. หรือต่ำกว่านั้น
การทดสอบการลดแรงดันและการเพิ่มขึ้นของแรงดันจะไม่ระบุตำแหน่งการรั่วไหล แต่จะระบุเฉพาะผลสะสมของแหล่งก๊าซทั้งหมดเท่านั้น (การรั่วไหลและการยุบตัวที่เกิดขึ้นจริงหรือการรั่วไหลเสมือนจริง) หากสงสัยว่ามีการรั่วไหลเกิดขึ้นจริง ขั้นตอนต่อไปโดยปกติคือการใช้เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียมเพื่อตรวจจับการรั่วไหล
การรั่วซึมภายนอกและการรั่วซึมภายใน
การรั่วไหลที่เรามักอ้างถึงนั้นหมายถึงการรั่วไหลภายนอก นั่นคือ การรั่วไหลจากภายนอกเข้าสู่ด้านในของห้องสูญญากาศหรือท่อ การรั่วไหลภายในหมายถึงการรั่วไหลที่เกิดขึ้นระหว่างห้องสูญญากาศสองห้องที่ควรจะแยกออกจากกัน ระหว่างท่อสูญญากาศสองท่อที่แยกจากกันโดยวาล์ว หรือระหว่างห้องสูญญากาศและท่อ
การรั่วไหลภายนอกสามารถตรวจพบได้ง่ายผ่านเครื่องตรวจจับการรั่วไหล ในขณะที่การรั่วไหลภายในสามารถประเมินล่วงหน้าได้โดยใช้การบำรุงรักษาแรงดันแบบแบ่งส่วนและวิธีการอื่นๆ จากนั้นจึงถอดท่อที่ด้านหนึ่งของวาล์วที่น่าสงสัยออกและทำการตรวจจับการรั่วไหล (หรืออาจเชื่อมต่อเครื่องตรวจจับการรั่วไหลกับด้านหนึ่งของวาล์วที่น่าสงสัยและเติมก๊าซฮีเลียมลงในท่อที่อีกด้านหนึ่งเพื่อตรวจจับการรั่วไหล)
การรั่วไหลแบบไดนามิก
ในระบบสุญญากาศที่มีการส่งผ่านการเคลื่อนที่ จะใช้ซีลแบบไดนามิก โครงสร้างซีลแบบไดนามิกเหล่านี้มักจะปิดผนึกได้ดีในสภาวะคงที่ แต่จะรั่วซึมในระหว่างการเคลื่อนไหว ตัวอย่างเช่น วาล์วที่ใช้ซีลเพลาแบบยางสำหรับการปิดผนึกแบบไดนามิก (ระหว่างก้านวาล์วและตัววาล์ว) มีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์นี้มากกว่า โอกาสที่ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นนั้นไม่สูง แต่เนื่องจากวาล์วมักจะอยู่ในสถานะเปิดหรือปิดในระหว่างการตรวจจับการรั่วไหล จึงตรวจจับการรั่วไหลแบบไดนามิกนี้ได้ยาก
สำหรับกระบวนการที่สำคัญ การเลือกใช้วาล์วที่ปิดผนึกด้วยท่อลูกฟูกสามารถลดความเสี่ยงของการรั่วไหลแบบไดนามิกได้อย่างมาก หากวาล์วยังคงปิดผนึกด้วยซีลเพลา ในระหว่างการตรวจจับการรั่วไหล การฉีดฮีเลียมที่ตำแหน่งก้านวาล์วขณะการทำงานของวาล์วจะช่วยให้ระบุได้อย่างรวดเร็วว่ามีการรั่วไหลแบบไดนามิกในวาล์วหรือไม่
