¿Alguna vez te has encontrado con esta situación? Se cambia el aceite del sistema de vacío, pero el vacío final no alcanza el nivel requerido. Después de revisar durante mucho tiempo los sellos y la trampa fría, finalmente se descubre que se añadió el aceite a la bomba equivocada. Se utilizó aceite para bomba mecánica en una bomba de difusión, aceite para bomba de difusión en una bomba de refuerzo, o incluso el mismo aceite para los tres tipos de bombas. ¿Cuál es el resultado? El aceite para bomba mecánica se descompone y produce humo a los 200℃ de temperatura de una bomba de difusión. Cuando el aceite de silicona para bomba de difusión se introduce en una bomba mecánica, su viscosidad es demasiado alta y no permite un sellado adecuado. Un sistema de alto vacío no está formado por una sola bomba, sino por una cadena de bombeo compuesta por una bomba mecánica de respaldo, una bomba de refuerzo y una bomba de difusión conectadas en serie. Cada etapa presenta requisitos completamente diferentes para el fluido de trabajo. La selección incorrecta del aceite puede impedir que el sistema alcance el vacío requerido o, en casos graves, provocar daños irreparables en la bomba. Hoy, IOTA explica de una sola vez los tres tipos de aceites para bombas de vacío.

Cadena de bombeo de tres etapas y función de cada aceite en un sistema de alto vacío

Un sistema típico de alto vacío está formado por tres etapas conectadas en serie. La primera etapa es la bomba mecánica de respaldo, como una bomba rotativa de paletas o una bomba de pistón rotativo. Su función es evacuar el sistema desde la presión atmosférica hasta un vacío primario de 10⁻¹~10⁻²Pa. En esta etapa existe una gran diferencia de presión y una fricción intensa. Las funciones principales del aceite son el sellado, la lubricación y la refrigeración. Normalmente se utiliza aceite mineral de grado ISO VG 68-100, con una viscosidad moderada, buena capacidad de desemulsificación y un punto de inflamación superior a 160℃. La segunda etapa es la bomba de refuerzo, como una bomba Roots sellada con aceite o una bomba de eyector por difusión. Trabaja en el intervalo de 10⁻¹~10⁻²Pa y actúa como un “puente” para conectar la diferencia de presión entre la bomba mecánica y la bomba de difusión. El fluido de trabajo utilizado en una bomba de refuerzo sellada con aceite suele ser aceite mineral o hidrocarburo sintético. Debe tener una presión de vapor inferior y una estabilidad térmica superior a las del aceite para bomba mecánica, aunque todavía no necesita alcanzar los requisitos de un aceite para bomba de difusión. La tercera etapa es la bomba de difusión, que trabaja en el intervalo de alto vacío o ultraalto vacío de 10⁻¹ a 10⁻⁷Pa o incluso inferior. La bomba calienta el fluido de trabajo para generar un chorro de vapor de alta velocidad que transporta las moléculas de gas. La temperatura de trabajo del aceite para bomba de difusión puede alcanzar los 200-250℃. Por lo tanto, debe tener una presión de vapor saturado extremadamente baja, inferior a 10⁻⁶Pa, y una excelente estabilidad termooxidativa. Esta es la razón fundamental por la que los aceites de silicona, como DC704/IOTA 704 y DC705/IOTA 705, se han convertido en los fluidos de trabajo preferidos para las bombas de difusión. El aceite mineral se descompone rápidamente a esta temperatura, su presión de vapor aumenta bruscamente y el vacío final deja de cumplir los requisitos.

Comparación y parámetros principales de los tres tipos de aceites para bombas

La lógica principal de selección consiste en determinar primero el tipo de bomba y el vacío objetivo, y después seleccionar el aceite según tres parámetros: presión de vapor, estabilidad térmica y viscosidad. Para las bombas mecánicas se utiliza aceite mineral con una viscosidad de VG68-VG100 y un punto de inflamación superior a 160℃, prestando especial atención a su capacidad de desemulsificación. El aceite para la bomba de refuerzo se selecciona según el tipo de bomba. En las bombas selladas con aceite se utilizan aceites minerales de baja presión de vapor o hidrocarburos sintéticos. Las bombas de difusión deben utilizar aceite de silicona o polifenil éter, con una presión de vapor inferior a 10⁻⁶Pa. La siguiente tabla compara los principales parámetros de los tres tipos de aceites:

Parámetro Aceite para bomba mecánica Aceite para bomba de refuerzo Aceite para bomba de difusión (IOTA 704/705)
Tipo de bomba Bomba rotativa de paletas/bomba de pistón rotativo Bomba Roots sellada con aceite/bomba de eyector Bomba de difusión de aceite
Vacío objetivo 10⁻¹~10⁻²Pa 10⁻¹~10⁻²Pa (etapa de conexión) 10⁻⁴~10⁻⁸Pa
Aceite típico Aceite mineral VG68-100 Aceite mineral/hidrocarburo sintético Aceite de silicona (IOTA 704/705)
Presión de vapor (25℃) ~10⁻²~10⁻³Pa ~10⁻³~10⁻⁴Pa 2×10⁻⁸ (IOTA704)/3×10⁻¹⁰torr (IOTA705)
Temperatura de trabajo 60-80℃ 80-120℃ 200-250℃

Aceite de silicona IOTA para bombas de difusión: cómo elegir entre 704 y 705

La línea de productos de vacío de IOTA se centra en aceites de silicona para bombas de difusión y ofrece dos productos equivalentes a la serie DC de Dow. IOTA 704 es tetrametiltetrafeniltrisiloxano, con número CAS 3982-82-9 y peso molecular de 484. Su presión de vapor a 25℃ es de 2×10⁻⁸torr, su viscosidad es de 38±3cSt, su punto de inflamación es ≥210℃ y su vacío final es de 10⁻⁷~10⁻⁸torr. Es adecuado para recubrimiento convencional en alto vacío, metalurgia al vacío, recubrimiento óptico y otras aplicaciones similares. IOTA 705 es pentafeniltrimetiltrisiloxano, con número CAS 3390-61-2 y peso molecular de 546. Su presión de vapor es de apenas 3×10⁻¹⁰torr, su viscosidad es de 170-175cSt, su punto de inflamación es ≥243℃ y su índice de refracción es de 1,5765-1,5785. El vacío final puede alcanzar 10⁻⁹~10⁻¹⁰torr. Está orientado a aplicaciones de ultraalto vacío, como espectrómetros de masas, aceleradores y procesos de semiconductores. La lógica de selección es sencilla: para un vacío objetivo del orden de 10⁻⁷torr se elige IOTA 704; si se necesita alcanzar 10⁻⁹torr o un vacío superior, se elige IOTA 705. Ambos productos tienen exactamente la misma estructura química y los mismos números CAS que DC 704 y DC 705. Su precio es aproximadamente el 50-60% del precio de los productos Dow, y los productos disponibles en inventario nacional pueden entregarse en un plazo de 3-5 días.

Datos de fallos causados por mezclar los tres tipos de aceites y configuración correcta del sistema

Según datos del sector de mantenimiento de equipos de vacío, el uso incorrecto del aceite es la principal causa de fallos en las bombas de difusión y representa más del 40% de los casos. Un caso típico: una fábrica de recubrimiento al vacío añadió por error aceite mineral para bomba mecánica a una bomba de difusión. Después de calentarlo a 200℃, el aceite mineral se descompuso y generó una gran cantidad de componentes ligeros con una elevada presión de vapor. El vacío final empeoró de 10⁻⁶Pa a 10⁻²Pa, se formaron depósitos graves de carbono en las paredes internas de la bomba y fue necesario desmontar y limpiar toda la bomba de difusión. La pérdida por parada de producción superó las dos semanas. Otro error habitual consiste en añadir aceite de silicona para bomba de difusión a una bomba mecánica. El aceite de silicona tiene una viscosidad elevada: IOTA 704 presenta una viscosidad de 38cSt e IOTA 705 alcanza los 170cSt. Estos valores se encuentran muy alejados del intervalo VG68-100 utilizado en los aceites para bombas mecánicas, lo que puede provocar un sellado deficiente de las paletas, una reducción de la velocidad de bombeo o incluso el bloqueo de la bomba. La configuración correcta de un sistema de alto vacío es la siguiente: utilizar aceite mineral para bombas de vacío VG100 en la bomba mecánica de respaldo, aceite de hidrocarburo sintético de baja presión de vapor en la etapa de la bomba de refuerzo y seleccionar IOTA 704 para un vacío objetivo del orden de 10⁻⁷torr o IOTA 705 para un vacío del orden de 10⁻⁹torr en la etapa de la bomba de difusión. Los aceites de las tres etapas nunca deben mezclarse y, al cambiar el aceite, se debe limpiar completamente la cámara de la bomba.

La selección de un aceite de silicona para bombas de difusión requiere combinar múltiples parámetros, como la presión de vapor, el vacío final y la estabilidad térmica. IOTA 704 e IOTA 705 han conseguido una equivalencia química con DC 704 y DC 705. Puedes enviarme un mensaje directo para obtener los parámetros completos de la TDS. Si tienes dudas sobre el vacío objetivo o la compatibilidad entre los tipos de bombas de tu sistema de alto vacío, puedes contactar con el equipo técnico de IOTA a través del canal de consulta técnica de nuestro sitio web oficial.