Οι φλάντζες κενού είναι εξαρτήματα σύνδεσης ακριβείας που χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση θαλάμων, σωλήνων, βαλβίδων, αντλιών, μετρητών, διόδων και άλλου εξοπλισμού σε ένα σύστημα κενού. Σε αντίθεση με τις συνηθισμένες φλάντζες σωληνώσεων, πρέπει να διατηρούν μια αξιόπιστη στεγανοποίηση υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης, όπου ακόμη και ένα μικροσκοπικό επιφανειακό ελάττωμα ή σφάλμα διαστάσεων μπορεί να δημιουργήσει διαρροή. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή ημιαγωγών, την επιστημονική έρευνα, τις δοκιμές αεροδιαστημικής, την επεξεργασία φαρμακευτικών προϊόντων, τον εξοπλισμό επίστρωσης, τους φούρνους κενού, τις ιατρικές συσκευές και τα αναλυτικά όργανα. Η κατεργασία ακριβείας CNC χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή τυποποιημένων και προσαρμοσμένων φλαντζών κενού, επειδή μπορεί να ελέγξει τη γεωμετρία στεγανοποίησης, τη συνομοταξία, την επιπεδότητα, τις θέσεις των οπών και την επιφανειακή φινίρισμα. Κατάλληλες επιφανειακές επεξεργασίες βελτιώνουν περαιτέρω την αντοχή στη διάβρωση, την καθαριότητα, την αντοχή στη φθορά και τη συμβατότητα με απαιτητικά περιβάλλοντα λειτουργίας.

Διατίθενται διάφοροι σχεδιασμοί φλαντζών κενού για διαφορετικά επίπεδα πίεσης και απαιτήσεις συναρμολόγησης. Οι συνδέσεις KF ή γρήγορης φλάντζας χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα χαμηλού και μέσου κενού, επειδή μπορούν να συναρμολογηθούν γρήγορα με έναν δακτύλιο κεντραρίσματος και έναν σφιγκτήρα. Οι φλάντζες ISO ταιριάζουν σε μεγαλύτερους σωλήνες κενού και εξοπλισμό που απαιτεί αποσπώμενες συνδέσεις. Οι φλάντζες CF χρησιμοποιούνται σε συστήματα υψηλού κενού και υπερυψηλού κενού, όπου μια μεταλλική φλάντζα συμπιέζεται μεταξύ ακριβώς κατεργασμένων ακμών στεγανοποίησης. Οι φλάντζες κενού μπορεί επίσης να χρησιμοποιούν δακτυλίους O, ελαστομερείς φλάντζες, συγκολλητές συνδέσεις, σπειρωτές θύρες ή ιδιόκτητες δομές στεγανοποίησης. Παρόλο που είναι ευρέως διαθέσιμες τυποποιημένες διαστάσεις, οι προσαρμοσμένες φλάντζες κενού κατεργασμένες με CNC απαιτούνται συχνά όταν ο εξοπλισμός έχει ασυνήθιστα μεγέθη θυρών, περιορισμένο χώρο εγκατάστασης, ειδικά μοτίβα μπουλονιών, ενσωματωμένες διεπαφές αισθητήρων ή ειδικές απαιτήσεις υλικού.

Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα από τα πιο κοινά υλικά για φλάντζες κενού. Βαθμοί όπως 304, 304L, 316 και 316L παρέχουν καλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, συγκολλησιμότητα και συμβατότητα με το κενό. Ο ανοξείδωτος χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι ιδιαίτερα χρήσιμος όταν οι φλάντζες συγκολλώνται σε θαλάμους ή σωληνώσεις, επειδή μειώνει τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης γύρω από την περιοχή της συγκόλλησης. Οι φλάντζες κενού αλουμινίου είναι ελαφρύτερες και ευκολότερες στην κατεργασία, καθιστώντας τις κατάλληλες για εργαστηριακά όργανα, φορητά συστήματα και εξοπλισμό όπου η μειωμένη μάζα είναι σημαντική. Το αλουμίνιο παρέχει επίσης καλή θερμική αγωγιμότητα, αν και ο σχεδιασμός στεγανοποίησης και η επιφανειακή επεξεργασία του πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά. Κράματα νικελίου, τιτάνιο, χαλκός και εξειδικευμένα μέταλλα μπορεί να χρησιμοποιηθούν όταν η φλάντζα πρέπει να αντέχει σε επιθετικές χημικές ουσίες, ακραίες θερμοκρασίες, μαγνητικούς περιορισμούς ή ασυνήθιστες συνθήκες διεργασίας.

Η περιστροφική κατεργασία CNC είναι η κύρια μέθοδος κατασκευής για στρογγυλές φλάντζες κενού. Παράγει την εξωτερική διάμετρο, την κεντρική οπή, την επιφάνεια στεγανοποίησης, την αυλάκωση φλάντζας, την προετοιμασία συγκόλλησης και άλλα ομόκεντρα χαρακτηριστικά. Η ακριβής περιστροφή βοηθά στη διατήρηση της σχέσης μεταξύ της οπής και της επιφάνειας στεγανοποίησης, η οποία είναι σημαντική τόσο για τη συναρμολόγηση όσο και για την απόδοση κενού. Στη συνέχεια, η φρεζάρισμα CNC χρησιμοποιείται για τη δημιουργία οπών μπουλονιών, σχισμών, επίπεδων κλειδιών, μοτίβων στήριξης και βοηθητικών θυρών. Μια μηχανή φρεζαρίσματος-περιστροφής μπορεί να ολοκληρώσει πολλά από αυτά τα χαρακτηριστικά σε μία μόνο ρύθμιση, μειώνοντας τα σφάλματα επανατοποθέτησης και βελτιώνοντας την επαναληψιμότητα. Για ακανόνιστες φλάντζες κενού, ορθογώνιες διεπαφές ή ενσωματωμένα εξαρτήματα προσαρμογέα, η πολυαξονική φρεζάρισμα CNC μπορεί να είναι η κύρια διαδικασία.

Οι επιφάνειες στεγανοποίησης είναι οι πιο κρίσιμες περιοχές των φλαντζών κενού. Μια φλάντζα σφραγισμένη με ελαστομερές μπορεί να απαιτεί μια ακριβώς κατεργασμένη αυλάκωση δακτυλίου O με ελεγχόμενο πλάτος, βάθος, ακτίνα γωνίας και επιφανειακό φινίρισμα. Υπερβολικό βάθος αυλάκωσης μπορεί να εμποδίσει επαρκή συμπίεση της στεγανοποίησης, ενώ ανεπαρκές βάθος μπορεί να καταστρέψει τον δακτύλιο O ή να δημιουργήσει υπερβολική δύναμη συναρμολόγησης. Οι φλάντζες CF απαιτούν ακριβώς σχηματισμένες ακμές μαχαιριού που διεισδύουν σε μια μαλακή μεταλλική φλάντζα κατά τη σύσφιξη. Η γεωμετρία της ακμής πρέπει να είναι αιχμηρή και ομοιόμορφη χωρίς γρέζια, βαθουλώματα ή ζημιές από χειρισμό. Επειδή η ακμή στεγανοποίησης καταστρέφεται εύκολα, ειδικά εργαλεία, προσεκτική επιθεώρηση και προστατευτική συσκευασία είναι απαραίτητα καθ' όλη τη διάρκεια της παραγωγής και της παράδοσης.

Η επιπεδότητα είναι μια άλλη σημαντική απαίτηση κατεργασίας. Μια όψη φλάντζας που είναι παραμορφωμένη, ανώμαλη ή υπερβολικά τραχιά μπορεί να δημιουργήσει μια συνεχή διαδρομή διαρροής μέσω της φλάντζας. Τάσεις κατεργασίας, λεπτά τοιχώματα, ακατάλληλη σύσφιξη και συγκόλληση μπορούν όλα να επηρεάσουν την επιπεδότητα της φλάντζας. Οι κατασκευαστές CNC μπορεί να χρησιμοποιούν ελεγχόμενες ακολουθίες ακατέργαστης και τελικής επεξεργασίας για τη μείωση των υπολειπόμενων τάσεων. Το εξάρτημα μπορεί να αφεθεί να σταθεροποιηθεί μεταξύ των εργασιών πριν η επιφάνεια στεγανοποίησης λάβει την τελική της κοπή. Μεγάλες ή λεπτές φλάντζες μπορεί να απαιτούν υλικό ανακουφισμένο από τάσεις, εξειδικευμένα εξαρτήματα ή κατεργασία μετά τη συγκόλληση. Η επιθεώρηση με δείκτες ακριβείας, πλάκες επιφάνειας ή μηχανές μέτρησης συντεταγμένων βοηθά στην επιβεβαίωση ότι η τελική φλάντζα πληροί τις απαιτούμενες γεωμετρικές ανοχές.

Η τραχύτητα της επιφάνειας πρέπει να ταιριάζει με τον τύπο της στεγανοποίησης κενού. Μια επιφάνεια που είναι πολύ τραχιά μπορεί να εμποδίσει τη φλάντζα να γεμίσει κάθε μικροσκοπικό κενό, ενώ ένα ακατάλληλο μοτίβο κατεργασίας μπορεί να δημιουργήσει μια διαδρομή που οδηγεί από την ατμόσφαιρα προς την πλευρά του κενού. Λεπτό φινίρισμα CNC, λείανση, λειαντική λείανση ή στίλβωση μπορεί να χρησιμοποιηθούν όταν η εφαρμογή απαιτεί ιδιαίτερα λεία επιφάνεια στεγανοποίησης. Ωστόσο, η υπερβολική στίλβωση μπορεί να αλλοιώσει τη σημαντική γεωμετρία, ειδικά σε ακμές μαχαιριού ή στενές επιφάνειες φλάντζας. Οι απαιτήσεις επιφάνειας πρέπει επομένως να ορίζονται σαφώς στο σχέδιο μηχανικής αντί να περιγράφονται μόνο ως γενικό καλλυντικό φινίρισμα.

Τα σπειρωτά και τα βιδωτά χαρακτηριστικά χρειάζονται επίσης ακριβή έλεγχο CNC. Η διάμετρος του κύκλου μπουλονιών, το μέγεθος της οπής, οι φρεζάρισμα και οι θέσεις των σχισμών επηρεάζουν πόσο ομοιόμορφα η φλάντζα συμπιέζει τη φλάντζα της. Οι μη ευθυγραμμισμένες οπές μπορούν να περιπλέξουν την εγκατάσταση και να παράγουν άνιση πίεση στεγανοποίησης. Τα σπειρώματα που χρησιμοποιούνται για αισθητήρες, βαλβίδες ή συνδέσεις σωλήνων πρέπει να πληρούν το καθορισμένο πρότυπο και να είναι απαλλαγμένα από γρέζια ή ατελή προφίλ. Μετρητές σπειρωμάτων, μετρητές πείρων και επιθεώρηση συντεταγμένων μπορούν να επαληθεύσουν αυτά τα χαρακτηριστικά. Οι σχεδιαστές πρέπει επίσης να παρέχουν επαρκή απόσταση για εργαλεία και συνδετήρες, ιδιαίτερα όταν η φλάντζα κενού είναι εγκατεστημένη κοντά σε τοιχώματα θαλάμου, κινητήρες, θερμαντήρες ή άλλες θύρες.

Η επιφανειακή επεξεργασία εξαρτάται από το υλικό της φλάντζας και την εφαρμογή. Οι φλάντζες κενού από ανοξείδωτο χάλυβα παθητικοποιούνται συνήθως μετά την κατεργασία CNC. Η παθητικοποίηση απομακρύνει την ελεύθερη μόλυνση από σίδηρο από την επιφάνεια και υποστηρίζει το σχηματισμό ενός σταθερού στρώματος οξειδίου ανθεκτικού στη διάβρωση. Αυτή η επεξεργασία είναι ιδιαίτερα πολύτιμη όταν τα εργαλεία κατεργασίας ή ο εξοπλισμός χειρισμού μπορεί να εισάγουν μεταλλική μόλυνση. Η ηλεκτροστίλβωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εξαρτήματα ημιαγωγών, φαρμακευτικών, ιατρικών και υπερυψηλού κενού. Απομακρύνει μικροσκοπικές κορυφές από την επιφάνεια, βελτιώνει την καθαριότητα, μειώνει τις παγίδες μόλυνσης και δημιουργεί μια πιο ομοιόμορφη εμφάνιση. Ο ηλεκτροστίλβος ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί επίσης να υποστηρίξει χαμηλότερη εκπομπή αερίων όταν καθαρίζεται και επεξεργάζεται σωστά.

Οι φλάντζες κενού αλουμινίου μπορεί να λάβουν διαφανή ανοδίωση, σκληρή ανοδίωση, χημική επίστρωση μετατροπής ή επιμετάλλωση με νικέλιο χωρίς ηλεκτρόλυση. Η ανοδίωση βελτιώνει την αντοχή στη διάβρωση και τη φθορά, αλλά η επίστρωση μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις και μπορεί να μην είναι κατάλληλη για κάθε επιφάνεια στεγανοποίησης. Κρίσιμες επιφάνειες φλάντζας, σπειρώματα, οπές και προσαρμοσμένες διάμετροι μπορεί να απαιτούν κάλυψη. Η σκληρή ανοδίωση είναι χρήσιμη για εξωτερικές περιοχές που εκτίθενται σε επαναλαμβανόμενη συναρμολόγηση ή μηχανική επαφή, ενώ η επιμετάλλωση με νικέλιο χωρίς ηλεκτρόλυση παρέχει πιο ομοιόμορφη κάλυψη και βελτιωμένη χημική αντοχή. Όταν απαιτείται ηλεκτρική αγωγιμότητα, μπορεί να επιλεγεί η χημική επίστρωση μετατροπής, επειδή δημιουργεί ένα λεπτότερο προστατευτικό στρώμα από τη συμβατική ανοδίωση.

Ο καθαρισμός είναι ένα ζωτικό στάδιο παραγωγής, επειδή τα λάδια κατεργασίας, τα γρέζια, τα λειαντικά, τα δακτυλικά αποτυπώματα και οι ενώσεις στίλβωσης μπορούν να μειώσουν την απόδοση κενού. Οι φλάντζες κενού μπορούν να καθαριστούν με κατάλληλους διαλύτες, αλκαλικά διαλύματα, υπερηχητικό εξοπλισμό, καθαρισμένο νερό ή ελεγχόμενες διαδικασίες ξήρανσης, ανάλογα με το απαιτούμενο επίπεδο καθαριότητας. Εξαρτήματα που προορίζονται για υπηρεσία υψηλού κενού μπορεί να απαιτούν συσκευασία σε καθαρό χώρο και προστατευτικά καλύμματα πάνω από τις επιφάνειες στεγανοποίησης. Οι μέθοδοι καθαρισμού πρέπει επίσης να παραμένουν συμβατές με το υλικό της φλάντζας και την επιφανειακή επεξεργασία.

Η ποιοτική επιθεώρηση πρέπει να επαληθεύει τις εξωτερικές και εσωτερικές διαμέτρους, το πάχος της φλάντζας, τη γεωμετρία στεγανοποίησης, τα μοτίβα μπουλονιών, τις διαστάσεις αυλάκωσης, την επιπεδότητα, τη συνομοταξία, τα σπειρώματα και την τραχύτητα της επιφάνειας. Η οπτική επιθεώρηση είναι σημαντική για τον εντοπισμό γρατζουνιών, γρεζιών, βαθουλωμάτων, ελαττωμάτων επίστρωσης και ζημιών σε ακμές μαχαιριού. Ο έλεγχος διαρροής μπορεί να πραγματοποιηθεί αφού η φλάντζα έχει συναρμολογηθεί σε θάλαμο, προσαρμογέα ή πλήρες εξάρτημα κενού. Ο έλεγχος διαρροής ηλίου χρησιμοποιείται συχνά για εξοπλισμό υψηλού κενού, επειδή μπορεί να εντοπίσει εξαιρετικά μικρές διαρροές που μπορεί να μην ανιχνευθούν με απλούστερες μεθόδους.

Οι φλάντζες κενού κατεργασμένες με ακρίβεια CNC παρέχουν ισχυρές, αποσπώμενες και στεγανές συνδέσεις για απαιτητικό εξοπλισμό κενού. Η απόδοσή τους εξαρτάται από κάτι περισσότερο από την αντιστοίχιση μιας τυπικής εξωτερικής διαμέτρου ή μοτίβου μπουλονιών. Η επιλογή υλικού, η γεωμετρία στεγανοποίησης, η επιπεδότητα, το επιφανειακό φινίρισμα, η σταθερότητα κατεργασίας, η επιφανειακή επεξεργασία, ο καθαρισμός και η επιθεώρηση συμβάλλουν όλα στην αξιοπιστία της τελικής σύνδεσης. Συντονίζοντας αυτές τις απαιτήσεις από το στάδιο σχεδιασμού έως την παραγωγή, οι κατασκευαστές μπορούν να προμηθεύσουν προσαρμοσμένες φλάντζες κενού που μειώνουν τον κίνδυνο διαρροής, απλοποιούν την εγκατάσταση, αντέχουν στην επαναλαμβανόμενη συναρμολόγηση και υποστηρίζουν σταθερή απόδοση κενού καθ' όλη τη διάρκεια ζωής των επιστημονικών και βιομηχανικών εξοπλισμών.