(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210415971.7 (22)申请日 2022.04.20 (71)申请人 核工业西南物理研究院 地址 610000 四川省成 都市天府新区湖畔 路北段715号 (72)发明人 侯吉来　蔡立君　卢勇　张龙　 刘健　宋斌斌　赖春林　唐乐　 刘雨祥　刘宽程　黄文玉　李云峰　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 梁田 (51)Int.Cl. B08B 1/00(2006.01) B08B 3/02(2006.01) B08B 3/08(2006.01)B08B 3/12(2006.01) B08B 5/02(2006.01) B08B 13/00(2006.01) F26B 21/14(2006.01) G21B 1/05(2006.01) G21B 1/11(2006.01) (54)发明名称 一种适用 于托卡马克超高真空环境的金属 零件清洁方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于托卡马克超高真 空环境的金属零件清洁方法， 包括如下步骤： 金 属零件预处理； 对金属零件进行碳氢超声清洗； 对经步骤(2)处理的零件进行碱液超声清洗； 对 经步骤(3)处理的零件进行高压水喷洗、 去离子 水超声清洗； 氮气烘干； 密封包装。 本发 明利用碳 氢超声+碱 液超声， 并结合高压水喷洗、 去离子水 超声、 氮气烘干， 实现第一壁金属零件上切屑液 和油污等杂质的高效率地清除， 减少零件的出气 率和污染物残留， 符合托卡马克装置真空零件的 清洁要求。 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 CN 114871161 A 2022.08.09 CN 114871161 A 1.一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： (1)金属零件预处 理； (2)对金属零件进行碳氢超声清洗； (3)对经步骤(2)处 理的零件进行碱液超声清洗； (4)对经步骤(3)处 理的零件进行高压水喷洗、 去离 子水超声清洗； (5)氮气烘干； (6)密封包 装。 2.如权利要求1所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述碳氢超声清洗时， 超声清洗频率为25kHz～40kHz， 工作温度为20～35℃， 清洗 时间为10～3 0分钟。 3.如权利要求2所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述碱液超声清洗时， 超声清洗频率为25kHz～40kHz， 工作温度为70℃～90℃， 清 洗时间为3 0～60分钟。 4.如权利要求3所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述碱液超声清洗使用的碱液为氢氧化钠与碳酸钠的混合水溶液， 所述混合水溶 液中， 氢氧化钠的浓度为10 0～150g/L， 碳酸钠的浓度为5 0～100g/L。 5.如权利要求4所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述高压水喷洗的喷射压力为1Mpa～3 Mpa。 6.如权利要求5所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述去离子水超声清洗过程中， 超声清洗频率为25kHz～40kHz， 工作温度为60℃ ～ 80℃， 清洗时间15～3 0分钟， 所述去离 子水的电阻率大于1MΩ ·cm。 7.如权利要求1所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述氮气烘干的过程为： 将完成去离子水超声清洗后的零件放入工业烘箱内进行 烘干， 烘干时通纯氮气保护； 达到烘干的保温时间后停止加热， 继续保持通氮气， 直到零件 的表面温度降到 50℃以下， 开箱取 出； 通氮气的流 量为1～5L/mi n， 烘干温度为15 0℃～250℃， 保温时间大于等于180分钟。 8.如权利要求7所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述密封包装时采用洁净的聚乙烯袋密封保存， 密封袋内充入纯度为99.99％氮气 保护， 气压为0.1Mpa。 9.如权利要求8所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述金属零件的材 料为316L或镍基合金 材料。 10.如权利要求9所述的一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 其特 征在于， 所述金属零件上开设有螺纹孔或光 孔结构； 所述螺纹孔的公称直径小于等于 64mm， 深度大于 5mm； 所述光孔结构的孔径小于20m m， 光孔的孔深度与孔径值的比值大于 3。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114871161 A 2一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方 法 技术领域 [0001]本发明涉及核聚变装置工程制造技术领域， 具体涉及一种适用于托卡马克超高真 空环境的金属零件清洁方法。 背景技术 [0002]在托卡马克装置中， 通常将面向等离子体 的壁材料统称为第一壁， 第一壁部件包 括面向等离子体的耐高温材料和金属结构件。 其中， 金属结构件一般由316L或是镍基合金 材料加工而成， 是安装在托卡马克真空室内体积和重量最大 的部件之一， 也是真空室内主 要的放气源之一。 在托卡马克装 置的启动阶段， 必须对真空室进行抽气使真空度达到10‑6Pa 量级； 并且， 在托卡马克等离子体放电实验运行时， 必须保持良好的第一壁清洁条件才能建 立起高品质的等离子体。 因此， 为了减少托卡马克装置开机启动的抽真空时间并保持运行 阶段拥有良好的壁清洁条件， 新一代托卡马克装置要求第一壁部件的金属零件在清洁后放 气率小于1 ×10‑7Pa·L·s‑1·cm‑2， 且不能残留油性污染物和残留其它颗粒物。 [0003]随着第一壁金属零部件向着大型化和复杂化方向发展， 零件上拥有各种深孔、 螺 纹孔、 狭缝和沟槽等结构要 素， 这些结构要 素在生产过程中很容易积累各种切削液、 油脂和 污染物， 极大地增加了零部件的清洁难度。 在清洁生产中， 现有的真空零件清洁工艺 都不能 高效率地清除零件上深孔和螺纹的残留油污和各种杂质成分， 导致由于清洁不彻底而返工 的情况发生。 [0004]因此， 针对托卡马克装置第一壁金属零部件的结构特点， 需要提供一种高效率的 零件清洁方法， 减少零件清洁不彻底而发生返工的情况发生。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 以解决现有的真空零件清洁工艺无法高效清洁第一 壁金属零部件。 [0006]本发明通过 下述技术方案实现： [0007]本发明提供了一种适用于托卡马克超高真空环境的金属零件清洁方法， 包括如下 步骤： [0008](1)金属零件预处 理； [0009](2)对金属零件进行碳氢超声清洗； [0010](3)对经步骤(2)处 理的零件进行碱液超声清洗； [0011](4)对经步骤(3)处 理的零件进行高压水喷洗、 去离 子水超声清洗； [0012](5)氮气烘干； [0013](6)密封包 装。 [0014]可选地， 所述碳氢超声清洗时， 超声清洗频率为25kHz～40kHz， 工作温度为20～35 ℃， 清洗时间为10～3 0分钟。 [0015]可选地， 所述碱液超声清洗时， 超声清洗频率为25kHz～40kHz， 工作温度为70℃～说　明　书 1/7 页 3 CN 114871161 A 3