JPH08159912A - 気密試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】気密洩れ箇所を特定できる新規な気密試験方法
を得る。 【構成】真空容器３内に、陰極である気密試験用の被試
験体１，２と、針状の陽極７を載置してから真空容器内
を真空減圧し、次いで陰極と陽極の間に高電圧を印加し
て陽極である針状電極７を陰極である被試験体１の近傍
に配置し且つ移動させて放電電流分布を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管，気密容器，気密
端子もしくは高圧容器または溶接，ろう付もしくはフラ
ンジ等の接合部分を有する構造体の気密洩れ箇所の検出
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体や気体あるいは真空などの配管，継
ぎ手の接続部，溶接やろう付により作製した金属容器，
ガラスやセラミックス等により電気絶縁された気密端子
などの気密試験を行う際には、真空や高気密部品などで
はヘリウムリークディテクターやフロンガス検知器を用
いて気密洩れ箇所の検出が行われる。また配管や大型容
器等のあまり気密を必要としない装置では、フロンガス
検知器や石鹸水の泡により気密洩れの検出やその場所の
特定が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ヘリウムリークディテ
クターによる気密洩れ測定では、感度が高いため極めて
わずかな洩れ量も測定できるが被試験体の内部を高真空
にする必要がある。しかし内容積が大きいものでは時間
がかかり、洩れ量が大きものでは、測定器が高感度であ
るため洩れ箇所を検出することができない。フロンガス
検知器や石鹸水による方法では高い洩れ量は検出できる
が低い洩れ量の気密不良は、検知することができない。

【０００４】いずれの方法においても、検知ガスや洩れ
により発生するガスを間接的に検知する方法であるた
め、洩れの発生箇所の範囲を推定することができても気
密洩れの箇所を特定することは困難であった。この発明
は上述の点に鑑みてなされ、その目的は新規な気密洩れ
の検出方法を開発して所定量以上の気密洩れ量がある場
合に精度良く気密洩れの箇所の特定をすることが可能な
新規な気密試験方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的は第一の発明
によれば真空容器内に、陰極である気密試験用の被試験
体と、針状の陽極を載置し、真空容器内を真空減圧し、
陰極と陽極の間に高電圧を印加し、陽極である針状電極
を陰極である被試験体の近傍に配置し且つ移動させて放
電電流分布を測定するとすることにより達成される。

【０００６】第二の発明によれば真空容器内に、陰極で
ある気密試験用の被試験体と、陽極を載置し、真空容器
内を真空減圧し、陰極と陽極の間に高電圧を印加してグ
ロー放電を形成し、被試験体の気密洩れ箇所で放電発光
を生じさせるとすることにより達成される。上述の二つ
の発明において電気絶縁性の被試験体は表面を導電性処
理してなるとすることが有効である。

【０００７】陽極部と陰極部には０．５〜１０ｋＶの電
圧が印加される。上述の方法で測定できる気密洩れ量
は、１００ｍＰａ・ｍｌ／ｓ以上である。

【０００８】

【作用】針状の陽極を用いて気密洩れ箇所の周辺部をＸ
Ｙ方向に走査すると針状の陽極と被試験体とが対向した
気密洩れ箇所では、電位勾配が高いために気密洩れ箇所
をリークした気体がイオン化され電子が放出され電極間
の電流値が増大する。このようにして電流値の測定によ
り、気密洩れ箇所を特定することができる。

【０００９】気密洩れ量の大小は電極間の電流値の大小
として検出される。陰極である被試験体と、陽極との間
に電圧を印加し気密洩れ試験する被試験体の周辺を低真
空にすると真空度が１０Ｔｏｒｒ以下において陽極と陰
極との間にグロー放電が生じる。グロー放電は気体放電
の一形式で低圧気体中で安定に得られる。グロー放電で
は陰極周辺に放電や発光がみられる。真空度が高くなる
につれ被試験体の陰極部周辺の放電や発光は小さくなる
とともにやがて消失し陰極周辺にはアストン暗部と呼ば
れる放電発光がない部分が生じる。放電や発光の部分は
陽極部分に移動する。

【００１０】この状態において被試験体に気密洩れ箇所
があると、洩れた気体がイオン化しプラズマ状態となる
ため陰極で発光が観測される。発光の部位から気密洩れ
箇所が特定される。気密洩れ量が大きいとグロー放電に
おける陰極発光の開始する時刻が遅くなる。気密洩れ量
が小さいと陰極発光の開始する時刻が早くなる。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 図１は第二の発明の実施例に係る気密試験方法の一工程
を示す要部断面図である。ＳＵＳ３０４材料の配管用継
手１の一方に、フランジ板２をＯ―リングを介し気密シ
ールし、その他方をガラス製の透明な真空容器３に収納
し、真空容器内の空気を排気管４から真空ポンプにて排
気し、１Ｔｏｒｒ以下に減圧後、真空継手側を陰極と
し、棒状の陽極７との間に外部の陰極端子５と陽極端子
６を介して２〜５ｋＶの高電圧を印加した。

【００１２】この状態で圧力と電圧を調整ながら電極駆
動機８により、陽極７を溶接部の周辺において移動さ
せ、また被試験体を回転させ継手や管の溶接部を真空容
器の外から拡大鏡で観察したところ、管の溶接部に発光
が認められ、気密洩れがあることがわかった。次に棒状
の陽極７を先端径φ５０μm 以下の針状の陽極とし、高
電圧回路に流れる電流を読み取りながら、気密洩れの箇
所である発光部の周辺を表面から０.5mmの距離で縦、横
方向に走査した。

【００１３】図２は第一の発明の実施例に係る気密試験
方法により得られた放電電流（任意）の移動距離依存性
を示す線図である。電流値の測定から気密不良の洩れ発
生箇所は電流値が高くなり、気密洩れの箇所を特定する
ことができた。この試験体での気密洩れの箇所はこの電
流値から、溶接部の割れによるもであることが明らかと
なった。また放電電流の最大値から気密洩れの箇所を特
定することができた。さらに針状の陽極を被試験体の表
面から０.3mmの距離で縦、横方向に走査し、放電電流の
最大値を測定したところ、気密洩れの箇所を一層明確に
特定することができた。

【００１４】なお高圧回路に流れる電流は数１０μＡか
ら数ｍＡでありこの電流値は被試験体の気密洩れ量、真
空容器内の真空度、被試験体と電極との距離および印加
する電圧に依存する。 実施例２ 図３は第二の発明の異なる実施例に係る気密試験方法の
一工程を示す断面図である。 石鹸水による気密試験
で、気密洩れがあることを確認した鉄製の大型の配管１
１の気密洩れの範囲と洩れの原因を明らかにするため
に、その部分にＯリング等による気密シール可能な真空
容器１２を取り付け、真空容器内の空気を排気管１３よ
り真空ポンプにて排気し１Ｔｏｒｒ以下に減圧した。

【００１５】次に配管側を陰極１６とし、棒状の陽極１
４との間に２〜５ｋＶの電圧を印加し、圧力を調整し陽
極１４を用いて気密洩れ箇所の周辺を移動させ、拡大鏡
で観察した。その結果溶接部とその周辺に発光部が認め
られ、気密洩れの箇所が確認された。次にその部分に、
実施例１と同様の針状陽極を用い、高電圧に流れる電流
を読み取りながら、気密洩れの箇所の周囲で被試験体の
表面から距離１mmの場所を実施例１と同様の方法で縦，
横方向に走査し高圧回路に流れる電流値を測定した。

【００１６】図４は第一の発明の異なる実施例に係る気
密試験方法により得られた放電電流の移動距離依存性を
示す線図である。図に示すように、気密洩れ箇所のある
範囲の移動線上に数カ所の電流値の高い場所が認め、そ
れらの電流値の高い箇所が広い範囲で分布していること
が分かった。

【００１７】この電流分布の形態からこの気密洩れは、
溶接ビード部の腐食による気密洩れであることが明らか
になった。また大型の配管や容器においても本方法のよ
うに気密洩れの箇所が予測される場所に、測定用の真空
容器を取り付けることにより、簡単且つより精度の高い
気密洩れ箇所の特定が短時間にできる。 実施例３ セラミックスで絶縁した貫通気密端子の気密洩れの測定
では、セラミックス部分が絶縁体であるため被試験体を
陰極として電圧を印加することができないので、セラミ
ックス部分の気密洩れの測定をすることができない。

【００１８】そこでセラミックス絶縁部の表面に金を膜
厚１０００〜２０００Åの厚さにスパッタでコーティン
グし、導電性皮膜を形成させた。この被試験体を実施例
１と同様に真空容器に収納し、真空容器内の空気を真空
ポンプにて、１Ｔｏｒｒまで減圧し、気密端子を陰極と
し、陽極と陰極の間に２〜５ｋＶの電圧を印加し、気密
端子の周辺を移動させ、拡大鏡で観察したところ、ろう
接したフランジとセラミックスとのろう付部からセラミ
ックスの方向に発光部が確認された。その発光部にの周
辺を０.5mm間隔で縦、横方向に走査し、その電流分布を
測定したところ、セラミックスの割れに沿って気密洩れ
が生じていることが分かった。この気密洩れは、ろう付
時の金属とセラミックスとの熱歪みにより割れが生じた
ものと考えられる。

【００１９】このようにセラミックスなどの絶縁物で
は、表面に薄い導電性皮膜を形成することにより、本法
による測定を可能とすることができる。

【００２０】

【発明の効果】気密試験をする被試験体の周囲を減圧
し、被試験体を陰極として高電圧を印加することにより
気密洩れの箇所をグロー放電の放電発光により特定する
ことができる。また針状陽極を用い、気密洩れの箇所を
走査しながら、電極間に流れる電流値を測定することに
より、気密洩れ箇所の範囲や場所を特定することができ
る。

【００２１】またその気密洩れ箇所の周辺の電流分布を
測定することにより、気密洩れの発生原因を推定するこ
とができる。大型の容器，配管，設置済の装置などにお
いて、本法を用いて簡単且つ短時間に気密洩れの箇所を
特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第二の発明の実施例に係る気密試験方法の一工
程を示す要部断面図

【図２】第一の発明の実施例に係る気密試験方法により
得られた放電電流（任意）の移動距離依存性を示す線図

【図３】第二の発明の異なる実施例に係る気密試験方法
の一工程を示す断面図

【図４】第一の発明の異なる実施例に係る気密試験方法
により得られた放電電流の移動距離依存性を示す線図

【符号の説明】

１ 継手 ３ 真空容器 ４ 排気管 ５ 陰極端子 ６ 陽極端子 ７ 陽極 ８ 電極駆動部 ９ 可動シール部 １１ 配管 １２ 真空容器 １３ 排気管 １４ 陽極 １５ 陽極端子 １６ 陰極端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器内に、陰極である気密試験用の被
   試験体と、針状の陽極を載置し、真空容器内を真空減圧
   し、陰極と陽極の間に高電圧を印加し、陽極である針状
   電極を陰極である被試験体の近傍に配置し且つ移動させ
   て放電電流分布を測定することを特徴とする気密試験方
   法。
2. 【請求項２】真空容器内に、陰極である気密試験用の被
   試験体と、陽極を載置し、真空容器内を真空減圧し、陰
   極と陽極の間に高電圧を印加してグロー放電を形成し、
   被試験体の気密洩れ箇所で放電発光を生じさせることを
   特徴とする気密試験方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の気密試験方法に
   おいて、電気絶縁性の被試験体は表面を導電性処理して
   なること特徴とする気密試験方法。