WO2007105360A1

WO2007105360A1 - 配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置

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Publication number: WO2007105360A1
Application number: PCT/JP2007/000161
Authority: WO
Inventors: Gisuke Kohno; Teruo Hon'iden; Akihiro Morimoto; Naofumi Yasumoto; Koji Kawada; Yutaka Ueji; Nobukazu Ikeda; Masayuki Hatano; Michio Kuramochi; Yoshiyuki Kindai; Kazuhiro Nagano; Toshiaki Wada
Original assignee: Fujikin Incorporated; S.E.S. Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2007-09-20
Also published as: KR20090003195A; JP2007232666A; US20090165534A1; JP4684135B2

Abstract

　本発明は、極く小型の検査装置でもって簡単且つ迅速に配管路内容積及び漏洩量を検出することができ、被検査配管路の内容積に関連づけした漏洩量でもって配管路の検査結果の良否を正確に判断できるようにする。　本発明の配管路の漏洩検査方法は、密閉状態とした被検査配管路の一端側開口からその内方へ、流量計測器により流量を及び圧力検出器により圧力を検出しつつ一定流量の検査用ガスを供給すると共に、温度検出器により前記配管路又は配管路内へ供給する検査用ガスの温度を検出し、前記圧力検出値、流量検出値及び温度検出値を演算処理装置へ入力して、被検査用配管路内の圧力上昇値ΔＰ2が設定値になるまでの加圧時間Δｔとその間の検査用ガスの供給流量Ｑとから、被検査配管路の内容積ＶLをＶL＝供給流量Ｑ×加圧時間Δｔ／圧力上昇値ΔＰ2として演算し、次に、前記被検査配管路内を所定の設定圧に加圧してから所定の圧力降下時間Δｔ′を経過後の圧力降下値ΔＰ2′と前記演算した配管路内容積ＶLとから、被検査配管路からの漏洩量ＱLをＱL＝圧力降下値ΔＰ2′×配管路内容積ＶL／圧力降下時間Δｔ′として演算するようにする。

Description

明細書

配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置

技術分野

[0001 ] 本発明は、例えば半導体製造設備や化学品製造設備等において使用されるものであり、各種ガスの供給用配管路からのガスの漏洩検査方法及びこれに使用する漏洩検査装置に関するものである。

背景技術

[0002] 半導体製造設備等では多数のガス供給設備が使用されており、流量制御弁や流量計測器等を含むガス供給配管路は、ガスの漏洩に対して厳しい管理下に置かれている。

[0003] 而して、これ等配管路の漏洩検査技術としては、従前から各種の方法が開発され且つ実用に供されて来ている。しかし、現実に利用されている技術は、所謂加圧放置方式の漏洩検査方法がその殆どである。何故なら、この漏洩検査方法によれば、配管路の実使用条件に近い状態下で配管路全体の漏洩の有無を確認することが出来るからである。

即ち、上記加圧放置試験に於いては、先ず被検査配管路の内部へ N ₂等の不活性ガスが加圧充填され、一定時間経過後の圧力の変動の状態から配管路の漏洩の有無が判定される。当該検査方法は、配管路全体を同時に検査できると共に、一定量以上の漏洩であれば、見逃すことなくこれを検出できると云う特徴を有している。

[0004] ところが、この加圧放置方式の試験には、ィ. 長い検査時間を必要とすること、口. 漏洩箇所の特定が困難なこと、ハ. 圧力降下速度が被検査配管路の内容積によって大きく変動するため、漏洩検査の結果の良否を判定するには被検査配管路の内容積を正確に把握することが必要であること、等の難点がある。

[0005] 特に、この種の被検査配管路はその形態が多種多様であるため、配管図上から配管路内容積を正確に把握することは現実に不可能なことである。そのため、実際の配管路の漏洩検査においては、配管路の内容積と関連づけた漏洩量（P a ■ m³Z s e c ) を配管路の漏洩検査の良否を判断する基準として用いることが出来ず、結果として、配管路全体の圧力降下率（％) でもって配管路の漏洩検査の良否を判定することが、多く行われている。

[0006] 一方、上記加圧放置方式の漏洩検査における問題点を解決するものとして、特開平 9 _ 2 8 8 0 3 1号のように、測定器本体に排出ガス処理手段又は配管容積可変手段の何れかを設け、密閉した状態における配管路の一定時間内での圧力降下量と、配管路から一定量のガスを連続的に排出させた状態下における一定時間内での圧力降下量とを測定して、これ等の両測定データから被検査配管路の内容積を求め、更に、この配管路内容積と上記一定時間内での圧力降下量とに基づいて漏洩量を演算するようにした技術や、特開 2 0 0 2 - 2 8 6 5 7 9号のように、検査器具に二種類の可変容積付加容器を設け、上記第 1又は第 2の可変容積付加容器を変量操作した際の圧力変動を圧力計で測定することにより、被検査配管路の内容積の演算及び漏洩量検出等を行うようにした技術が開発されている。

[0007] 上記各技術は、被検査配管路の内容積及び、配管路からの漏洩量が比較的正確に検知できるため、漏洩量でもって被検査配管路の検査結果の良否を判断できると云う優れた効用を有している。

しかし、上記各技術にも解決すべき多くの問題が残されている。例えば、これらの各技術は、従前の「ガス漏洩早見表」を用いて圧力降下量から漏洩量を推定する場合に比較して、正確且つ迅速にガス漏洩量を検出することができるものの、ィ. 検査用器具に排出ガス処理手段や配管容積可変手段（可変容積付加容器）を必要とするため、検査用器具の小型化が図れないこと、口. 配管容積の検出や漏洩量の検出操作が複雑で多くの手数を必要とすること、ハ. ガス漏洩検査時の温度変化に対する対応が為されていないため、高精度な配管路内容積の検出や漏洩量の検出が不可能なこと、等の基本的な問題が解決すべき点として残されている。

[0008] 特許文献 1 ：特開平 9— 2 8 8 0 3 1号特許文献 2：特開 2 0 0 2— 2 8 6 5 7 9号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本願発明は、この種配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置における上述の如き問題、即ち、ィ. 検査用器具が大型化し、取扱い性に欠けること、口 . 検出操作が複雑であり、配管路内容積や漏洩量の検出に手数と時間がかかリ過ぎること、ハ. 温度変化等により配管路内容積や漏洩量の検出値が大きく変り、検出精度が相対的に低いこと等の問題を解決せんとするものであり、極く小型の検査装置でもつて簡単且つ迅速に配管路内容積及び漏洩量を検出することができ、被検査配管路の内容積に関連づけした漏洩量でもって配管路の検査結果の良否を正確に判断できるようにした漏洩検査方法と、これに用いる漏洩検査装置を提供することを発明の主たる目的とするものである課題を解決するための手段

[0010] 請求項 1の発明は、密閉状態とした被検査配管路の一端側開口からその内方へ、流量計測器によリ流量を及び圧力検出器によリ圧力を検出しつつ一定流量の検査用ガスを供給すると共に、温度検出器によリ前記配管路又は配管路内へ供給する検査用ガスの温度を検出し、前記圧力検出値、流量検出値及び温度検出値を演算処理装置へ入力して、被検査用配管路内の圧力上昇値厶 P₂が設定値になるまでの加圧時間厶 tとその間の検査用ガスの供給流量 Qとから、被検査配管路の内容積 V_Lを V_L=供給流量 Q x加圧時間 Δ t Z圧力上昇値 A P₂として演算し、次に、前記被検査配管路内を所定の設定圧に加圧してから所定の圧力降下時間 Δ t ' を経過後の圧力降下値 Δ Ρ₂' と前記演算した配管路内容積 V_Lとから被検査配管路からの漏洩量 Q_Lを、 Q_L=圧力降下値厶 P 2 X配管路内容積 V_LZ圧力降下時間 Δ t ' として演算するようにしたことを発明の基本構成とするものである。

[0011] 請求項 2の発明は、請求項 1の発明において、圧力検出信号 P₂による圧力値を温度検出信号 Tによる温度により補正し、予め定めた基準温度に於ける値に補正した圧力値を用いて被検査配管路の内容積 V_L及び被検査配管路の漏洩量 Q_Lを演算するようにしたものである。

[0012] 請求項 3の発明は、請求項 1又は請求項 2の発明において、配管路内容積 V_Lの演算における配管路内圧を 0 . 1 1\ 1卩3から0 . 2 M P aまで上昇させると共に、漏洩量 Q_Lの演算における配管路の最大加圧値を 0 . 4 M P a、圧力降下時間 Δ t ' を 1時間とするようにしたものである。

[0013] 請求項 4の発明は、請求項 1又は請求項 2の発明において、流量計測器及び圧力検出器として圧力式流量制御装置を使用し、当該圧力式流量制御装置の流量検査信号及び圧力検出信号を前記流量検出信号 Q及び圧力検出信号 P₂ として利用するようにしたものである。

[0014] 請求項 5の発明は、密閉状態とした被検査配管路の一端側開口からその内方へ、流量計測器によリ流量を及び圧力検出器によリ圧力を検出しつつ一定流量の検査用ガスを供給すると共に、温度検出器によリ前記配管路又は配管路内へ供給する検査用ガスの温度を検出し、前記圧力検出値、流量検出値及び温度検出値を演算処理装置へ入力して、被検査用配管路内の圧力上昇値厶 P₂が設定値になるまでの加圧時間厶 tとその間の検査用ガスの供給流量 Qとから、被検査配管路の内容積 V_Lを V_L=供給流量 Q X加圧時間 Δ t Z圧力上昇値 A P₂として演算し、次に、前記流量計測器から流量を検出しつつ検査用ガスを供給すると共に、自動圧力制御装置により被検査配管路内の圧力 P₂を一定値に保持した状態で前記検査用ガスを供給し、前記流量計測器による検出流量 Qから被検査用配管路からの漏洩量 Q_Lを求めるようにしたことを発明の基本構成とするものである。

[0015] 請求項 6の発明は、請求項 1又は請求項 5の発明において、昇圧時に検査用ガスの供給を一時停止し、被検査配管路内の圧力変動を確認する工程を含んだものとしたものである。

[0016] 請求項 7の発明は、被検査配管路へ供給する検査用ガスの供給源と、当該供給源から密閉した被検査配管路内へ流入する一定流量の検査用ガスの供給流量を検出する流量計測器及び圧力を検出する圧力検査器と、前記被検査用配管路の温度又は検査用ガスの温度を検出する温度検出器と、前記流量計測器からの流量検出信号 Qと圧力検出器からの圧力検出信号 P₂と温度検出器からの温度検出信号 Tとが入力され、被検査配管路の内圧が設定された圧力上昇値 Δ Ρ₂に至るまでの加圧時間 Δ tとその間の被検査ガスの供給流量 Qとから、配管路内容積 V_Lを V_L=供給流量 Q x加圧時間 Δ t Z圧力上昇値 Δ Ρ₂として演算する配管路内容積演算部と、所定圧力に加圧した被検査配管路の内圧の所定圧力降下時間 A t ' 経過後の圧力降下値 Δ Ρ₂' と前記演算した配管路内容積 V_Lとから、漏洩量 Q_Lを Q_L=圧力降下値 Δ Ρ₂' X配管路内容積 V_LZ圧力降下時間 Δ t ' として演算する漏洩量演算部とを備えた演算処理装置とを発明の基本構成とするものである。

[0017] 請求項 8の発明は、請求項 7の発明において演算処理装置に、圧力検出信号 P₂の温度補正部とデータ記憶部とを設けるようにしたものである。

[0018] 請求項 9の発明は、請求項 7又は請求項 8の発明において、流量計測器及び圧力検出器として圧力式流量制御装置を用いるようにしたものである。発明の効果

[0019] 本発明においては、流量計測器からの流量検出信号 Qと圧力検出器からの圧力検出信号 P₂と温度検出器からの温度検出信号 Tを用いて、演算処理装置に於いて先ず被検査配管路の内容積を演算すると共に、当該演算した内容積と一定時間経過後の配管路内の圧力降下値とから配管路の漏洩量を演算する構成としている。

その結果、従前のこの種漏洩検査方式に比較して演算処理装置の構造の大幅な簡素化が図れると共に、より短い圧力上昇時間及び圧力降下時間でもつて必要な管路内容積及び漏洩量の演算を行うことが出来、検査時間の短縮及び検査結果からの合理的な漏洩の合否の判定が可能となる。

更に、本発明においては、演算処理装置において圧力検出値の温度補正を行う構成としているため、環境温度の変動に起因する測定誤差が少なくなリ、高精度な検査結果を得ることが出来る。

加えて、圧力式流量制御装置を活用することにより、漏洩検査装置の一層の簡素化と高精度化が可能となる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明による漏洩検査方法の第 1実施形態に係る系統図である。

[図 2]本発明の漏洩検査装置を構成する演算処理装置の構成図である。

[図 3]本発明による漏洩検査方法の第 2実施形態に係る系統図である。

[図 4]本発明の漏洩検査方法の第 3実施形態に係る系統図である。

[図 5]本発明による漏洩検査方法の実施例を示す系統図である。

[図 6]被検査配管路の圧力供給（供給圧力 0. 3MPa) 時における配管路内圧と時間の関係（圧力上昇率）を示す線図である。

[図 7]被検査配管路の圧力封入（封入圧力 0. 3 MP a) 時における配管路内圧と時間の関係（圧力降下率）を示す線図である。

[図 8]供給圧力を 0. 5MP aとした場合の図 6と同様の線図である。

[図 9]封入圧力を 0. 5MP aとした場合の図 7と同様の線図である。

符号の説明

[0021] Aは配管路の漏洩検査装置

N ₂は検査用ガス

P₂は圧力検出信号

Qは流量検出信号

Tは温度検出信号

V_Lは配管路内容積

厶 tは加圧時間

△ P₂は圧力上昇値

は検査加圧の開始時刻

△ P は圧力降下値

厶 t ' は圧力降下時間

Sは圧力降下速度

Qi_は漏洩量

Q_sは制御信号 S _Pは制御信号

V_u V₂はバルブ

P₂₀は圧力検出値 P₂の o°cの状態下における値

1は減圧装置

2は圧力検出器

3は流量計測器

4は圧力検出器

5は温度検出器

6は被検査配管路

は演算処理装置

8は検査用ガス（N ₂) の供給源

9は配管路内容積演算部

1 0は漏洩量演算部

1 1は温度補正部

1 2はデータ記憶部

1 3は表示部

1 4は設定■入力部

1 5はオリフィス

1 6は自動圧力制御装置

1 7はコントロール弁

1 8は圧力検出器

1 9はリークサンプル

2 0はブラインド

2 1は S U S配管路（0 6 . 3 5 mm)

2 2は S U S配管路（0 9 . 5 2 mm)

2 3は閉止弁

発明を実施するための最良の形態

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図 1は、本発明による配管路の漏洩検査方法の実施系統図であり、図 1において 1は減圧装置、 2は圧力検出器、 3は流量計測器、 5は温度検出器、 6は被検査配管路、 7は演算処理装置、 8は検査用ガス（N ₂) の供給源、 N ₂ は検査用ガス、 Qは流量検出信号、 P₂は圧力検出信号、 Tは温度検出信号でめる。

[0023] 前記減圧装置 1及び圧力検出器 2は如何なる構造のものであってもよく、本実施形態では減圧装置 1として圧力調整弁を、また圧力検出器 2として半導体型圧力センサを使用している。

また、前記圧力検出器 4は、検出値を圧力検出信号 P₂として外部へ出力できる構成のものであれば如何なるものでもよく、本実施形態では半導体型圧力トランスデューサーを使用している。同様に、流量計測器 3は、検査用ガス N ₂の流量の計測値を流量検出信号 Qとして外部へ出力できる構成のものであれば如何なるものであってもよく、例えば、検査用ガス N ₂の流量調整機能と流量測定機能の両方を具備した熱式質量流量制御器や圧力式流量制御器等であっても、或いは予めレギユレータで所望の一定流量に調整した検査用ガス N ₂の流量を測定する流量測定機能のみを備えた熱式質量流量計測器等であつてもよい。尚、本実施形態では M F C (熱式質量流量制御器）を流量計測器 3として使用している。

[0024] 前記温度検出器 5は、後述する被検査配管路 6内のガス（流体）温度を検出するものであるが、通常は配管路 6の外表面へ温度検出器 5を固着し、配管路外表面の温度をもってガス温度とするようにしている。尚、本実施形態においては、前記温度検出器 5として熱電対を使用しており、検出値は温度検出信号 Tとして外部へ出力されて行く。

[0025] 前記被検査配管路 6は、配管路ゃ配管路に介設した弁、フィルタ一等の各機器類、配管路内へ介設したチャンバ一等の機器類等を含むものであり、生産現物の状況に応じて被検査配管路 6の形態や範囲は適宜に選定される。尚、前記被検査配管路 6が、密封された配管路を構成するものであることは勿 am あ。 [0026] 前記演算処理装置 7は、図 2に示す如く設定■入力部 1 4、配管路内容積演算部 9、漏洩量演算部 1 0、温度補正部 1 1、データ記憶部 1 2及び表示部 1 3等から構成されており、演算処理装置 7そのものは可搬型に形成されている。

[0027] 前記設定■入力部 1 4は、流量検出信号 Q、圧力検出信号 P₂及び温度検出信号 Tの各検出範囲や圧力変動の検出時間、（加圧時間 Δ t、圧力降下時間厶）漏洩有無の判断基準点等の各種設定を行うと共に、配管路内容積 V_L や漏洩量 Q_Lの演算に必要な各種の基礎データ等をデータ記憶部 1 2へ入力するための機構である。

[0028] 前記配管路内容積演算部 9は、入力されてくる流量検出信号 Q、圧力検出信号 P₂、温度検出信号 Tを用いて被検査配管路 6の内部容積 V_Lを演算する機構であり、試験用ガス供給源 8からの不活性ガス（N₂) により被検査配管路 6内を加圧する際の一定値に設定した N₂流量 Q、加圧時間 A t、温度補正をした圧力上昇値 ΔΡ₂から、被検査配管路 6の内部容積 V_Lを、 V_L= (流量 Qx 加圧時間 A t) Z圧力上昇値 ΔΡ₂ (温度補正済み） ■ ■ ■ (1 ) 式として演算するものである。

[0029] 尚、被検査配管路 6の長さや内部機器等の種類によっても異なるが、通常は減圧装置 1の出口側圧力を一定値（0. 5MPa) に調整保持した状態で、圧力検出器 4の検出圧力 P₂が 0. 1 MPaから 0. 2MPaを越える圧力に上昇するまで、流量計測器 3で一定流量 Qに調整した不活性ガス（N₂) を供給し、被検査配管路 6の内部を連続的に加圧すると共に、検査圧力 P₂が 0 . 1 MPaから 0. 2MP aに達するまでの加圧時間 Δ tを演算する。尚、供給する不活性ガス（N₂) の流量 Qは、流量計測器 3により一定流量に自動的に保持されており、その結果、流量検出信号 Qは、圧力検出値 P₂が上昇しても、加圧時間 Δ tの間一定の設定値に保持される。

[0030] 上記流量検出信号 Q、圧力検出信号 P₂及び温度検出信号 Tは、漏洩検査開始時間から演算処理装置 7へ連続的に入力されるが、演算処理装置 7に於いては、検査開始時刻から一定時間間隔毎に、上記各検出信号 Q、 P₂、 T がデータ記憶部 1 2へ記憶される。そして、圧力検出信号 P₂の検出値が上限設定値（例えば 0. 2MPa) に達した時に、前記（1 ) 式により算出した被検査配管路 6の内容積 V_Lの演算値が、最終的に表示部 1 3に表示される。

[0031] 前記温度補正部 1 1は、圧力検出信号 P₂の温度による変動を補正する機能を果たすものである。具体的には、室内温度 T (°C) における圧力検出値 P₂ (MP a) が、 0°Cにおける圧力値に補正され、温度補正後の圧力 P_2G (MP a) が P₂₀ (MP a) = 〔〔（P₂+0. 1 01 325) x 273/ (T + 27

3) 〕 _0. 1 01 325〕として演算される。

当該温度補正部 1 1では、上述の如き温度補正を行った圧力検出信号 P₂₀を用いて、圧力上昇値が演算されることになる。その結果、高精度な被検査配管路 6の内容積演算が可能となる。

[0032] また、上記被検査配管路 6の内容積の演算においては、被検査配管路 6から僅かなリークがあっても、大きなリークは無いものとして演算をしている

。尚、過大なリークが発生しているかいないかを確かめるために、昇圧の過程で検査用ガス N₂の供給を一時停止し、被検査管路 6内の圧力変動状態をチエックするのが望ましい。

[0033] 前記漏洩量演算部 1 0は、前記配管路内容積演算部 9で演算した被検査配管路 6の内容積 V_Lを用いて、被検査配管路 6からの漏洩量を演算するものでめる。

具体的には、試験用ガス供給源 8から減圧装置 1を通して被検査配管路 6 内へ N₂ガスを供給し、管路内を所定圧力（例えば 0. 4MPa程度）に加圧する。その後、一定時間毎に配管路内の圧力検出値 P₂と配管路の温度検出値 Tをデータ記憶部 1 2へ記憶すると共に、温度補正をした圧力降下値 ΔΡ と圧力降下時間 A t' を用いて、下記の 2式によりリーク量 Q_Lを演算する。漏洩量 Q_L=圧力降下値 ΔΡ (温度補正済） X配管路内容積 V_LZ圧力降下時間厶 t '

=圧力降下速度 Sx配管路内容積 V_L， ■ ■ ■ (2) 式

[0034] 尚、漏洩検査中の各時刻における圧力降下値 ΔΡ 等がデータ記憶部 1 2 に適宜に記憶されることは、前記被検査配管路 6の内容積演算 V_Lの演算の場合と同様である。

また、 2式で演算された漏洩量 Q_Lは表示部 1 3に表示されると共に、予め定めた許容漏洩量から、単位時間当りの圧力降下量 S (圧力降下速度 S) が下記の（3) 式を用いて演算される。

S=許容リーク量 Z配管路内容積■ ■ ■ ■ (3) 式

[0035] 即ち、 3式で示した圧力降下速度 Sは、被検査配管路 6からの漏洩量 Q_Lが許容の範囲内のものであるか否かを判定する基準を示すものであり、また、被検査配管路からの前記許容漏洩量は、一般に試験者及びユーザの協議によリ予め決定されるものである。

[0036] 前記 2式で演算した漏洩量 Q_Lから圧力降下速度 Sが演算され、この演算した圧力降下速度 Sと、予め定めた判断基準（許容漏洩量に基づいて決定した圧力降下速度）が対比され、検査配管路 6に対する爾後の処置が決定される

[0037] 図 3は本発明の第 2実施形態に係る漏洩検出方法の実施系統図であり、流量計測器 3として公知の圧力式流量制御装置 FCSを利用するものである。圧力式流量制御装置 FCSはオリフィス 1 5の上流側の圧力を制御することにより、オリフィス 1 5を流通するガス流量を制御するものであり、制御信号 Q sとして流量設定信号を入力することによリ、被検査配管路 6へ供給する N₂流量が自動的に設定値に保持されると共に、流量検査信号 Q、圧力検出信号 P₂等が外部出力として得られる。

[0038] また、試験用ガス供給源 8からの N₂供給圧を 3〜1 OMPaとすることにより、圧力式流量制御装置 FCSにおいては、オリフィス 1 5の下流側圧力 P₂が 0. 1〜0. 2MP a程度に上昇しても、極めて高精度な流量制御を行うことができる。その結果、より高精度な被検査配管路 6の内容積 V_Lの演算や漏洩量演算が行えることになる。

[0039] 図 4は、請求項 5に係る発明の実施形態を示すものであり、被検査配管路

6内を所定の圧力値（例えば 0. 4〜0. 5MP a) に高精度で一定に保持することも可能な自動圧力制御装置 1 6を使用する構成としたものである。当該自動圧力制御装置 1 6は、前記図 3の圧力式流量制御装置からオリフイス 1 5を取り除いたものであり、制御信号 S pとして設定圧力を入力すると、二次側管路の内圧 P₂が設定値となるようにコントロール弁 1 7が自動開閉調整されることになリ、二次側管路内圧 P₂が常に一定値に保持される。

[0040] 図 4を参照して、先ず、流量計測器 3から一定流量 Qの検査用ガス N ₂を供給しつつ被検査配管路 6の内容積 V_Lを演算する過程が終れば、流量計測器 3 を自動モード（供給流量 Qを一定値に自動調整するモード）から通常の流量計測モードに切換えると共に、自動圧力制御装置 1 6を通常の圧力検出モードから自動圧力調整モード（出力側圧力 P₂を設定値に一定に保持するモード ) に切換える。その結果、被試験管路 6内へのガス（N ₂) 供給圧力（例えば 0 . 4 M P a ) を一定に保った状態下で、流量計測器 3により N ₂流量を検出することにより、当該 N ₂流量は、そのまま一定 N ₂供給圧力（0 . 4 M P a ) 下における被検査配管路 6からの漏洩量を示すことになリ、演算処理装置 1 の漏洩量演算部 1 0の構成を簡素化して流量検出信号 Qの温度補正のみを温度補正部 1 1で行うことにより、温度補正をした流量検出値 Qが、そのまま被検査配管路 6からの漏洩量を示すことになる。

[0041 ] 尚、前記図 1、図 3及び図 4に示した各実施形態に於いては、被検査配管路 6が樹脂製配管材により形成されている場合の特殊な問題、即ち加圧用 N ₂ ガスの管壁透過による圧力降下の影響が考慮されていない。しかし、万一樹脂製配管材が用いられている配管路 6においては、前記管壁透過の圧力降下に対する影響を予めデータ化し、これをデータ記憶部 1 2へ記憶しておく必要があることは勿論である。

実施例 1

[0042] 図 5は、本発明に係る漏洩検査方法の実施例を示す系統図であり、図 5において 1は圧力調整器、 2及び 1 8は圧力検出器（圧力トランスデューサー ) 、 3は熱式質量流量計（マスフローコントローラ流量■ N ₂ 1 0 0 s c c m ) 、 5は温度検出器（サーモスタット）、 6は被検査配管路、 7は演算処理装置（データ口ガー）、 8は N₂ガス源、 V,及び V₂は金属ダイヤフラムバルブ、 1 9はリークサンプル（ 1 0_⁶〜 1 0_⁵p a ■ m³Zs e。程度）、 20はブラインド、 21は外径 6. 35mm '内径 4. 35 mmのステンレス鋼管、 22は外径 9. 52mm '内径 7. 52 mmのステンレス鋼管である。

[0043] 先ず、ィ. 流量計測器（MFC) 3の流量設定を行い、被検査配管路 6への N ₂ガスの供給流量 Qを 1 OO s c cm (0°C、 1 a t mの標準状態に換算した 1分間当たりの流量 c c) に設定し、次に、口. バルブ V,、 V₂を全開して N₂ガスを流通させ、流量計量器 3の流量を安定化させる。また、ハ. 演算処理装置（データ口ガー） 7を立上げて作動状態に置く。

[0044] 更に、二. 前記演算処理装置 7の立上げから 60秒経過後にバルブ V₂を全閉鎖し、 5 s e c毎に各圧力 P₂、 P₃及び N₂流量 Q、温度 Tを検出してその各検出値を演算処理装置 7へ入力する。

[0045] 演算処理装置 7では、前記ィ. 〜二. の操作により得られた各検出値を用いて、先ず被検査配管路 6の内容積 V_Lが演算される。

具体的には、ィ. 先ず圧力検出値 P₂を、下記の演算式を用いて 0°Cの値に換算する。

P₂₀= 〔 (P₂+0. 1 01 325) X 273Z (T + 273) 〕 —0. 1 0 1 325 (MP a)

但し、 P₂は圧力検出値（MP a) 、 Tは温度検出値（°C) 、 P₂₀は 0°Cの演算値（MP a) である。

[0046] 次に、口. 検出圧力 P₂の演算値 P₂₀と時間（s e c) との関係をプロットすることにより、圧力上昇率（MPaZs e c) を演算する。

その後、ハ. 流量計測器 3の流量 Q= 1 00 s c cmと前記圧力上昇率（ MPaZs e c) とから、標準状態下における配管路 6の内容積 V_L (c c) を下式により演算する。

V_L (c c) =0. 1 01 325 (MP a) X Q (s c cm) Z圧力上昇率 (MPaZs e c) x 60 (s e c)

尚、上記各検出値及び演算値が、演算処理装置 7のデータ記憶部 1 2に順次記憶されて行くことは勿論である。

[0047] 上記配管路内容積 V_Lの演算に必要な計測が完了した後も継続して N₂ガスを導入することにより、配管路 6内を設定圧（0. 45MPa) にまで加圧し、バルブ V,を閉鎖する。その後、口. 圧力変動をある一定の時間に亘つて測定すると共に、圧力変動の測定が完了すれば、バルブ V₂を開、流量計測器 3 を強制開放にして、検査配管路 6内の内圧を開放する。尚、今回の実施例では、前記圧力変動を 5 s e c毎に 5時間測定するようにしたが、これ等の測定間隔や測定時間は検査配管 6の内容積やリーク量の大■小等に合わせて、適宜に変更されることは勿論である。

[0048] 前記演算処理装置 7では、上記圧力変動の検出値を用いて配管路 6の漏洩量 Q_Lを演算する。具体的には、先ず、ィ. 圧力検出値 P₂ (MP a) を 0°Cの圧力値 P₂₀ (MP a) に換算する（換算式は 0042項に記載の式と同じ）。次に、口. 前記換算した圧力検出値 P₂₀ (MP a) と時間（s e c) との関係をプロットすることにより、圧力降下率（MPaZs e c) を求める。更に、ハ. 前記圧力降下率と先に求めた配管路 6の内容積 V_L (c c) とから、下記の演算式により漏洩量 Q_L (P ■ m³Zs e c) を演算する。

漏洩量 =圧力降下率（MPaZs e c) X 1 0⁶X配管路内容積 V_L (c c)

[0049] 尚、上記各説明に於いては、圧力検出器 2の検出圧力 P₂を用いて演算を行つているが、本実施例においては、リークサンプル 1 9の手前に設けた圧力検出器 1 8の検出圧力 P₃を用いた演算も同時に行っている。

[0050] 表 1は、使用リークサンプル 1 9が 2. 1 X 1 0-5P a ■ m³Zs e c程度であって、且つ N₂ガスの封入圧力（加圧圧力）を 0. 3 MP aとした時の検査配管路 6の内容積 V_Lの演算値を示すものであり、 P₂は圧力検出器 2の検出値を用いた場合、 P₃は圧力検出器 1 8の検出値を用いた場合の演算値を夫々示すものである。

また、圧力供給時の配管路内圧と時間との関係をプロットしたもの（圧力上昇率）が、図 6に示されている。 [0051] [表 1]

表 l 配管内容積の演算結果

P

P

[0052] 表 2は、表 1に示した内容積 V_Lを用いて漏洩量 Q_L (Pa - m³Zs e c) を演算した結果を示すものである。

また、圧力封入時の配管路内圧と時間との関係をプロットしたもの（圧力降下率）が、図 7に示されている。

[0053] [表 2]

表 2 漏洩量 Q,.の演算結果

Γ

[0054] 表 3は、同一の使用リークサンプル 1 9であって、 N₂ガスの封入圧力（加圧圧力）を 0. 5MP aに上昇させた場合の配管路内容積 V_Lの演算値を示すものであり、また、表 4は、表 3の配管路内容積 V_Lを用いた場合の配管路 6 の漏洩量（Pa ■ m³Zs e c) の演算値を示すものである。尚、前記表 1と表 3の対比からも明らかなように、配管内容積の演算結果は圧力範囲が異なつてもほぼ一定値となり、如何なる圧力範囲であっても内容積の演算が可能であることが判る。

また、図 8は、図 6と同様の圧力供給時の配管路内圧と時間との関係をプロットしたもの（圧力上昇率）を、また、図 9は、図 7と同様の圧力封入時の配管路内圧と時間との関係をプロットしたもの（圧力降下率）を夫々示すものである。

[0055] [表 3]

p

[0056]

[0057] 最後に、図 5の漏洩検査の実施に使用したリークサンプル 1 8を I P A中に浸漬すると共に、当該リークサンプル 1 8に N ₂ガスを供給して、リークサンプル 1 8から漏出する気泡を集気する方法で、リークサンプル 1 8からの実リーク量を測定する試験を行った。

表 5は、当該 I P A浸漬試験の結果及びこれと漏洩量 Q_Lの演算値との対比を示すものである。

[0058] I PA浸漬試験結果と漏洩量演算値との比較

使用リークサンプル 2. 1 X 10— ⁵ Pa · m³/s ec

[0059] 上記表 5からも明らかなように、被試験配管路 6の内容積 V_Lは高精度で演算することが可能であり、且つ十分な再現性を有することが判る。

また、本発明により演算した配管路 6の漏洩量 Q_Lは、 I P A浸漬試験による測定結果とほぼ一致することが判る。

[0060] 試験終了後、漏れが許容値以上であった場合、他の試験方法で漏れの発生場所を確認する必要がある。通常は、漏洩場所から H eガスを漏洩させ、それをヘリウムリークディテクタ一で検知することで漏洩場所を特定するのが一般的である。そこで、検査配管路 6内に供給するガスを N ₂ガスではなく H eガスに変更し、供給した H eガスの内圧等から内容積 V_L及び漏洩量 Q_Lを演算するとともに、 H e漏れ試験方法の 1つであるスニッファー法を用いて、 H eガスの漏洩をへリウムリークディテクタ一で検知することで場所を特定する、との方法を取ることも可能である。

産業上の利用可能性

[0061 ] 本発明は、半導体製造設備や化学品製造設備のみならず、食品産業や都市ガス供給産業等各種産業に於ける配管路の漏洩検査に適用できるものである

Claims

請求の範囲

[1] 密閉状態とした被検査配管路の一端側開口からその内方へ、流量計測器によリ流量を及び圧力検出器によリ圧力を検出しつつ一定流量の検査用ガスを供給すると共に、温度検出器によリ前記配管路又は配管路内へ供給する検査用ガスの温度を検出し、前記圧力検出値、流量検出値及び温度検出値を演算処理装置へ入力して、被検査用配管路内の圧力上昇値 Δ P₂が設定値になるまでの加圧時間 Δ tとその間の検査用ガスの供給流量 Qとから、被検査配管路の内容積 V_Lを V_L=供給流量 Q X加圧時間 Δセ圧カ上昇値ム卩₂として演算し、次に、前記被検査配管路内を所定の設定圧に加圧してから所定の圧力降下時間 A t ' を経過後の圧力降下値 Δ Ρ₂' と前記演算した配管路内容積 V_Lとから、被検査配管路からの漏洩量 Q_Lを Q_L=圧力降下値 Δ Ρ₂' X配管路内容積 V ι_Ζ圧力降下時間 Δ として演算するようにしたことを特徴とする配管路の漏洩検査方法。

[2] 圧力検出信号 P₂による圧力値を温度検出信号 Tによる温度により補正し、予め定めた基準温度に於ける値に補正した圧力値を用いて被検査配管路の内容積 V_L及び被検査配管路の漏洩量 Q_Lを演算するようにした請求項 1に記載の配管路の漏洩検査方法。

[3] 配管路内容積 V_Lの演算における配管路内圧を 0. 1 M P aから 0. 2 M P aまで上昇させると共に、漏洩量 Q_Lの演算における配管路の最大加圧値を 0 . 4 M P a、圧力降下時間 Δ t ' を 1時間とするようにした請求項 1又は請求項 2に記載の配管路の漏洩検査方法。

[4] 流量計測器及び圧力検出器として圧力式流量制御装置を使用し、当該圧力式流量制御装置の流量検査信号及び圧力検出信号を前記流量検出信号 Q及び圧力検出信号 P₂として利用する構成とした請求項 1又は請求項 2に記載の配管路の漏洩検査方法。

[5] 密閉状態とした被検査配管路の一端側開口からその内方へ、流量計測器によリ流量を及び圧力検出器によリ圧力を検出しつつ一定流量の検査用ガスを供給すると共に、温度検出器によリ前記配管路又は配管路内へ供給する検査用ガスの温度を検出し、前記圧力検出値、流量検出値及び温度検出値を演算処理装置へ入力して、被検査用配管路内の圧力上昇値 Δ P₂が設定値になるまでの加圧時間 Δ tとその間の検査用ガスの供給流量 Qとから、被検査配管路の内容積 V_Lを V_L=供給流量 Q X加圧時間 Δセ圧カ上昇値ム卩₂として演算し、次に、前記流量計測器から流量を検出しつつ検査用ガスを供給すると共に、自動圧力制御装置により被検査配管路内の圧力 P₂を一定値に保持した状態で前記検査用ガスを供給し、前記流量計測器による検出流量 Qから被検査用配管路からの漏洩量 Q_Lを求めるようにしたことを特徴とする配管路の漏洩検査方法。

[6] 昇圧時に検査用ガスの供給を一時停止し、被検査配管路内の圧力変動を確認する工程を含んだ請求項 1又は請求項 5に記載の配管路の漏洩検査方法。

[7] 被検査配管路へ供給する検査用ガスの供給源と、当該供給源から密閉した被検査配管路内へ流入する一定流量の検査用ガスの供給流量を検出する流量計測器及び圧力を検出する圧力検査器と、前記被検査用配管路の温度又は検査用ガスの温度を検出する温度検出器と、前記流量計測器からの流量検出信号 Qと圧力検出器からの圧力検出信号 P₂と温度検出器からの温度検出信号 T とが入力され、被検査配管路の内圧が設定された圧力上昇値 Δ P₂に至るまでの加圧時間 Δ tとその間の被検査ガスの供給流量 Qとから、配管路内容積 V_L を V_L=供給流量 Q X加圧時間 Δ t Z圧力上昇値 Δ P₂として演算する配管路内容積演算部と、所定圧力に加圧した被検査配管路の内圧の所定圧力降下時間厶経過後の圧力降下値 Δ Ρ と前記演算した配管路内容積 V_Lとから、漏洩量 Q_Lを Q_L=圧力降下値厶 Ρ₂' X配管路内容積 V_LZ圧力降下時間 Δ t ' として演算する漏洩量演算部とを備えた演算処理装置とから構成したことを特徴とする配管路の漏洩検査装置。

[8] 演算処理装置に、圧力検出信号 P₂の温度補正部とデータ記憶部とを設ける構成とした請求項 7に記載の配管路の漏洩検査装置。

[9] 流量計測器及び圧力検出器として圧力式流量制御装置を用いる構成とした請求項 7又は請求項 8に記載の配管路の漏洩検査装置。