JP4684135B2 - 配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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Ｎ₂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。

ところが、この加圧放置方式の試験には、イ．長い検査時間を必要とすること、ロ．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。

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（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）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。

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９−２８８０３１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２００２−２８６５７９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。

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、イ．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、ロ．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。

特開平９−２８８０３１号 特開２００２−２８６５７９号

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、イ．検査用器具が大型化し、取扱い性に欠けること、ロ．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り過ぎること、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。

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Ｖ_LをＶ_L＝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ΔＰ₂′×配管路内容積Ｖ_L／圧力降下時間Δｔ′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。

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。

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０．１ＭＰａから０．２ＭＰａ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０．４ＭＰａ、圧力降下時間Δｔ′を１時間とするようにしたものである。

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。

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Ｖ_LをＶ_L＝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。

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。

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ΔＰ₂に至るまでの加圧時間Δｔ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×加圧時間Δｔ／圧力上昇値ΔＰ₂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Δｔ′経過後の圧力降下値ΔＰ₂′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ΔＰ₂′×配管路内容積Ｖ_L／圧力降下時間Δｔ′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。

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。

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。

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っ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り、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。

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（Ｎ₂）の供給源、Ｎ₂は検査用ガス、Ｑは流量検出信号、Ｐ₂は圧力検出信号、Ｔは温度検出信号である。

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Ｎ₂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Ｎ₂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、或いは予めレギュレータで所望の一定流量に調整した検査用ガスＮ₂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ってもよい。尚、本実施形態ではＭＦＣ（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。

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。

前記被検査配管路６は、配管路や配管路に介設した弁、フィルター等の各機器類、配管路内へ介設したチャンバー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論である。

前記演算処理装置７は、図２に示す如く設定・入力部１４、配管路内容積演算部９、漏洩量演算部１０、温度補正部１１、データ記憶部１２及び表示部１３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。

前記設定・入力部１４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Δｔ、圧力降下時間Δｔ′）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１２へ入力するための機構である。

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Δｔ、温度補正をした圧力上昇値ΔＰ₂から、被検査配管路６の内部容積Ｖ_Lを、Ｖ_L＝（流量Ｑ×加圧時間Δｔ）／圧力上昇値ΔＰ₂（温度補正済み）・・・（１）式として演算するものである。

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０．１ＭＰａ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０．１ＭＰａから０．２ＭＰａに達するまでの加圧時間Δｔ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Δｔの間一定の設定値に保持される。

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ｔ₁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ｔ₁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１２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１３に表示される。

前記温度補正部１１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（℃）における圧力検出値Ｐ₂（ＭＰａ）が、０℃における圧力値に補正され、温度補正後の圧力Ｐ₂₀（ＭＰａ）がＰ₂₀（ＭＰａ）＝〔〔（Ｐ₂＋０．１０１３２５）×２７３／（Ｔ＋２７３）〕−０．１０１３２５〕として演算される。
当該温度補正部１１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。

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ェックするのが望ましい。

前記漏洩量演算部１０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ある。
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１２へ記憶すると共に、温度補正をした圧力降下値ΔＰ₂′と圧力降下時間Δｔ′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ΔＰ₂′（温度補正済）×配管路内容積Ｖ_L／圧力降下時間Δｔ′
＝圧力降下速度Ｓ×配管路内容積Ｖ_L・・・・（２）式

尚、漏洩検査中の各時刻における圧力降下値ΔＰ₂′等がデータ記憶部１２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１３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／配管路内容積・・・・（３）式

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り予め決定されるものである。

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。

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１５の上流側の圧力Ｐ₁を制御することにより、オリフィス１５を流通するガス流量を制御するものであり、制御信号Ｑｓとして流量設定信号を入力することにより、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。

また、試験用ガス供給源８からのＮ₂供給圧を３〜１０ＭＰａ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１５の下流側圧力Ｐ₂が０．１〜０．２ＭＰａ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。

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０．４〜０．５ＭＰａ）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１６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１６は、前記図３の圧力式流量制御装置からオリフィス１５を取り除いたものであり、制御信号Ｓｐ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１７が自動開閉調整されることになり、二次側管路内圧Ｐ₂が常に一定値に保持される。

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Ｎ₂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１６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（Ｎ₂）供給圧力（例えば０．４ＭＰａ）を一定に保った状態下で、流量計測器３によりＮ₂流量を検出することにより、当該Ｎ₂流量は、そのまま一定Ｎ₂供給圧力（０．４ＭＰａ）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り、演算処理装置７の漏洩量演算部１０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１１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。

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Ｎ₂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１２へ記憶しておく必要があることは勿論である。

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１８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・Ｎ₂１００ｓｃｃｍ）、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（データロガー）、８はＮ₂ガス源、Ｖ₁及びＶ₂は金属ダイヤフラムバルブ、１９はリークサンプル（１０^-6〜１０^-5ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ程度）、２０はブラインド、２１は外径６．３５ｍｍ・内径４．３５ｍｍのステンレス鋼管、２２は外径９．５２ｍｍ・内径７．５２ｍｍのステンレス鋼管である。

先ず、イ．流量計測器（ＭＦＣ）３の流量設定を行い、被検査配管路６へのＮ₂ガスの供給流量Ｑを１００ｓｃｃｍ（０℃、１ａｔｍの標準状態に換算した１分間当たりの流量ｃｃ）に設定し、次に、ロ．バルブＶ₁、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（データロガー）７を立上げて作動状態に置く。

更に、ニ．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、５ｓｅｃ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。

演算処理装置７では、前記イ．〜ニ．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、イ．先ず圧力検出値Ｐ₂を、下記の演算式を用いて０℃の値に換算する。
Ｐ₂₀＝〔（Ｐ₂＋０．１０１３２５）×２７３／（Ｔ＋２７３）〕−０．１０１３２５（ＭＰａ）
但し、Ｐ₂は圧力検出値（ＭＰａ）、Ｔは温度検出値（℃）、Ｐ₂₀は０℃の演算値（ＭＰａ）である。

次に、ロ．検出圧力Ｐ₂の演算値Ｐ₂₀と時間（ｓｅｃ）との関係をプロットすることにより、圧力上昇率（ＭＰａ／ｓｅｃ）を演算する。
その後、ハ．流量計測器３の流量Ｑ＝１００ｓｃｃｍと前記圧力上昇率（ＭＰａ／ｓｅｃ）とから、標準状態下における配管路６の内容積Ｖ_L（ｃｃ）を下式により演算する。
Ｖ_L（ｃｃ）＝０．１０１３２５（ＭＰａ）×Ｑ（ｓｃｃｍ）／圧力上昇率（ＭＰａ／ｓｅｃ）×６０（ｓｅｃ）
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１２に順次記憶されて行くことは勿論である。

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Ｖ₁を閉鎖する。その後、ロ．圧力変動をある一定の時間に亘って測定すると共に、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５ｓｅｃ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。

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、イ．圧力検出値Ｐ₂（ＭＰａ）を０℃の圧力値Ｐ₂₀（ＭＰａ）に換算する（換算式は００４２項に記載の式と同じ）。
次に、ロ．前記換算した圧力検出値Ｐ₂₀（ＭＰａ）と時間（ｓｅｃ）との関係をプロットすることにより、圧力降下率（ＭＰａ／ｓｅｃ）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（ｃｃ）とから、下記の演算式により漏洩量Ｑ_L（Ｐ・ｍ³／ｓｅｃ）を演算する。
漏洩量＝圧力降下率（ＭＰａ／ｓｅｃ）×１０⁶×配管路内容積Ｖ_L（ｃｃ）×１０^-6

尚、上記各説明に於いては、圧力検出器２の検出圧力Ｐ₂を用いて演算を行っているが、本実施例においては、リークサンプル１９の手前に設けた圧力検出器１８の検出圧力Ｐ₃を用いた演算も同時に行っている。

表１は、使用リークサンプル１９が２．１×１０^-5Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ程度であって、且つＮ₂ガスの封入圧力（加圧圧力）を０．３ＭＰａ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１８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。

表２は、表１に示した内容積Ｖ_Lを用いて漏洩量Ｑ_L（Ｐａ・ｍ³／ｓｅｃ）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。

表３は、同一の使用リークサンプル１９であって、Ｎ₂ガスの封入圧力（加圧圧力）を０．５ＭＰａ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・ｍ³／ｓｅｃ）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っ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。

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１８をＩＰＡ中に浸漬すると共に、当該リークサンプル１８にＮ₂ガスを供給して、リークサンプル１８から漏出する気泡を集気する方法で、リークサンプル１８からの実リーク量を測定する試験を行った。
表５は、当該ＩＰＡ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。

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、ＩＰＡ浸漬試験による測定結果とほぼ一致することが判る。

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Ｈｅガスを漏洩させ、それをヘリウムリークディテクター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Ｎ₂ガスではなくＨｅガスに変更し、供給したＨｅ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、Ｈｅ漏れ試験方法の１つであるスニッファー法を用いて、Ｈｅガスの漏洩をヘリウムリークディテクター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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 被検査配管路の圧力封入（封入圧力０．３ＭＰａ）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。 供給圧力を０．５ＭＰａとした場合の図６と同様の線図である。 封入圧力を０．５ＭＰａとした場合の図７と同様の線図である。

符号の説明

Ａは配管路の漏洩検査装置
Ｎ₂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
Δｔは加圧時間
ΔＰ₂は圧力上昇値
ｔ₁は検査加圧の開始時刻
ΔＰ₂′は圧力降下値
Δｔ′は圧力降下時間
Ｓは圧力降下速度
Ｑ_Lは漏洩量
Ｑ_Sは制御信号
Ｓ_Pは制御信号
Ｖ₁、Ｖ₂はバルブ
Ｐ₂₀は圧力検出値Ｐ₂の０℃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
７は演算処理装置
８は検査用ガス（Ｎ₂）の供給源
９は配管路内容積演算部
１０は漏洩量演算部
１１は温度補正部
１２はデータ記憶部
１３は表示部
１４は設定・入力部
１５はオリフィス
１６は自動圧力制御装置
１７はコントロール弁
１８は圧力検出器
１９はリークサンプル
２０はブラインド
２１はＳＵＳ配管路（φ６．３５ｍｍ）
２２はＳＵＳ配管路（φ９．５２ｍｍ）
２３は閉止弁

Claims (9)

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Ｖ_LをＶ_L＝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ΔＰ₂′×配管路内容積Ｖ_L／圧力降下時間Δｔ′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０．１ＭＰａから０．２ＭＰａ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０．４ＭＰａ、圧力降下時間Δｔ′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Ｖ_LをＶ_L＝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ΔＰ₂に至るまでの加圧時間Δｔ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×加圧時間Δｔ／圧力上昇値ΔＰ₂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Δｔ′経過後の圧力降下値ΔＰ₂′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ΔＰ₂′×配管路内容積Ｖ_L／圧力降下時間Δｔ′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。

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