(57)【要約】【課題】小型で簡略化した設備により拡散性ガスと不活性ガスとを短時間で混合し、漏れ検査用のサーチガスを安全に生成して圧力機器の漏れ検査を簡便かつ効率的に実施可能なサーチガスの混合方法を提供する。【解決手段】拡散性ガスと不活性ガスにより構成されるサーチガスを用いており、一方のガスを所定濃度に応じた圧力で供試品１に封入した後、他方のガスで検査圧まで供試品１内を昇圧することにより、所定濃度のサーチガスで圧力機器の漏れ検査を行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散性ガスと不活性ガスにより構成されるサーチガスを用いたバルブ等の供試品の検査方法であって、一方のガスを所定濃度に応じた圧力で供試品に封入した後、他方のガスで検査圧まで供試品内を昇圧することにより、所定濃度のサーチガスで圧力機器の漏れ検査を行うようにしたことを特徴とするサーチガスの混合方法。
【請求項２】
前記拡散性ガスと前記不活性ガスとの圧力比を、２．５：９７．５〜５．５：９４．５の圧力比の割合で供試品に封入した請求項１に記載のサーチガスの混合方法。
【請求項３】
前記拡散性ガスは水素ガスであり、前記不活性ガスは窒素ガスである請求項１又は２に記載のサーチガスの混合方法。
【請求項４】
前記窒素ガスを封入した後に、前記水素ガスで検査圧まで昇圧した請求項１乃至３の何れか１項に記載のサーチガスの混合方法。
【請求項５】
前記水素ガスを封入した後に、前記窒素ガスで検査圧まで昇圧した請求項１乃至３の何れか１項に記載のサーチガスの混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバルブなどの耐圧機器や耐圧部品の耐圧検査や漏れ検査用として用いられるサーチガスの混合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、バルブなどの耐圧機器や各種の耐圧部品では、高い耐圧性や気密性が要求されることから、出荷前に強度や漏れの有無を確認するため、サーチガスを用いた耐圧検査や漏れ検査が実施される。これらサーチガスを用いた検査では、一般にサーチガスをワーク（供試品）内部に供給し、ワーク外部へのガスの漏れをセンサで検知することで圧力検査や漏れ検査が行われる。このことから、サーチガスとしては、漏れをセンサで検知しやすい拡散性のガスが用いられ、この拡散性ガスとしては水素ガスが使用されることが多い。
【０００３】
この場合、高濃度の水素ガスの化学的な反応性を低くして安全性を高め、かつ漏れ検査時の水素ガスの使用量を極力抑えるために、通常は高濃度の水素ガスを希釈用のガスで希釈し、この希釈した水素ガスをサーチガスとして用いるようになっている。希釈用のガスとしては不活性ガスが使用され、水素ガスを希釈する不活性ガスとしては窒素を用いる場合が一般的である。
【０００４】
この種の拡散性ガスと不活性ガスとを混合してサーチガスを設ける装置として、例えば特許文献１の希釈水素ガス生成装置が開示されている。この装置は、水素ガス供給流路と、希釈用ガス供給流路と、混合タンクと、ガス流量比例制御手段とを有している。そして、水素発生源による電気分解により水素が生成され、この水素は水素ガス供給流路により混合タンクに導かれる。一方、希釈ガスは希釈用ガス供給源から供給され、この希釈用ガス中の窒素ガスが希釈用ガス供給流路により混合タンクに導かれる。これら混合タンク内に導かれた水素ガス並びに窒素ガスは、この混合タンク内で混合されて希釈水素ガス（混合ガス）が生成される。このように、この装置は、水素ガスと窒素ガスとを別体の混合タンクで混合して混合ガスを生成し、この混合ガスをサーチガスとしてワーク内部に送って漏れ検査を実施しようとするものである。
【０００５】
ガス流量比例制御手段は、水素ガス供給流路に設けられる第１のマスフローコントローラと、希釈用ガス供給流路に設けられる第２のマスフローコントローラとからなり、これら各マスフローコントローラによって水素ガス、窒素のそれぞれの流量制御が行われ、この流量制御により希釈水素ガスの混合比が設定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−６５０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した特許文献１の希釈水素ガス生成装置は、拡散性ガスである水素ガスと不活性ガスである水素ガスとを混合してサーチガスを生成しているが、これら水素ガスと窒素ガスとを外部の混合タンクで混合させていることで設備全体が大型化し、さらにガス流量制御用の２つのマスフローコントローラを設けていることで設備がより大型化し、流路の複雑化するという問題も有している。
【０００８】
漏れ検査の実施時には、水素ガスと窒素ガスとを混合タンク内で混合して混合ガスを生成し、この混合ガスをサーチガスとしてワークに送って漏れを検知しているため、各マスフローコントローラによりそれぞれのガスの複雑な流量制御が必要になり、仮に、マスフローコントローラの不具合等により混合タンク内の水素の混合割合が上がった場合、安全性の低下にもつながる。
混合タンク内に所定濃度の混合ガスを大量に生成し、この混合ガスの中から各供試品の漏れ検査で使用するガスを供給するようにしているので、漏れ検査の終了後には混合タンク内に残ったサーチガスの濃度を改めて調整する必要がある。
また、拡散性ガスと不活性ガスとを混合したサーチガスが市販されているが、使用量の増加に対するコストの上昇を抑える必要性が求められている。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、小型で簡略化した設備により拡散性ガスと不活性ガスとを短時間で混合し、漏れ検査用のサーチガスを安全に生成して圧力機器の漏れ検査を簡便かつ効率的に実施可能なサーチガスの混合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、拡散性ガスと不活性ガスにより構成されるサーチガスを用いたバルブ等の供試品の検査方法であって、一方のガスを所定濃度に応じた圧力で供試品に封入した後、他方のガスで検査圧まで供試品内を昇圧することにより、所定濃度のサーチガスで圧力機器の漏れ検査を行うようにしたサーチガスの混合方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、拡散性ガスと不活性ガスとの圧力比を、２．５：９７．５〜５．５：９４．５の圧力比の割合で供試品に封入したサーチガスの混合方法である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、拡散性ガスは水素ガスであり、不活性ガスは窒素ガスであるサーチガスの混合方法である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、窒素ガスを封入した後に、水素ガスで検査圧まで昇圧したサーチガスの混合方法である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、水素ガスを封入した後に、窒素ガスで検査圧まで昇圧したサーチガスの混合方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によると、拡散性ガスと不活性ガスのうち、一方のガスを所定濃度に応じた圧力で供試品に封入した後に、他方のガスで検査圧まで供試品内を昇圧することにより、これらガス混合用のタンク及びガス流量制御用や機器を必要とすることがなく、設備全体を小型化して簡略化でき、この設備で漏れ検査用のサーチガスを安全に生成し、サーチガスによるバルブ等の圧力機器の漏れ検査を高精度に行える。このように圧力の管理のみで、所定の濃度と検査圧により供試品の漏れを簡便かつ効率的に検知可能し、サーチガスの製造設備にかかる費用を抑えることもできる。各供試品に対して、漏れ検査に必要な最小の量のサーチガスを生成できることから、無駄なサーチガスの生成を防いで漏れ検査後の後処理も迅速に行うことができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によると、拡散性ガスと不活性ガスとの圧力比を、２．５：９７．５〜５．５：９４．５の圧力比の割合で供試品に封入したことにより、サーチガスを不燃性の高圧ガスとして生成でき、このサーチガスの安全性を向上しつつ、センサによるサーチガスの検知精度を向上させて漏れを確実に検知できる。
【００１７】
請求項３に係る発明によると、拡散性ガスを水素ガスとすることで、他の拡散性ガスに比較して入手が容易であり、高い拡散性を発揮してセンサで検知しやすくなる。不活性ガスを窒素ガスとすることで、この窒素ガスを水素に混合して安価にサーチガスを生成し、生成後のサーチガスの化学的な反応性を低く抑えて安全性を高めつつ、拡散性を維持して利用価値の高いサーチガスを生成可能になる。
【００１８】
請求項４に係る発明によると、不活性ガスである窒素ガスを供試品内に満たした後に、この不活性状態の雰囲気中に水素ガスを加えて検査圧まで昇圧することにより、安全に漏れ検査を行うことができる。
【００１９】
請求項５に係る発明によると、ボンベ内に蓄積された水素ガスを使用する場合、この水素ガスを供試品ごとに細かく供給できるため、ボンベ内の水素ガスを無駄にすること無く極限まで使いきることができる。これにより、サーチガス生成のためのランニングコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】供試品の漏れ検査設備の検査ラインの初期状態を示す回路図である。
【図２】（ａ）は図１に窒素を加圧した状態を示す検査ラインの回路図である。（ｂ）は（ａ）に対して水素を加圧した状態を示す検査ラインの回路図である。
【図３】（ａ）はガスの外部漏れを検知する状態を示す検査ラインの回路図である。（ｂ）は回路内の残留水素をパージする状態を示す検査ラインの回路図である。
【図４】（ａ）は供試品から排気する状態を示す検査ラインの回路図である。（ｂ）は（ａ）の後の処理状態を示す検査ラインの回路図である。
【図５】（ａ）は実験用供試品のチャンバを示す断面図である。（ｂ）は実験用供試品を示す一部切欠き正面図である。
【図６】サーチガスに対するセンサの挙動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明におけるサーチガスの混合方法並びにその作用を実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明のサーチガスの混合方法は、拡散性ガスと不活性ガスにより構成されるサーチガスを用いたバルブ等の供試品の検査方法である。供試品の検査時には、先ず、一方のガスを所定濃度に応じた圧力で供試品に封入し、その後、他方のガスで検査圧まで供試品内を昇圧することにより、所定濃度のサーチガスで圧力機器の漏れ検査を行うようにしたものである。
【００２２】
この場合、拡散性ガスと不活性ガスとの圧力比を、２．５：９７．５〜５．５：９４．５の圧力比の割合で供試品に封入することが望ましい。拡散性ガスとして水素ガスを使用する場合には、この水素ガスの濃度を５％±０．５％、すなわち４．５〜５．５％を狙い値とすることが望ましく、このときの水素ガスと窒素ガスは、供試品への圧力比が４．５：９５．５〜５．５：９４．５の割合で供試品に封入する。
【００２３】
拡散性ガスを水素ガスとし、不活性ガスを窒素ガスとよく、拡散性ガスは、比重が小さく拡散する性質を有するものであれば、水素ガス以外のガスを用いるようにしてもよく、例えば、ヘリウムガスやメタンガスなどの各種ガスを用いることができる。サーチガスとしてヘリウムガスを用いた場合、水素含有の混合気体と同様に拡散性が高い。不活性ガスは、反応性の低い不活性を有する性質のガスであれば、窒素ガス以外のガスを用いるようにしてもよい。
【００２４】
サーチガスを混合する際には、窒素ガスを封入した後に、水素ガスで検査圧まで昇圧するとよい。
または、水素ガスを封入した後に、窒素ガスで検査圧まで昇圧するようにしてもよい。
【００２５】
続いて、図１において、本発明のサーチガスの混合方法により供試品１の漏れ検査を実施するための漏れ検査設備１０の検査ライン１１の回路図の一例を示しており、この漏れ検査設備１０によるサーチガスの混合方法を述べる。
【００２６】
図１は、検査ライン１１の初期状態を示しており、図２〜図４は、図１の検査ライン１１によりサーチガスを生成する場合の各工程の回路図を示している。図中、実線は検査ライン１１の流路（回路）の開状態を示しており、内部をガスが流れることが可能な状態を表している。一方、二点鎖線は流路の閉状態を示しており、内部をガスが流れない状態を表している。
【００２７】
検査ライン１１において、第１流路２０は窒素ガスを供給する流路であり、この第１流路２０には、窒素ガス供給源２１、第１レギュレータ２２、第１電磁弁２３が一次側から続けて設けられる。第２流路３０は水素ガスを供給する流路であり、この第２流路３０には、水素ガス供給源３１、第２レギュレータ３２、第２電磁弁３３が一次側から続けて設けられる。第３流路４０は圧縮エアを供給する流路であり、この第３流路４０には、エア供給源４１、第３電磁弁４２が一次側から続けて設けられる。
【００２８】
本実施形態では、窒素ガス供給源２１には市販の窒素１００％のガスボンベ、水素ガス供給源３１には市販の水素１００％ガスボンベ、エア供給源４１にはエアコンプレッサーを用いている。
【００２９】
上記の第１流路２０、第２流路３０、第３流路４０は、供試品１への一次側流路５０で合流するように接続され、窒素ガス供給源２１からの窒素ガス、水素ガス供給源３１からの水素ガス、エア供給源４１からの圧縮エアの何れかを、第１電磁弁２３、第２電磁弁３３、第３電磁弁４２による流路の切換えによって一次側流路５０から供試品１に流すことが可能になっている。電磁弁は、この第１、第２、第３電磁弁２３、３３、４２以外にも後述の第４電磁弁〜第６電磁弁が設けられ、これら第１〜第６電磁弁の各電磁弁の開閉制御により全体の流路（回路）を開閉可能に設けられている。
【００３０】
第１レギュレータ２２は窒素ガス供給源２１からの窒素ガス、第２レギュレータ３２は水素ガス供給源３１から水素ガスの圧力を調整可能に設けられ、本例では第１レギュレータ２２により窒素ガスが０．９５ＭＰａ、第２レギュレータ３２により水素ガスが１．０ＭＰａの圧力に調整された後、第１電磁弁２３側、第２電磁弁３３側にそれぞれ送られる。
【００３１】
一次側流路５０は、供試品１の収容部であるチャンバ５１内に着脱可能に装着される供試品（バルブ）１の上流側開口部１ａに接続可能に設けられ、この供試品１の下流側開口部１ｂには二次側流路５２が接続可能に設けられる。一次側流路５０には分岐流路５３が設けられ、この分岐流路５３は、第４電磁弁５４を介して外部に排気可能な排気部（排気ポート）５５に接続されている。
【００３２】
二次側流路５２は、圧力センサ５６、第５電磁弁５７を介して排気部５５に接続されている。圧力センサ５６は、供試品１内部の圧力値を検出可能であり、この圧力センサ５６により圧力を測定して前述のレギュレータによる水素ガスや窒素ガスの圧力調整を可能としている。
【００３３】
第３流路４０には、第３電磁弁４２の手前から分岐してチャンバ５１に接続されるエア供給路６０が設けられ、このエア供給路６０は、途中で分岐してチャンバ５１の二箇所に接続され、このエア供給路６０を介してエア供給源４１からのエアをチャンバ５１内に供給したり、チャンバ５１内の流体を排気可能になっている。
エア供給路６０には、第６電磁弁６１、チャンバ５１内の吸気可能なバキューム部６２が設けられ、このバキューム部６２には吸気した気体を外部に排気可能な排気部（排気ポート）６３が接続されている。
【００３４】
チャンバ５１は、内部に供試品１を収納可能な大きさの容積に設けられ、供試品１から漏れ出たガスを検知するセンサ７０が取付けられている。チャンバ５１は、供試品１に供給されるサーチガスが拡散可能な広さの検査空間を有し、この検査空間は外部から隔離されている。検査空間は必ずしも密閉されている必要はなく、供試品１から漏れ出たガスをセンサ７０で検知可能であれば、半密閉状態に設けられていてもよい。チャンバ５１が密閉状態或は半密閉状態の何れの場合であっても、供試品１からの漏洩ガスをより検知しやすくするために、なるべく小さい検査容積であるとよい。
【００３５】
センサ７０は、水素ガスを検知可能な水素ガスセンサからなり、これにより供試品１から漏れ出た拡散性の気体である、水素と窒素との混合気体中の水素を確実に検出可能になっている。センサ７０は、任意の数によりチャンバ５１内の水素を検知可能な位置に取付けられているが、位置調整できるように移動可能に取付けられていてもよい。サーチガスとしてヘリウムガスを用いる場合には、気体熱伝導式センサをセンサとして用いるようにするとよい。
【００３６】
センサ７０は、所定の電圧印加により、漏れ出した水素の濃度に応じた電圧を出力するモジュールからなっている。漏れ検査前には、抵抗調整用のボリュームにより出力電圧を変えて、センサ７０の暖機状態や大気中の水素濃度の変化に応じて感度調整を精細におこなうとよい。
【００３７】
センサ７０としては、アナログ信号（０−５Ｖ）を出力可能な、市販の半導体式センサが用いられ、例えば、熱線型半導体式水素センサが用いられる。この水素センサ７０は、酸化第二スズ（ＳｎＯ２）などの金属酸化物半導体表面での水素ガスの吸着による電気伝導度の変化を利用するセンサである。この場合、出力電圧が、ガス濃度に対して対数的になって、低濃度でも高感度の出力が可能になる。
【００３８】
図示しないが、検査ライン１１にはＣＰＵ（中央処理装置）からなる制御部が接続され、この制御部には、センサ７０、各電磁弁２３、３３、４２、５４、５７、６１、各レギュレータ２２、３２、窒素ガス供給源２１、水素ガス供給源３１、エア供給源４１などの各素子が電気的に接続されている。制御部には、供試品１の呼び圧力、呼び径、弁種等に基づいて設定されたテーブル（設置データ）が格納され、このテーブルに基づいて各部の動作が制御される。
【００３９】
制御部にはデジタル表示部が設けられ、供試品から水素漏れが生じた場合には、制御部に設けられた信号処理部を介して水素ガス濃度に応じた電圧としてこのデジタル表示部に出力される。デジタル表示部は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を有し、このＬＣＤに各センサ７０の出力電圧がインジケータ表示される。
【００４０】
供試品１は、例えばバルブや管継手等の配管部品からなり、本例ではボールバルブが使用される。供試品（ボールバルブ）は、呼び径１／２〜２インチ、耐圧検査の被検査容積は約１２〜２３６ｍＬまでとする。供試品１は、ボールバルブ以外であってもよく、例えばゲート弁などの各種バルブや、或はボールバルブの開閉操作用として使用される図示しない空圧式アクチュエータのハウジングであってもよい。この場合、ハウジングの耐圧検査の被検査容積は、約１５０〜６１０ｍＬ程度とする。このように、チャンバ５１内に装着する供試品の容積は、例えば１０００ｍＬ未満であることが望ましい。本例のボールバルブよりなる供試品１は、適宜の耐圧性を有する継手により、一次側流路５０と二次側流路５２との間に接続される。
【００４１】
続いて、上述した漏れ検査設備１０によるサーチガスの混合方法と、供試品１の漏れ検査方法とを説明する。
図１はサーチガスにより漏れ検査を行うときの初期状態を示している。この場合、第１、第２、第３電磁弁２３、３３、４２、第６電磁弁６１を閉状態とし、第１、第２、第３流路２０、３０、４０、エア供給路６０への流路を遮断した状態になっている。この状態から窒素ガス供給源２１から窒素ガスを第１レギュレータ２２、水素ガス供給源３１からの水素ガスの圧力を第２レギュレータ３２によりそれぞれ制御し、所定圧力の各ガスを供給するようになっている。図１においては、供試品１であるボールバルブは全閉状態、図２における加圧前にはボールバルブ１を半開状態とする。図３におけるサーチガスの漏れ検査までこの半開状態で行うものとする。
【００４２】
その際、窒素ガスの圧力を０．９５ＭＰａ、水素ガスの圧力を１．００ＭＰａとなるように各レギュレータ２２、３２を調整することにより、これら水素ガスと窒素ガスとの加圧後の圧力比を５：９５の割合とし、この圧力比の割合により１．０Ｍａの圧力の水素窒素混合ガスを供試品１の内部で混合し、この圧力値で耐圧漏れ検査を実施するようにする。このとき、第４電磁弁５４、第５電磁弁５７は、開状態に維持されている。以降の説明において、各電磁弁を操作しない限り、その開閉状態を維持するものとする。
【００４３】
図２（ａ）においては、窒素ガスで供試品１内部を加圧した状態を示している。このとき、第１電磁弁２３を開状態にし、第４電磁弁５４、第５電磁弁５７を閉状態に操作する。その際、第１流路２０と一次側流路５０、二次側流路５２とが連通する。このように最初に窒素ガスにより供試品１を加圧し、前述した０．９５ＭＰａまで昇圧する。この場合、第１レギュレータ２２で窒素ガスの圧力を調整することに加えて、圧力センサ５６でも圧力を確認し、このように圧力センサ５６で圧力の実測値を測定することで正確な圧力によるガス供給が可能となる。先に窒素ガスで加圧することで、安全な漏れ検査作業を可能としている。
【００４４】
図２（ｂ）は、続けて水素ガスで供試品１内部を加圧した状態を示している。この場合、第１電磁弁２３を閉状態にし、第２電磁弁３３を開状態とする。これにより、第１流路２０からの窒素ガスの供給を停止させた状態で、第２流路３０から水素ガスを供給して供試品１を加圧する。このときの水素ガスの圧力は前述した１．００ＭＰａであり、この水素ガスの加圧により水素ガスと窒素ガスとを混合させた状態で１．０ＭＰａに昇圧する。これにより、前述したように水素ガスと窒素ガスとの比率を５：９５として、約５％水素の混合ガスを供試品１内で形成し、この所定濃度のサーチガスで圧力機器である供試品１の漏れ検査を実施する。
【００４５】
図３（ａ）は、第２電磁弁３３を閉操作した状態を示しており、この状態でチャンバ５１にセットしたセンサ７０により供試品１からのサーチガスの漏れを検出する。このとき、供試品１から漏れ出したサーチガスは、チャンバ５１によって周囲への拡散が防がれた状態でセンサ７０により正確に検知される。この漏れ検査の測定結果に応じて供試品１の製品としての合否を判定可能になる。
【００４６】
図３（ｂ）は、漏れ検査を実施した後に、回路内の残留水素をエアでパージする状態を示している。この場合、第４電磁弁５４、第５電磁弁５７を開状態にして排気部５５から排気し、続いて、第４電磁弁５４を閉状態にし、第３電磁弁４２、第５電磁弁５７をそれぞれ開状態とすることで、第３流路４０から一次側流路５０を通して二次側流路５２の排気部５５までを連通させた状態とする。これにより、供試品１の内部を含む回路内の残留水素をエアで排気部５５から排出する。
【００４７】
図４（ａ）は、第３電磁弁４２を開状態に操作し、その上で図示しない駆動装置によって供試品１を弁開状態に操作した状態を示している。これにより、供試品１を回路から遮断して内部の圧力を排気可能になる。
【００４８】
図４（ｂ）は、供試品１の上流側開口部１ａ及び下流側開口部１ｂを、それぞれ一次側流路５０及び二次側流路５２から取外して回路からアンクランプした状態を示している。この状態で第６電磁弁６１を開状態に操作し、第３流路４０とエア供給路６０とを連通させることで、このエア供給路６０を通してチャンバ５１内をエアでパージし、これらチャンバ５１、エア供給路６０内の残留水素をバキューム部６２によりバキュームし、このバキュームした残留水素を排気部６３から排出するようになっている。以上の工程を経ることで一つの供試品１の漏れ検査が終了となり、引き続き漏れ検査設備１０の検査ライン１１を図１の初期状態にすることで、別の供試品１の漏れ検査を行うことが可能になる。
【００４９】
本発明のサーチガスの混合方法の上記実施形態において、漏れ検査設備１０の検査ライン１１における第１流路２０に第１レギュレータ２２及び第１電磁弁２３、第２流路３０に第２レギュレータ３２及び第２電磁弁３３を設けているので、第１レギュレータ２２により窒素ガス供給源２１からの窒素ガスを０．９５ＭＰａ、第２レギュレータ３２により水素ガス供給源３１からの水素ガスを１．００ＭＰａに調圧し、これらの所定圧力の各ガスを第１電磁弁２３、第２電磁弁３３の開閉操作により供試弁１内に高精度に供給できる。
【００５０】
これにより、供試品１内に０．９５ＭＰａの窒素ガスを封入した後に、水素ガスを供給して所定の検査圧である１．０Ｍａまで正確に昇圧でき、このときの水素ガス：窒素ガスの比率を５：９５として、５％濃度の混合ガスを漏れ検査用のサーチガスとして設け、このサーチガスを漏れ検査用ガスとして供試品１に使用できる。このように供試品１内で約５％濃度の安全かつ検出に適したサーチガスを設けることができるので、外部にサーチガス混合用のタンクや機器を設ける必要がなく、漏れ検査設備１０全体のコンパクト化を図りつつ、短時間で正確な漏れ検査の実施が可能となる。
【００５１】
一方、水素ガスの圧力を０．０５ＭＰａ、窒素ガスの圧力を１．０ＭＰａというように各レギュレータ２２、３２を調整することにより、これらの水素ガスと窒素ガスとの加圧後の圧力比を５：９５の割合とし、この混合割合により１．０ＭＰａの圧力の水素窒素混合ガスを供試品１の内部で混合し、この圧力値で耐圧漏れ検査を実施するようにしてもよい。
これらにより、ボンベ内の水素ガスを０．０５ＭＰａまで使い切ることができ、ボンベ内の水素ガスを無駄にすることなく極限まで使い切ることができる。
【００５２】
次いで、実験用供試品を用いてシミュレーション実験を行った。図５（ｂ）においては実験用供試品（実験治具）８０を示しており、この実験用供試品８０は、呼び径２インチのボールバルブを模して作成したものであり、ＣＡＣ４０６Ｃを材料として略円筒状に形成した。実験用供試品８０内部の中空部８１の寸法としては、内径φｄを５０ｍｍ、長さを１２０ｍｍに設けた。
【００５３】
図５（ａ）においては、実験用供試品８０をクランプ治具９０、９１で挟持した状態で収納するためのチャンバ８２を示しており、このチャンバ８２の軸方向の長さは実験用供試品の長さよりもやや長く形成されている。チャンバ８２にはガスセンサ８３が６箇所に設けられ、これらのガスセンサ８３により実験用供試品８０から漏れ出たガスを検出可能になっている。図中、「前」のクランプ治具９０側から「後」のクランプ治具９１側に向けてサーチガスを流すようにした。
【００５４】
チャンバ８２に実験用供試品８０を収納し、これを漏れ検査設備の検査ラインに接続して漏れ量の測定を行った。このとき、３種類のサーチガスを供試品に供給し、漏れ量０．３ｍＬ／ｍｉｎの定流量器を介して、ガスセンサ８３の挙動をそれぞれ測定した。この場合、ガスセンサ８３から出力される初期電圧を２．０Ｖとし、この初期電圧の１０５％に達したとき、すなわち、電圧が２．０Ｖから２．１Ｖ以上に上昇したときに、ガス漏れを検出したものと判定するようにした。
【００５５】
３種類のサーチガスとしては、（１）市販の混合ガス、（２）及び（３）本発明のサーチガスの混合方法によって現地の漏れ検査設備で混合したガスとした。（１）市販の混合ガスとしては、ガスボンベによる水素５％、窒素９５％の混合ガスを用いた。（２）の現地混合ガスとしては、窒素ガス１．１４ＭＰａを実験用供試品８０内に供給後、水素ガスを供給して実験用供試品８０内の圧力を１．２０ＭＰａ、すなわち水素ガスと窒素ガスとの圧力比を５：９５とし、これにより水素約５％、窒素約９５％の混合ガスを実験用供試品８０内に設けた。（３）の現地混合ガスとしては、窒素ガス１．１７ＭＰａを実験用供試品８０内に供給後、水素ガスを供給して実験用供試品８０内の圧力を１．２０ＭＰａ、すなわち水素ガスと窒素ガスとの圧力比を２．５：９７．５とし、これにより水素約２．５％、窒素約９７．５％の混合ガスを実験用供試品８０内に設けた。
【００５６】
上記の（１）〜（３）の３種類のサーチガスにより実験用供試品８０内を昇圧し、定流量器を介して発生させた疑似漏れ（０．３ｍＬ／ｍｉｎ）に対してガスセンサ８３がどのように反応するかをそれぞれ図６のグラフに表した。
【００５７】
図６において、（１）の市販の混合ガスと（２）の現地混合ガスとを比較すると、検査開始からおよそ１５秒経過後にはガスセンサ８３の電圧はともに上昇している。このことから、（２）の現地混合ガスは、圧力管理により（１）の市販の混合ガスに近い状態で漏れ検査を行うことができるといえる。
【００５８】
一方、（３）の現地混合ガスについては、検査開始からおよそ２０秒後にガスセンサ８３による電圧上昇が確認され、漏れを検出した。このことから、水素ガスの濃度が約４．５％の場合でも、所定時間内（例えば、漏れ検査の前工程である加工工程のサイクルタイム内）に安全な検査を完了できることが確認されたといえる。
これらのことから、本発明のサーチガスの混合方法により作成した混合ガスは、市販の混合ガスの代わりとして十分に使用できるといえる。
その場合、各ガスを圧力制御することで、混合したサーチガス（水素ガス）の濃度も制御可能となった。低濃度のサーチガスであっても検出は可能であるので、安全を考慮して水素ガス濃度を下げた場合にも、耐圧検査や漏れ検査用のサーチガスとして使用できることが確認された。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。例えば、本発明は、ボールバルブやグローブバルブなどの弁座検査用のサーチガスとして適用することができる。具体的には、実施形態に示すボールバルブの場合、図３（ａ）において、所定の検査時間内におけるボールバルブからのサーチガスの外部漏れ検査、すなわち耐圧検査を行った後、図３（ｂ）におけるエアパージの前に、ボールバルブを全閉状態としてバルブのキャビティにサーチガスを内封することにより、所定の検査時間内における弁座からの漏れ検査にも適用することができる。この弁座検査におけるサーチガスの検出には、一次側流路５０や二次側流路５２に接続したフローセンサ（図示せず）などを用いる。
また、本発明は、グローブバルブやゲートバルブなどのボールバルブ以外のバルブ用のサーチガスとして適用でき、バルブ以外の配管機器を含む、例えば空気圧式アクチュエータのハウジングなどの各種の圧力機器の耐圧検査や漏れ検査などに適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ボールバルブ（供試品）
１０  漏れ検査設備
１１  検査ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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