講座
９
資格試験と例題による解説
資格認定委員会試験委員会 （監修） 委員長

中山勝矢

実際の真空システムについて，漏れはあってはならないも

3.4×10－1 Pa・/sのだけに「漏れ試験」は欠かせない．真空技術では「リーク

6.7×10－2 Pa・/s

テスト」と呼ばれてきたが，ここでは日本工業規格 JIS Z

3.4×10－4 Pa・m3/s

2330 ～ 2332 にしたがって「漏れ試験」ということにする．



1.7×10－2 Pa・m3/s

なお質量分析計形リークディテクターの校正方法については

JIS Z 8754を参照されたい．

 である．計算違いをしなければ難しくない．単位正解はが 2 種類あることに注意する必要がある．なお，放置法に.

は減圧法の他に加圧法もある．念のために JIS Z 2332 （放漏れ試験置法による漏れ試験方法）を見ておくとよい．

. 漏れの許容量と圧力上昇試験真空装置には必ず漏れがあると考えておいた方がよい．問. 漏れ試験の方法
次に，漏れている場所を探さなければならない．その場合題はどの程度まで処理しなければならないかであるが，それにも加圧法と真空法（減圧法）とがある．

はそれぞれの装置の使用目的によって異なる．
排気速度 S ［/s ］のポンプで排気している真空装置にお

加圧法における圧入物質としては，まず水がある．これはいて，qL［Pa・/s］の漏れによる圧力の増加分 pL［Pa］は，表面に浸み出した水の濡れから判断する方法である．空気を圧入したときは，部材を水中に沈めて泡の発生で判断する．

qL
SpL ＝

さらに特殊な気体を導入して装置の外から検知する方法がである．全体の圧力にはこれに器壁などからの放出気体が加種々開発された．それぞれに長短があるから，漏れの大きわるから，通常 pL は全体の圧力の10 以下に留めるようにさ，装置の性格などにより使い分けることが必要である．ヘする．それぞれの真空装置には，目的により所要の動作圧力

リウムを用いるときは質量分析計型の検知器（ヘリウムリーが決まっているから，漏れの許容量も算出できることになる．

クディテクター）を用いるのが普通である．

漏れが生じるおそれのある材料の使用や加工法を避けるべ

ヘリウムを用いる加圧法の代表的な方法として，漏れからきことは当然だが，装置が組み上がった後に全体でどのくら出てくるヘリウムをプローブにより吸い込んでいく吸込み法

いの量の漏れが残っているかを把握しておく必要がある．ま（スニッファー法），全体に覆いをしてヘリウムを集め検知器た日常，装置が問題のない状態にあるか否かを把握しているに導く加圧積分法，部分的に吸盤状の器具をあてがってヘリことも大切である．以下に述べる圧力上昇試験はそのためのウムを集め検知器に導く吸盤法などがある．

試験法のうちの一つであって，ビルドアップ法とか放置試験法と呼ばれることもある．

減圧法は，装置を排気した後，外部から漏れのありそうなところに逐次ヘリウムを吹き付けていく真空吹付け法（スプ装置を排気した後，ポンプとの間のバルブを閉じ，それかレー法）と，装置の全体または部分に覆いをし，その中にヘら十分に長い時間 t ［ s ］だけ放置して，その前後の圧力差リウムを吹き込む真空外覆法（真空フード法）とに分けられp2－p1［Pa］と真空装置の容積 V［］とからる．このような分類と試験の実施例，長短，特徴，適用例な
どが JIS Z 2330 に図と表の形でまとめられている．目を通V(p2－p1)
qL ＝t

しておくことが望ましい．

として漏れを見積もることができる．高い圧力領域に達する

大型の低真空装置では，空気を圧入し，水中での泡の発生まで長時間放置することで，器壁からの気体の放出が漏れ量状況を観察する気泡試験が今日でも行われることがある．しに比べて無視できることを前提にしている．この場合，高いかし高真空装置や超高真空装置では，ほとんどすべての場圧力を測定しても損傷しない真空計を用いる必要がある．

合，ヘリウムを使う真空吹付け法か真空フード法により漏れ

これに関する例題を次に掲げる．

試験を行っている．
ところでなぜヘリウムを使うのか．日ごろ考えることがな

例題（級）

いと思われるので，次の例題を掲げておく．

容積がm3 の真空装置があり，十分排気して.Pa となったので，バルブを午後時に閉じて帰宅した．翌日午前

例題
（級）

時半に，バルブを開く前に圧力を計測したらPa になっ

漏れ試験をヘリウムリークディテクターによって行う場ていた．この装置の漏れ量はいくらと推定されるか．正しい合，吹き付ける気体としてヘリウムが使われる．ヘリウムが答えを次の数値の中から選びなさい．

使われる理由の説明として誤っているのは次のうちどれか．



1.7×10－1 Pa・/sVol. 51, No. 10, 2008

質量分析しやすいから．

―( 53 )―

687




分子が小さく吸着せずにリーク穴を通過するから．

後，他のイオンと分離して検知する．一般に分離は磁界で行

作業中に空気中を拡散しやすいから．

われる．



装置の残留ガス中や大気中に微量にしか存在しないから．



他の気体に比べ安価に入手できるから．

真空法の場合，ヘリウムガスが漏れの箇所から分析管に達し検出信号が得られるまでに時間（応答時間）を要するのが普通であるので，吹き付けの繰り返しを急ぐと漏れの見落とヘリウムは決して安くない．それでもこれに勝るものがなしが起きる．

いから使っているのである．安価に入手できることが使う理メーターの指示値から漏れ量の定量化を行うためには，標 を選べば正解で由ではない．その他はすべて正しいから，準リークによる校正が必要であり，真空法には校正用の標準ある．

リークを，加圧法にはヘリウムガスの濃度が明確になった混

実際にヘリウムリークディテクターを使うにあたって，注合ガスを用意する必要がある（JIS Z 8754）．こういったこ

意すべき事柄が多く出てくる．日ごろ仕事として使っているとをどこまで習得しているかを訊ねた例題を次に掲げる．

としても，改めて訊ねられると戸惑うかもしれない．そうな
例題（級）

らないように知識を整理しておく必要がある．

次の文章は，校正リークに関する説明である．文中の空欄

次の例題は，そのようなことを念頭において作られたものである．に相応しい言葉をア～カの中から選びなさい．

例題
（級）

 を用いた校正を必要とす
量するのには，既知の大きさの 「ヘリウムリークディテクターによって漏れの大きさを定真空装置のヘリウム漏れ試験に関する次の文章のうち，誤っているのはどれか．


る．再現性を考慮して，校正リークと呼ばれるものが一般に
 であ使われている．校正リークはヘリウムを充填した 

装置内に水冷管があったら，水を抜き取ってヘリウムをり，その細管部分だけがヘリウムに対して透過性が大きい吹き込む．

 で作られている．
」

フランジの合わせ面に粘着テープを巻き，その中にヘリア．孔ウムを吹き込むと漏れを見落しにくい．







イ．漏れエ．ガラス容器

ウ．硬質ポリエチレン容器
オ．石英ガラス

ゴムガスケットはヘリウムを吸収・透過しやすいので，



 ―イ

 ―ウ


 ―オ


この部分は最後に実施する．



 ―ア


 ―ウ


 ―オ


溶接部の漏れ試験は，装置内部にヘリウムを充填して外


 ―ア


 ―エ


 ―カ
に流出するヘリウムを検知するスニッファー法を必ず用




 ―イ


 ―エ


 ―オ


いなければならない．



 ―イ


 ―ウ


 ―カ


カ．金属

真空計の電極封止部分からの漏れを試験するには，全体に袋をかぶせてその中にヘリウムを吹き込む真空フード である．
正解は

なお JIS Z 8754 によれば，既知のリークを供給する素子法が適している．

を「校正リーク」と呼んでいる．それを標準条件（23±7°C，
 である．
 を選べば正解となる．この問誤っているのは

題は，マニュアルに沿ってヘリウム試験を行なっている人に100 kPa ± 5 ）で用いたときに「標準リーク」となることにも留意しておいていただきたい．

とっては何ら難しくない．したがって 2 級である．
問題の中にスニッファー法とか真空フード法といった言葉次回は「真空システム」の予定である．（続く）が出てくる．一応の説明がなされているものの，経験のない人にとっては具体的なイメージが湧かないかもしれない．
〈正誤表〉
. ヘリウムリークディテクター

 」のうち， 413 頁左下か
6 号「資格試験と例題による解説

原理は残留気体分析計（真空分圧計）と同じで，検出対象ら15行目．

をヘリウムに限定した設計になっている．試験体の漏れ箇所

誤から流入（または流出）した微量のヘリウムガスをディテク補足し，正→捕捉し，ターに導き，内部の分析管でイオン化し，電界で加速した

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J. Vac. Soc. Jpn.