JP3140216B2 - Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds - Google Patents

Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds

Info

Publication number
JP3140216B2
JP3140216B2 JP04274697A JP27469792A JP3140216B2 JP 3140216 B2 JP3140216 B2 JP 3140216B2 JP 04274697 A JP04274697 A JP 04274697A JP 27469792 A JP27469792 A JP 27469792A JP 3140216 B2 JP3140216 B2 JP 3140216B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
pipe
particles
flow rate
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP04274697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06129977A (en
Inventor
剛伸 松尾
恒夫 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Fujikin Inc filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP04274697A priority Critical patent/JP3140216B2/en
Publication of JPH06129977A publication Critical patent/JPH06129977A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3140216B2 publication Critical patent/JP3140216B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超高純度ガス系配管に
設ける機器等の作動時にその内部に於いて発生するパー
ティクルや、配管の溶接時に溶接部から発生する粉塵等
のパーティクルを高精度で簡単に測定できるようにした
発塵パーティクルの測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing particles generated inside an ultra-high purity gas piping at the time of operation thereof and particles such as dust generated from a welded portion at the time of welding of the piping with high precision. The present invention relates to a method for measuring dust particles, which can be easily measured by using the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造プラントの様な超高純度ガス
を使用するプラントに於いては、一般に電解研摩を施し
たステンレスパイプ(SUS316L)を用いてガス系
配管が構成されており、ステンレスパイプの接続には特
殊な構造のユニオン型継手(嵌合型の非溶接継手)が多
く使用されている。しかし、前記嵌合型の非溶接継手は
構造が複雑で高価な上、シール材の劣化によってガス漏
洩を生じ易いと云う問題がある。また、非溶接継手で
は、その構造上継手部内壁面に凹部が形成されるのを避
けられず、配管路のガス置換性が悪化して高クリーン度
が得難くなると云う問題もある。そのため、近年この種
の超高純度ガス系配管に於いても、溶接によるパイプの
接続が採用されつつあり、所謂TIG溶接法による自動
突き合わせ溶接や特殊な溶接継手(例えば溶接カラー
等)を用いた自動溶接法が開発されている。
2. Description of the Related Art In a plant using an ultra-high purity gas, such as a semiconductor manufacturing plant, a gas pipe is generally formed by using a stainless steel pipe (SUS316L) subjected to electrolytic polishing. For connection, union type joints with special structures (fitting type non-welded joints) are often used. However, the fitting-type non-welded joint has a problem that the structure is complicated and expensive, and gas leakage is apt to occur due to deterioration of the sealing material. Further, in the non-welded joint, there is a problem that a concave portion is unavoidably formed on the inner wall surface of the joint part due to its structure, and the gas replacement property of the pipe is deteriorated, so that it is difficult to obtain high cleanliness. Therefore, in recent years, even in this kind of ultra-high-purity gas piping, connection of pipes by welding is being adopted, and automatic butt welding by a so-called TIG welding method or a special welding joint (for example, a welding collar or the like) is used. Automatic welding methods have been developed.

【0003】ところで、超高純度ガス系配管の溶接で
は、溶接部の機械的強度や溶接部の内表面の平坦性等が
問題になることは勿論であるが、この他に、溶接時に溶
接部が管路の汚損源、即ちパーティクルの発生源になら
ないことが必須の要件となる。換言すれば、この種の超
高純度ガス系配管の溶接方法の開発に於いては、溶接部
の機械的強度や内表面の平坦度の測定の他に、溶接時の
発塵パーティクルをより簡単に、しかも高精度で測定す
ることが必要となる。
[0003] In the welding of ultra-high purity gas piping, the mechanical strength of the welded portion and the flatness of the inner surface of the welded portion are of course a problem. Is an essential requirement that it does not become a source of contamination of the pipeline, that is, a source of particles. In other words, in the development of this type of welding method for ultra-high-purity gas piping, in addition to measuring the mechanical strength of the weld and the flatness of the inner surface, the generation of dust particles during welding is easier. In addition, it is necessary to perform the measurement with high accuracy.

【0004】また、この種の超高純度ガス系配管に於い
ては、配管系内に設けた機器類例えば制御弁等の作動時
に発生するパーティクルをより少なくする必要があり、
そのためには、制御弁等の作動時にその内部から発生す
るパーティクルを簡単且つ正確に測定できることが必要
となる。
In this type of ultra-high-purity gas piping, it is necessary to reduce the number of particles generated when devices such as a control valve provided in the piping system are operated.
For that purpose, it is necessary to be able to easily and accurately measure particles generated from inside the control valve or the like when the control valve is operated.

【0005】図3は従前の制御弁Vからの発塵パーティ
クルの測定法を示すものであり、パーティクルカウンタ
EのサンプリングパイプCをパイプW内へ挿入し、バル
ブVの開閉により被測定ガスD内へ放出されるパーティ
クル数をカウントするようにしている。しかし、図3の
ような方法では、バルブVの開閉に伴って被測定ガス
Dの流速が変化すること、パイプW内のガス速度分布
も変動すること、被測定ガスDの一部分のパーティク
ル数を測定するため補正を必要とすること等の理由によ
り、迅速且つ正確なパーティクル数の測定ができないと
云う問題がある。
FIG. 3 shows a conventional method for measuring particles generated from the control valve V. A sampling pipe C of a particle counter E is inserted into a pipe W, and the valve V is opened and closed to open a gas D to be measured. Counts the number of particles emitted to However, in the method as shown in FIG. 3, the flow rate of the gas D to be measured changes with the opening and closing of the valve V, the gas velocity distribution in the pipe W also changes, and the number of particles in a part of the gas D to be measured is reduced. There is a problem that the number of particles cannot be measured quickly and accurately due to the need for correction for measurement and the like.

【0006】図4は、従前の前記配管の溶接部からの発
塵パーティクルの測定法の一例を示すものであり、溶接
部Aより下流側のパイプBの先端をレーザーパーティク
ルカウンタEのサンプリングパイプC内へ挿入し、パイ
プBの先端開口から放出される被測定ガスDをレーザー
パーティクルカウンタE内へ導入することにより、溶接
時に溶接部Aより発生するパーティクルを計数するよう
にしている。
FIG. 4 shows an example of a conventional method for measuring particles generated from a welded portion of the pipe. The tip of a pipe B downstream of a welded portion A is sampled by a sampling pipe C of a laser particle counter E. By introducing the gas to be measured D emitted from the opening at the tip of the pipe B into the laser particle counter E, particles generated from the welded portion A during welding are counted.

【0007】より具体的には、パイプBは外径6. 35
mmφ、肉厚1mmのステンレス管(SUS316L)
であり、溶接部Aは、パイプBをパイプカッタで一定寸
法に切断したあと、40L/minの窒素ガスでパージ
しつつ端面加工をし、その後7〜9. 5kg/cm2
高圧窒素ガスで2秒間のパージを行ったあと、パイプ両
端面を軽く押圧して隙間が目視できない状態に同芯状に
突き合わせたものである。また、自動溶接装置Fには自
動TIG溶接装置(アストロアーク社製CA150P
型)が使用されており、その溶接条件はタングステン電
極の外径1. 0mmφ、電極先端角度α=15°、電極
と開先間の距離0. 8mm、アークガス(アルゴン)流
量8L/min、バックシールドガス(アルゴン)流量
6L/min、電極回転速度7. 9sec/回転、ピー
ク電流21A、ベース電流20A、電極回転回数2. 5
回、アークスタートから電極回転開始までの時間(ディ
レィタイム)2sec、溶接電流値をさげはじめてから
アークストップまでの時間(ダウンスロープタイム)
4. 2secに夫々設定されている。尚、アークガス
(アルゴン)は、液化アルゴンガス容器から気化装置を
通して自動溶接装置へ供給され、8L/min流量でア
ークスタート前から連続的にプリパージされると共に、
アークストップ後20秒間に亘ってポストパージされ、
且つバックシールドガス(アルゴン)は両ステンレス管
のセット直後から、管の先端開口より内方へ連続的に6
L/minの流量で放出される。更に、前記レーザーパ
ーティクルカウンタEには、定格吸引流量28. 3L/
minの日立電子株式会社TS−3700型が使用され
ており、溶接部Aより下流側のパイプBの先端を外径
9. 52mm×肉厚1mmのサンプリングパイプC内へ
挿入することにより、被測定ガスDをサンプリングパイ
プC内へ導入している。尚、レーザーパーティクルカウ
ンタEには7個の測定チャンネル(Ch)が設けられて
おり、Ch1では0. 1〜0. 2μm、Ch2では0.
2〜0. 3μm、Ch3では0. 3〜0. 5μm、Ch
4では0. 5〜1. 0μm、Ch5では1. 0〜2. 0
μm、Ch6では2. 0μm以上のパーティクル及びC
h7ではパーティクルのトータル数が夫々測定された。
また、溶接はクリーン度が0. 1μm基準クラス1
(0. 1μmを越えるパーティクルが1ft3 当たり1
個以下)のクリーンルーム内で行われており、且つレー
ザーパーティクルカウンタEによるパーティクルの計測
は、溶接のスタート5分前から始まって溶接終了後5分
経過するまで連続して行い、その後測定出力の変化から
溶接時間中の出力領域を特定して、その間に計測された
パーティクル数を演算している。
More specifically, the pipe B has an outer diameter of 6.35.
mmφ, 1 mm thick stainless steel tube (SUS316L)
After welding pipe A, pipe B was cut to a certain size with a pipe cutter, and the end face was machined while purging with nitrogen gas at 40 L / min, and then with high-pressure nitrogen gas at 7 to 9.5 kg / cm 2 . After purging for 2 seconds, both ends of the pipe are pressed lightly and concentrically butted so that the gap is not visible. The automatic welding apparatus F includes an automatic TIG welding apparatus (CA150P manufactured by Astroark Co., Ltd.).
The welding conditions are as follows: the outer diameter of the tungsten electrode is 1.0 mmφ, the electrode tip angle α = 15 °, the distance between the electrode and the groove is 0.8 mm, the flow rate of the arc gas (argon) is 8 L / min, Shielding gas (argon) flow rate 6 L / min, electrode rotation speed 7.9 sec / rotation, peak current 21 A, base current 20 A, electrode rotation frequency 2.5
Time, the time from the start of the arc to the start of the electrode rotation (delay time) 2 sec, the time from the start of reducing the welding current value to the stop of the arc (down slope time)
Each is set to 4.2 sec. The arc gas (argon) is supplied from the liquefied argon gas container to the automatic welding device through the vaporizer, and is continuously pre-purged at a flow rate of 8 L / min from before the arc start.
Post-purge for 20 seconds after arc stop,
In addition, immediately after setting both stainless steel tubes, the back shield gas (argon) continuously flows inward from the opening at the end of the tubes.
It is released at a flow rate of L / min. Further, the laser particle counter E has a rated suction flow rate of 28.3 L /
min. Hitachi TS-3700 type is used, and the tip of the pipe B downstream from the welded portion A is inserted into a sampling pipe C having an outer diameter of 9.52 mm x a thickness of 1 mm to be measured. Gas D is introduced into sampling pipe C. Note that the laser particle counter E is provided with seven measurement channels (Ch), 0.1 to 0.2 μm for Ch1, and 0.1 for Ch2.
2 to 0.3 μm, Ch3: 0.3 to 0.5 μm, Ch
4 is 0.5 to 1.0 μm, and Ch5 is 1.0 to 2.0 μm.
μm, Ch6 particles and particles of 2.0 μm or more
At h7, the total number of particles was measured.
In addition, the cleanness of welding is 0.1 μm standard class 1
(Particles exceeding 0. 1 [mu] m is 1 ft 3 per
The measurement of particles by the laser particle counter E is started from 5 minutes before the start of welding and continuously performed until 5 minutes after the end of welding, and thereafter, the change of the measurement output is performed. , The output area during the welding time is specified, and the number of particles measured during that time is calculated.

【0008】而して、上記パーティクル数の計測に於い
ては、クリーン度の極めて高い雰囲気内でパーティクル
の測定が行われ、しかも、パーティクルカウンタEの定
格吸引容量とパイプBの先端開口から放出される被測定
ガスDの流量とがほぼ等しい場合には、比較的精度よく
パーティクルを計測することが出来る。ところが、前記
図3のように、カウンタEの定格吸引容量28. 3L/
min(1立方フイート/m3 )に対して被測定ガスD
の流量が6〜7L/minと比較的低い場合には、室内
雰囲気Rが間隙を通してサンプリングパイプC内へ吸引
されることになり、カウンタEへのガスの吸引状態は所
謂等速吸引となるものの、室内雰囲気R中に含まれるパ
ーティクル数が必然的にカウントされることになる。そ
のため、吸引された室内雰囲気Rの流量(L/min)
と室内雰囲気R中のパーティクル数(個/m3 )とから
室内雰囲気R分によるパーティクル数を演算し、この演
算数を用いて前記カウント値を補正する方法が一般に行
われている。しかし、このような方法では、カウント値
のトータル的な補正はある程度可能であるものの、パー
ティクルの粒径毎のカウント数即ちカウンタEの各チャ
ンネル毎のカウント数を補正することは不可能であり、
精度のよい計測が出来ないという難点がある。また、精
度のよい測定を行うためには、雰囲気Rを相当の純度に
保持する必要があり、この点でも多くの制約を受けるこ
とになる。尚、試験結果によれば、前記測定したパーテ
ィクルのトータル数を補正したとしても、現実には相当
の誤差を含むことが明らかになっており、カウンタEの
定格吸引容量と被測定ガス流量との間に差があったり、
或いは雰囲気Rの純度が低い場合には、測定に大きな誤
差を生ずると云う難点がある。
In the measurement of the number of particles, the particles are measured in an atmosphere having an extremely high degree of cleanliness, and the particles are discharged through the rated suction capacity of the particle counter E and the opening at the end of the pipe B. When the flow rate of the gas D to be measured is substantially equal, particles can be measured with relatively high accuracy. However, as shown in FIG. 3, the rated suction capacity of the counter E was 28.3 L /
min (1 cubic foot / m 3 )
Is relatively low at 6 to 7 L / min, the room atmosphere R is sucked into the sampling pipe C through the gap, and the suction state of the gas to the counter E is so-called constant-speed suction. Therefore, the number of particles contained in the room atmosphere R is inevitably counted. Therefore, the flow rate (L / min) of the sucked indoor atmosphere R
In general, a method of calculating the number of particles for the room atmosphere R from the number of particles in the room atmosphere R (particles / m 3 ) and correcting the count value using the calculated number is generally performed. However, with such a method, although the total correction of the count value is possible to some extent, it is impossible to correct the count number for each particle size of the particles, that is, the count number for each channel of the counter E,
There is a drawback that accurate measurement cannot be performed. In addition, in order to perform accurate measurement, it is necessary to maintain the atmosphere R at a considerable purity, and this is subject to many restrictions. In addition, according to the test results, even if the total number of the measured particles is corrected, it is clear that the error actually includes a considerable error, and the difference between the rated suction capacity of the counter E and the gas flow rate to be measured. There is a difference between them,
Alternatively, when the purity of the atmosphere R is low, there is a problem that a large error occurs in the measurement.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の超高
純度ガス系配管の溶接時や配管内機器の作動時に、溶接
部や機器内部から発生するパーティクルを測定する場合
に於ける上述の如き問題、即ち配管内機器からのパー
ティクルの測定では高精度な測定が困難なこと、溶接
部からのパーティクルの測定では、パーティクルカウン
タEの定格吸引流量とパイプ開口からの被測定ガス流量
との間に差がある場合や測定雰囲気の純度が低い場合に
は、高精度なパーティクルの計測が出来ないと云う問題
を解決せんとするものであり、パイプ開口端からの被測
定ガスDの流量とカウンタEの定格吸引流量との間に差
があっても、或いは純度の低い雰囲気内に於いても、常
に高精度でパーティクルを計測できるようにした発塵パ
ーティクルの測定方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring particles generated from a welded portion or the inside of a conventional ultra-high-purity gas piping when welding or operating equipment in the piping. Such a problem, that is, it is difficult to measure the particles with high precision by measuring the particles from the equipment in the pipe. In the case of measuring the particles from the welded portion, the difference between the rated suction flow rate of the particle counter E and the flow rate of the gas to be measured from the pipe opening is measured. In the case where there is a difference in the flow rate or the purity of the measurement atmosphere is low, the problem that high-precision particles cannot be measured is solved. A method for measuring dust particles that can always measure particles with high accuracy, even if there is a difference from the rated suction flow rate of E or in an atmosphere with low purity. It is intended to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願発明は、複数の粒径
範囲毎に各粒径範囲に属する粉塵パーティクルの数を計
測するようにしたパーティクルカウンターにより、配管
の溶接時や配管に介設した機器の作動時に、前記溶接部
や機器内で発生する粉塵パーティクル数を測定する方法
に於いて、被測定ガス(23)が排出されるガス導出管
(11)の先端開口とパーティクルカウンター(13)
に接続されたガス導入管(12)の基端開口とを外管
(10)の内部に於いて同芯状に対向させ、前記ガス導
出管(11)の先端開口をガス導入管(12)の基端開
口の内方へ挿入すると共に、前記外管(10)の一側か
らその内方へ清浄な補充ガス(21)を供給して前記被
測定ガス(23)と同方向へ流通させ、当該補充ガス
(21)を前記ガス導出管(11)とガス導入管(1
2)の隙間を通してガス導入管(12)の内方へ流入さ
せることにより、ガス導入管(12)内を流通する吸引
ガス(22)の流量をパーティクルカウンター(13)
の定格吸引流量にほぼ等しく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。
According to the present invention, a plurality of particle sizes are provided.
Count the number of dust particles belonging to each particle size range for each range.
In the method of measuring the number of dust particles generated in the welded portion or the device at the time of welding the pipe or operating the device interposed in the pipe by the particle counter configured to measure the gas to be measured (23) Opening of gas discharge pipe (11) from which gas is discharged and particle counter (13)
The base opening of the gas introduction pipe (12) connected to the inside of the outer pipe (10) is concentrically opposed inside the outer pipe (10).
Open the distal end of the outlet pipe (11) to the proximal end of the gas inlet pipe (12).
Insert the inside of the mouth and one side of the outer tube (10)
Et supplied by circulating the the same direction the measurement gas (23) to clean up gas (21) to its inside, the refill gas
(21) is replaced with the gas outlet pipe (11) and the gas inlet pipe (1).
2) into the gas inlet pipe (12)
The flow rate of the suction gas (22) flowing through the gas introduction pipe (12) is controlled by the particle counter (13).
The basic structure of the present invention is to make the suction flow rate substantially equal to the rated suction flow rate.

【0011】[0011]

【作用】パーティクルカウンタ13の吸引ポンプが作動
されることにより、ガス導出管11の先端開口から放出
された被測定ガス23は、これと同芯状に対向せしめて
配設されたガス導入管12の基端開口を通して、その全
量がガス導入管12内へ吸入される。また、外管10内
へ放出された清浄な補充ガス21の一部が、ガス導入管
12の基端開口とガス導出管11の先端開口との間の間
隙を通してガス導入管12内へ吸入され、その結果ガス
導入管12内にはカウンタ13の定格吸引流量にほぼ等
しい流量の吸入ガス22が流通する。一方、前記ガス導
入管12内へ吸入された補充ガス21は、パーティクル
のバックグランドがほぼ零の清浄ガスであるため、ガス
導入管12内の吸入ガス22内のパーティクル数は、被
測定ガス23内のパーティクル数と等しい値となり、こ
れによりカウンタ13は定格吸引流量下に於いて、しか
も補充ガス21の吸入比率等による演算補正を必要とす
ることなしに、被測定ガス23内のパーティクル数を正
確に表示する。
When the suction pump of the particle counter 13 is operated, the gas to be measured 23 released from the distal end opening of the gas outlet pipe 11 is concentrically opposed to the gas introduction pipe 12 which is disposed. The whole amount is sucked into the gas introduction pipe 12 through the base end opening. Further, a part of the clean replenishment gas 21 released into the outer pipe 10 is sucked into the gas introduction pipe 12 through a gap between the base end opening of the gas introduction pipe 12 and the distal end opening of the gas outlet pipe 11. As a result, the suction gas 22 having a flow rate substantially equal to the rated suction flow rate of the counter 13 flows through the gas introduction pipe 12. On the other hand, the replenishment gas 21 sucked into the gas introduction pipe 12 is a clean gas whose particle background is almost zero, and thus the number of particles in the suction gas 22 in the gas introduction pipe 12 is The counter 13 counts the number of particles in the gas 23 under measurement at the rated suction flow rate and without the need for calculation correction by the suction ratio of the supplementary gas 21 and the like. Display correctly.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明により配管の溶接時に溶接部から
発生するパーティクル数を計測する方法の一例を示すも
のであり、図に於いて、1は液化アルゴン容器、2はア
ルミ製蒸発器、3はマニホールド減圧弁、4は流量計、
5はメタル型フィルター、6は自動TIG溶接装置、7
は減圧弁、8は流量調整弁、9はフィルタ、10はステ
ンレス製外管、(19. 05mmφ)、11はステンレ
ス製ガス導出管(6. 35mmφ)、12はステンレス
製ガス導入管(9. 52mmφ)、13はレーザーパー
ティクルカウンタ、14はステンレス製フレキチューブ
(9. 52mmφ)、15はメタル(ステンレス)チュ
ーブ(6. 35mmφ)である。また、図1に於いて、
16は内壁面を電解等により研摩したステンレス管(S
US316L、外径6. 35mmφ、肉厚1mm)、1
7はタングステン電極棒(1. 0mmφ、先端角度α=
15°、電極と開先き間の距離L=0. 8mm)、18
はアークガス(アルゴン、流量8L/min)、19は
バックシールドガス(アルゴン、流量6L/min)、
20はバックシールドガス制限装置(オリフィス)、2
1は補充ガス(N2 )、22は吸入ガス、23は被測定
ガスである。尚、前記自動TIG溶接装置6にはアスト
ロアーク型自動溶接機(アストロアーク社製CA150
P)が使用されており、電極棒17が管路16の周囲を
7.9sec/回転の速度で2. 5回転することによ
り、溶接が完了する。また、前記自動TIG溶接装置6
へ供給されるアークガス18と管路16の内方へ供給さ
れるバックシールドガス19及び外管10内へ供給され
る補充ガス21は、何れも自動TIG溶接装置6に付設
したフィルタ5aとメタル型フィルタ5及びフィルタ9
によって清浄化され、ガス18,19及び21内のバッ
クグランドに相当するパーティクル数はほぼ零になって
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a method for measuring the number of particles generated from a welded portion at the time of welding a pipe according to the present invention. In the figure, 1 is a liquefied argon container, 2 is an aluminum evaporator, 3 is Manifold pressure reducing valve, 4 is a flow meter,
5 is a metal type filter, 6 is an automatic TIG welding device, 7
Is a pressure reducing valve, 8 is a flow control valve, 9 is a filter, 10 is a stainless steel outer pipe, (19.5 mmφ), 11 is a stainless steel gas outlet pipe (6.35 mmφ), and 12 is a stainless steel gas inlet pipe (9. 52), 13 is a laser particle counter, 14 is a stainless flexible tube (9.52mmφ), and 15 is a metal (stainless) tube (6.35mmφ). Also, in FIG.
16 is a stainless steel tube whose inner wall surface is polished by electrolysis or the like (S
US316L, outer diameter 6.35mmφ, wall thickness 1mm), 1
7 is a tungsten electrode rod (1.0 mmφ, tip angle α =
15 °, distance between electrode and groove L = 0.8 mm), 18
Is an arc gas (argon, flow rate 8 L / min), 19 is a back shield gas (argon, flow rate 6 L / min),
20 is a back shield gas limiting device (orifice), 2
1 is a supplementary gas (N 2 ), 22 is a suction gas, and 23 is a gas to be measured. The automatic TIG welding device 6 includes an astro-arc type automatic welding machine (CA150 manufactured by Astro-Arc Co., Ltd.).
P) is used, and the welding is completed when the electrode rod 17 rotates 2.5 times around the conduit 16 at a speed of 7.9 sec / rotation. The automatic TIG welding device 6
The arc gas 18, the back shield gas 19, which is supplied inside the conduit 16, and the replenishment gas 21, which is supplied into the outer tube 10, are the filter 5 a attached to the automatic TIG welding device 6 and the metal type. Filter 5 and Filter 9
And the number of particles corresponding to the background in the gases 18, 19 and 21 is almost zero.

【0013】前記レーザーパーティクルカウンタ13に
は、定格吸引流量28. 3L/minのカウンタ(日立
電子株式会社製TS−3700型)が使用されており、
減圧弁7、流量調整弁8及びフィルタ9を通して外管1
0内へ窒素ガスを50L/minの流量で放出し、レー
ザーパーティクルカウンタ13が定格流量(28. 3L
/min)の吸入ガス22をガス導入管12を通して吸
入できるようにしている。即ち、外管10の内方に於い
てガス導入管12の基端開口とガス導出管11の先端開
口とを対向せしめ、両者の間隙から補充ガス21をガス
導入管12内へ吸入せしめることに、ガス導入管12を
通して定格流量の吸入ガス22がカウンタ13内へ吸入
される。
As the laser particle counter 13, a counter having a rated suction flow rate of 28.3 L / min (TS-3700 manufactured by Hitachi Electronics Co., Ltd.) is used.
Outer pipe 1 through pressure reducing valve 7, flow regulating valve 8 and filter 9
The nitrogen gas is discharged at a flow rate of 50 L / min into the laser particle counter 0, and the laser particle counter 13 outputs the rated flow rate (28.3 L).
/ Min) can be sucked through the gas inlet tube 12. In other words, the base opening of the gas inlet tube 12 and the distal end opening of the gas outlet tube 11 are made to face each other inside the outer tube 10, and the supplementary gas 21 is sucked into the gas inlet tube 12 from the gap therebetween. Then, a suction gas 22 having a rated flow rate is sucked into the counter 13 through the gas introduction pipe 12.

【0014】レーザーパーティクルカウンタ13による
溶接部からの発塵パーティクルの測定は、溶接スタート
5分前(自動TIG溶接装置6へアークガス18を吸入
し、バックシールドガスを6L/minの流量で連続供
給すると共に、補充ガス21を50L/minの流量で
連続供給している状態)から始め、溶接完了から5分経
過するまでパーティクルを連続的に測定する。更に、カ
ウンタ13の測定出力から溶接工程中の測定出力に該当
する出力領域を特定し(溶接スタートから溶接終了まで
の出力領域)、その間に計数したパーティクル数を演算
する。尚、前記アークガス18は、溶接スタート(溶接
電源on)から20秒間8L/minの流量でフリーパ
ージされ、その後アークonされている間同流量で連続
供給されると共に、アークoffになってからも引き続
き約20秒間同流量でポストパージされる。
The measurement of particles generated from the welded portion by the laser particle counter 13 is performed 5 minutes before the start of welding (the arc gas 18 is sucked into the automatic TIG welding device 6 and the back shield gas is continuously supplied at a flow rate of 6 L / min). At the same time, the replenishment gas 21 is continuously supplied at a flow rate of 50 L / min), and the particles are continuously measured until 5 minutes have passed since the completion of welding. Further, an output area corresponding to the measurement output during the welding process is specified from the measurement output of the counter 13 (output area from the start of welding to the end of welding), and the number of particles counted during that period is calculated. The arc gas 18 is free-purged at a flow rate of 8 L / min for 20 seconds from the start of welding (welding power supply is turned on). Thereafter, the arc gas 18 is continuously supplied at the same flow rate while the arc is turned on. Subsequently, post-purge is performed at the same flow rate for about 20 seconds.

【0015】表1は、本発明により計測した場合の溶接
部からのパーティクルの計測値(試験NO1,NO2,
NO3)と、従前の方法により計測した場合の溶接部か
らのパーティクルの計測値(試験NO1´,NO2´,
NO3´)との比較を示すものであり、各試験NO1と
NO1´、NO2とNO2´及びNO3とNO3´に於
ける溶接部の形成方法は、夫々同一条件としている。前
記表1からも明らかなように、本発明による計測方法の
場合には、排出ガス23の流量とレーザーパーティクル
カウンタ13の吸引容量との間に差があっても、吸引さ
れる試験雰囲気によって計測値が殆ど影響を受けないた
め、極めて正確にパーティクル数を計測することが出来
る。尚、表1はテスト雰囲気が比較的高純度であるた
め、測定値に大きな差を生じていないが、雰囲気の純度
が低下すると、測定値の差が顕著となる。
Table 1 shows the measured values of the particles from the welded portion when measured according to the present invention (tests NO1, NO2,
NO3) and the measured values of the particles from the welded part when measured by the conventional method (tests NO1 ', NO2',
No. 3 '), and the method of forming the welds in the tests NO1 and NO1', NO2 and NO2 ', and NO3 and NO3' is the same. As is clear from Table 1, in the case of the measurement method according to the present invention, even if there is a difference between the flow rate of the exhaust gas 23 and the suction capacity of the laser particle counter 13, the measurement is performed by the test atmosphere to be sucked. Since the value is hardly affected, the number of particles can be measured very accurately. In Table 1, since the test atmosphere has a relatively high purity, there is no large difference in the measured values. However, when the purity of the atmosphere is reduced, the difference between the measured values becomes remarkable.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】図3は本発明により、超高純度ガス配管系
に設ける制御弁の操作時にその内部に於いて発生するパ
ーティクルを測定する場合を示すものである。即ち減圧
弁27、流量制御弁26、フィルタ25を通して制御弁
24へパーティクルのバックグランド値がほぼ零のN2
ガス28を供給すると共に、外管10内へパーティクル
のバックグランド値がほぼ零の補充ガス(N2 ガス)2
1を供給することにより、カウンタ13内へ吸引される
吸引ガス22の流量がカウンタ13の定格吸引流量とな
り得るようにしたものである。
FIG. 3 shows a case of measuring particles generated inside a control valve provided in an ultrahigh-purity gas piping system when the control valve is operated according to the present invention. That is, N 2 having a substantially zero background value of particles is supplied to the control valve 24 through the pressure reducing valve 27, the flow control valve 26, and the filter 25.
The gas 28 is supplied, and the background value of the particles is supplied to the outer tube 10 as a supplementary gas (N 2 gas) 2 which is almost zero.
By supplying 1, the flow rate of the suction gas 22 sucked into the counter 13 can be the rated suction flow rate of the counter 13.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明に於いては、太径の外管10内に
於いて被測定ガスが排出されるガス導出管11の先端開
口部とレーザーパーティクルカウンタ13に接続された
ガス導入管12の基端開口部とを同芯状に対向させると
共に、前記外管10内へ清浄な補充ガス21を供給し、
当該補充ガス21を被測定ガス23と同方向へ流通させ
るようにしているため、被測定ガス23の流量とレーザ
ーパーティクルカウンタ13の定格吸引流量とが異なっ
ていても、カウンタ13内へ吸引される吸入ガス22の
流量が自動的にその定格吸引流量となると共に、被測定
ガスの全量がカウンタ13内へ吸引され、しかも外部雰
囲気内に含有されるパーティクルが一切吸入ガス22内
へ侵入しなくなる。その結果、被測定ガス23内のパー
ティクルを極めて正確に且つ特別な補正のための演算を
必要とすることなしに簡単に測定することができ、パー
ティクルの測定精度が大幅に向上する。また、外部雰囲
気に関係なくパーティクルの測定が行えるため、実用上
極めて便利である。
According to the present invention, the gas inlet pipe 12 connected to the laser particle counter 13 and the leading end opening of the gas outlet pipe 11 from which the gas to be measured is discharged in the outer pipe 10 having a large diameter. A concentrically opposed base end opening, and a clean replenishment gas 21 is supplied into the outer tube 10;
Since the replenishment gas 21 is made to flow in the same direction as the gas 23 to be measured, even if the flow rate of the gas 23 to be measured and the rated suction flow rate of the laser particle counter 13 are different, the gas is sucked into the counter 13. The flow rate of the suction gas 22 automatically becomes the rated suction flow rate, the entire amount of the gas to be measured is sucked into the counter 13, and no particles contained in the external atmosphere enter the suction gas 22 at all. As a result, the particles in the gas to be measured 23 can be easily measured extremely accurately and without requiring special calculation for correction, and the measurement accuracy of the particles is greatly improved. Further, since the measurement of particles can be performed regardless of the external atmosphere, it is extremely convenient in practice.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明により、溶接時に配管溶接部から発生す
るパーティクルを計測する場合を示すものである。
FIG. 1 shows a case where particles generated from a welded portion of a pipe during welding are measured according to the present invention.

【図2】本発明により、制御弁の作動時に制御弁の内部
から発生するパーティクルを計測する場合を示すもので
ある。
FIG. 2 shows a case where particles generated from inside the control valve when the control valve is operated are measured according to the present invention.

【図3】従前の方法により、制御弁の開閉時に発生する
パーティクルを計測する場合を示すものである。
FIG. 3 shows a case where particles generated when a control valve is opened and closed are measured by a conventional method.

【図4】従前の方法により、配管の溶接時に溶接部から
発生するパーティクルを計測する場合を示すものであ
る。
FIG. 4 shows a case where particles generated from a welded portion at the time of welding a pipe are measured by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は液化アルゴンガス容器、2はアルミ製蒸発器、3は
マニホールド減圧弁、4は流量計、5はメタル型フィル
ター、6はTIG自動溶接装置、7は減圧弁、8は流量
調整弁、9はフィルタ、10は外管、11はガス導出
管、12はガス導入管、13はレーザーパーティクルカ
ウンタ、14はフレキシブルチューブ、15はテフロン
チューブ、16はステンレス管、17はタングステン電
極棒、18はアークガス、19はバックシールドガス、
20はバックシールドガス排出制限手段、21は補充ガ
ス、22は吸入ガス、23は被測定ガス、24は制御
弁、25はフィルタ、26は流量制御弁、27は減圧
弁、28はN2 ガスである。
1 is a liquefied argon gas container, 2 is an aluminum evaporator, 3 is a manifold pressure reducing valve, 4 is a flow meter, 5 is a metal type filter, 6 is a TIG automatic welding device, 7 is a pressure reducing valve, 8 is a flow control valve, 9 Is a filter, 10 is an outer tube, 11 is a gas outlet tube, 12 is a gas inlet tube, 13 is a laser particle counter, 14 is a flexible tube, 15 is a Teflon tube, 16 is a stainless steel tube, 17 is a tungsten electrode rod, and 18 is an arc gas. , 19 is the back shield gas,
20 is a back shield gas discharge restricting means, 21 is a supplementary gas, 22 is a suction gas, 23 is a gas to be measured, 24 is a control valve, 25 is a filter, 26 is a flow control valve, 27 is a pressure reducing valve, and 28 is N 2 gas. It is.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−132545(JP,A) 特開 昭56−130640(JP,A) 特開 平5−38574(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 15/00 - 15/14 Continuation of the front page (56) References JP-A-56-132545 (JP, A) JP-A-56-130640 (JP, A) JP-A-5-38574 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) G01N 15/00-15/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の粒径範囲毎に各粒径範囲に属する
粉塵パーティクルの数を計測するようにしたパーティク
ルカウンターにより、配管の溶接時や配管に介設した機
器の作動時に、前記溶接部や機器内で発生する粉塵パー
ティクル数を測定する方法に於いて、被測定ガス(2
3)が排出されるガス導出管(11)の先端開口とパー
ティクルカウンター(13)に接続されたガス導入管
(12)の基端開口とを外管(10)の内部に於いて同
芯状に対向させ、前記ガス導出管(11)の先端開口を
ガス導入管(12)の基端開口の内方へ挿入すると共
に、前記外管(10)の一側からその内方へ清浄な補充
ガス(21)を供給して前記被測定ガス(23)と同方
向へ流通させ、当該補充ガス(21)を前記ガス導出管
(11)とガス導入管(12)の隙間を通してガス導入
管(12)の内方へ流入させることにより、ガス導入管
(12)内を流通する吸引ガス(22)の流量をパーテ
ィクルカウンター(13)の定格吸引流量にほぼ等しく
するようにしたことを特徴とする超高純度ガス系配管の
機器及び溶接部からの発塵パーティクルの測定方法。
2. A method according to claim 1 , wherein each of the plurality of particle size ranges belongs to each particle size range.
A particle counter configured to measure the number of dust particles is used to measure the number of dust particles generated in the welded portion or the device at the time of welding a pipe or operating a device interposed in the pipe. In the method, the gas to be measured (2
The opening at the distal end of the gas outlet pipe (11) from which 3) is discharged and the opening at the proximal end of the gas introduction pipe (12) connected to the particle counter (13) are concentric within the outer pipe (10). And the tip opening of the gas outlet pipe (11) is
When inserted inside the proximal opening of the gas introduction pipe (12),
Then, a clean supplementary gas (21) is supplied from one side of the outer tube (10) to the inside thereof and flows in the same direction as the gas to be measured (23), and the supplementary gas (21) is supplied to the gas. Outgoing pipe
Gas introduction through the gap between (11) and gas introduction pipe (12)
By flowing into the inside of the pipe (12), the gas introduction pipe
(12) The flow rate of the suction gas (22) flowing through the inside is made substantially equal to the rated suction flow rate of the particle counter (13). How to measure dust particles.
JP04274697A 1992-10-14 1992-10-14 Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds Expired - Fee Related JP3140216B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04274697A JP3140216B2 (en) 1992-10-14 1992-10-14 Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04274697A JP3140216B2 (en) 1992-10-14 1992-10-14 Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06129977A JPH06129977A (en) 1994-05-13
JP3140216B2 true JP3140216B2 (en) 2001-03-05

Family

ID=17545310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04274697A Expired - Fee Related JP3140216B2 (en) 1992-10-14 1992-10-14 Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3140216B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103134746A (en) * 2011-11-23 2013-06-05 苏州宏瑞净化科技有限公司 Double-flow particle counter
CN109406134B (en) * 2018-12-11 2023-09-26 九川真空科技成都有限公司 A system for detecting the number of particles falling off during valve operation

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06129977A (en) 1994-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5864111A (en) Method and device for controlling pipe welding
US4278864A (en) Welding gas shield control
JP3140216B2 (en) Ultra-high purity gas piping equipment and method for measuring particles generated from welds
CN117428295B (en) Clean welding control method for semiconductor grade polycrystalline silicon large-caliber thick-wall EP pipeline
EP0757241A2 (en) Particle sampling system for gas supply system
US6739204B1 (en) Velocity measuring apparatus to establish purge gas velocity prior to welding
CN118751144A (en) A multi-component gas proportioning device for the semiconductor industry
JP3325279B2 (en) Ultra high purity gas supply system piping welding method
US20110127238A1 (en) Pipe welding purge gas controller
JPH01166457A (en) Analyzer using charged particle
WO1991005071A1 (en) Oxidation treatment apparatus for metal pipes
JPH04212038A (en) Equal speed probe and pressure reducing assembly
CN117300307A (en) Assembling and welding process method for condenser piping
CN219141887U (en) Pinhole blocking air pressure method on-line detection device
KR970010881B1 (en) Welding process for super high purity gas feeding system piping
JPH0976062A (en) First layer welding method
US5559279A (en) Method and apparatus for dynamic calibration of a flow monitor
US5918793A (en) Weld test apparatus and method
JP3398899B2 (en) External leak amount measurement method and measurement system
Garcia et al. Advances of orbital gas tungsten arc welding for Brazilian space applications-experimental setup
JP2001004479A (en) METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING INNER PIPE LEAKAGE OF MULTIPLE PIPE
JPH07323374A (en) Material to be welded for butt welding and its cutting method as well as welding method and wire
JP2020049526A (en) Manufacturing method and welding device for austenitic stainless steel pipe welded joint
CN115824325B (en) Novel flow detection structure
CN221765308U (en) A small-diameter vertical transillumination elliptical imaging aid using a translation method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees