JPH06129977A - Ultra high purity gas piping equipment and method for measuring dust particles from welds - Google Patents
Ultra high purity gas piping equipment and method for measuring dust particles from weldsInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高純度ガス系配管で使用する機器の作動時や
配管の溶接時に、機器の内部や溶接部から発生する発塵
パーティクルの数を正確に測定できるようにする。
【構成】 被測定ガスが排出されるガス導出管の先端開
口とレーザーパーティクルカウンタに接続されたガス導
入管の基端開口とを外管の内部に於いて同芯状に対向さ
せると共に、前記外管内へ清浄な補充ガスを供給して前
記被測定ガスと同方向へ流通させることにより、ガス導
入管内の吸引ガスの流量をレーザーパーティクルカウン
タの定格吸引流量に略等しくするようにする。
(57) [Summary] [Purpose] To be able to accurately measure the number of dust particles generated inside the equipment or at the welded portion during operation of equipment used for high-purity gas piping and welding of piping. [Structure] A tip end opening of a gas outlet tube from which a gas to be measured is discharged and a base end opening of a gas inlet tube connected to a laser particle counter are concentrically opposed to each other inside the outer tube, and By supplying a clean replenishment gas into the pipe and circulating it in the same direction as the gas to be measured, the flow rate of the suction gas in the gas introduction pipe is made substantially equal to the rated suction flow rate of the laser particle counter.
Description
【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 has a high accuracy for particles generated inside an equipment or the like installed in an ultra-high purity gas pipe when operating, and particles such as dust generated from a welded portion during welding of the pipe. The present invention relates to a method for measuring dust particles that can be easily measured with.
【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 ultra-high purity gas such as a semiconductor manufacturing plant, a gas system pipe is generally constructed by using a stainless steel pipe (SUS316L) which has been electrolytically polished. A union type joint with a special structure (fitting type non-welded joint) is often used for connection. However, the fitting-type non-welded joint has a problem that the structure is complicated and expensive, and that gas leakage easily occurs due to deterioration of the sealing material. Further, in the non-welded joint, there is a problem in that a concave portion is unavoidably formed on the inner wall surface of the joint portion due to its structure, and the gas replacement property of the pipeline is deteriorated, and it becomes difficult to obtain high cleanliness. Therefore, in recent years, even in this kind of ultra-high purity gas system piping, connection of pipes by welding is being adopted, and automatic butt welding by a so-called TIG welding method or a special welded joint (for example, a welding collar) 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。By the way, in the welding of ultrahigh-purity gas piping, it goes without saying that the mechanical strength of the welded portion, the flatness of the inner surface of the welded portion, etc. become a problem. It is an essential requirement that is not a pollution source of the pipeline, that is, a generation source of particles. In other words, in developing the welding method for this kind of ultra-high purity gas piping, in addition to measuring the mechanical strength of the weld and the flatness of the inner surface, it is easier to generate dust particles during welding. In addition, it is necessary to measure 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。Further, in this type of ultra-high purity gas system piping, it is necessary to reduce the number of particles generated during the operation of equipment such as control valves provided in the piping system.
For that purpose, it is necessary to be able to easily and accurately measure the particles generated from the inside of the control valve or the like when it operates.
【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 dust particles from the control valve V, in which the sampling pipe C of the particle counter E is inserted into the pipe W and the valve V is opened / closed so that the inside of the gas to be measured D is measured. The number of particles emitted to is counted. However, in the method as shown in FIG. 3, the flow velocity of the gas to be measured D 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 to be measured D is changed. There is a problem that the number of particles cannot be measured quickly and accurately because of the necessity of correction for the measurement.
【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 dust particles from the welded portion of the pipe, in which the tip of the pipe B downstream from the welded portion A is the sampling pipe C of the laser particle counter E. Particles generated from the welded portion A at the time of welding are counted by inserting the gas to be measured D into the laser particle counter E, which is emitted from the tip opening of the pipe B.
【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 の
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)
The welded portion A was processed by cutting the pipe B to a certain size with a pipe cutter, processing the end face while purging with nitrogen gas at 40 L / min, and then using high pressure nitrogen gas at 7 to 9.5 kg / cm 2 . After purging for 2 seconds, both end faces of the pipes are lightly pressed and concentric with each other so that no gap can be visually observed. In addition, the automatic welding device F includes an automatic TIG welding device (CA150P manufactured by Astroarc Co., Ltd.).
Type) is used, and the welding conditions are as follows: outer diameter of tungsten electrode 1.0 mmφ, electrode tip angle α = 15 °, distance between electrode and groove 0.8 mm, arc gas (argon) flow rate 8 L / min, back Shield gas (argon) flow rate 6 L / min, electrode rotation speed 7.9 sec / revolution, peak current 21 A, base current 20 A, number of electrode rotations 2.5
Times, time from arc start to electrode rotation (delay time) 2 sec, time from starting to decrease welding current value to arc stop (down slope time)
Each is set to 4.2 sec. In addition, the arc gas (argon) is supplied from the liquefied argon gas container to the automatic welding device through the vaporization device and continuously pre-purged at a flow rate of 8 L / min before the arc start, and
Post-purged for 20 seconds after arc stop,
In addition, back shield gas (argon) was continuously fed inward from the tip opening of both tubes immediately after setting both stainless 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 /
A Hitachi Electronics Co., Ltd. TS-3700 type is used, and the tip of the pipe B on the downstream side of the welded portion A is inserted into a sampling pipe C having an outer diameter of 9.52 mm and a wall thickness of 1 mm to be measured. The gas D is introduced into the sampling pipe C. 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, and for 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: 2.0 μm or more particles and C
At h7, the total number of particles was measured.
Also, the cleanliness of welding is 0.1 μm standard class 1
(The number of particles exceeding 0.1 μm is 1 per 1 ft 3.
(Less than or equal to one), and the particle measurement by the laser particle counter E is continuously performed from 5 minutes before the start of welding to 5 minutes after the end of welding, and then the change of the measurement output. The output area during the welding time is specified from, 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。Thus, in measuring the number of particles, the particles are measured in an atmosphere of extremely high cleanliness, and moreover, the particles are discharged from the rated suction capacity of the particle counter E and the tip opening of the pipe B. When the flow rate of the measured gas D is almost equal, the particles can be measured relatively accurately. However, as shown in FIG. 3, the rated suction capacity of the counter E is 28.3 L /
Measured gas D for min (1 cubic foot / m 3 ).
Is relatively low at 6 to 7 L / min, the indoor 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 velocity suction. The number of particles contained in the indoor atmosphere R is necessarily counted. Therefore, the flow rate of the suctioned indoor atmosphere R (L / min)
A method is generally used in which the number of particles in the room atmosphere R is calculated from the number of particles in the room atmosphere R (particles / m 3 ), and the count value is corrected using the calculated number. 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 of each particle size of particle, that is, the count number of each channel of the counter E.
The problem is that accurate measurements cannot be made. Further, in order to perform accurate measurement, it is necessary to maintain the atmosphere R at a considerable degree of purity, and this also imposes many restrictions. According to the test results, it is clear that even if the total number of measured particles is corrected, a substantial error is actually included, and the rated suction capacity of the counter E and the measured gas flow rate are There is a difference,
Alternatively, if the atmosphere R has a low purity, 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。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been described above in the case of measuring particles generated from a welded portion or the inside of a device during welding of an ultrahigh-purity gas system pipe or during operation of a device inside the pipe. Such a problem is that it is difficult to measure the particles from the equipment in the pipe with high accuracy. In the measurement of the particles from the welded portion, there is a difference between the rated suction flow rate of the particle counter E and the measured gas flow rate from the pipe opening. If there is a difference in temperature or the purity of the measurement atmosphere is low, the problem that high-precision particle measurement cannot be performed will be solved, and the flow rate of the measured gas D from the opening end of the pipe and the counter. Even if there is a difference between the rated suction flow rate of E, or even in an atmosphere of low purity, a method for measuring dust particles that can always measure particles with high accuracy It is intended to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本願発明は、パルスカウ
ンタにより、配管の溶接時や機器の作動時に溶接部や機
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
に対向させると共に、前記外管10内へ清浄な補充ガス
21を供給して前記被測定ガス23と同方向へ流通さ
せ、ガス導入管12内の吸引ガス22の流量をパーティ
クルカウンタ13の定格吸引流量に略等しくするように
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, in a method for measuring the number of dust particles generated in a welded portion or equipment during welding of piping or operation of equipment by a pulse counter, the measured gas 23 is The tip end opening of the discharged gas lead-out tube 11 and the base end opening of the gas introduction tube 12 connected to the particle counter 13 are concentrically opposed to each other inside the outer tube 10, and into the outer tube 10. The invention is such that a clean replenishment gas 21 is supplied and circulated in the same direction as the gas to be measured 23 so that the flow rate of the suction gas 22 in the gas introduction pipe 12 becomes substantially equal to the rated suction flow rate of the particle counter 13. The basic configuration of
【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 actuated, the gas to be measured 23 discharged from the tip opening of the gas outlet pipe 11 is arranged so as to concentrically face the gas to be measured 23. The entire amount is sucked into the gas introducing pipe 12 through the proximal end opening of the. Further, a part of the clean replenishing gas 21 released into the outer pipe 10 is sucked into the gas introducing pipe 12 through the gap between the base end opening of the gas introducing pipe 12 and the tip opening of the gas introducing 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 in the gas introduction pipe 12. On the other hand, since the replenishment gas 21 sucked into the gas introduction pipe 12 is a clean gas having a particle background of almost zero, the number of particles in the suction gas 22 in the gas introduction pipe 12 is the measured gas 23. Therefore, the counter 13 calculates the number of particles in the measured gas 23 at the rated suction flow rate without requiring calculation correction by the intake ratio of the replenishment gas 21 or the like. Display accurately.
【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 of measuring the number of particles generated from a welded portion during welding of a pipe according to the present invention. In the figure, 1 is a liquefied argon container, 2 is an aluminum evaporator, and 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 rate adjusting valve, 9 is a filter, 10 is a stainless steel outer tube (19.0 mmφ), 11 is a stainless steel gas outlet pipe (6.35 mmφ), and 12 is a stainless steel gas introduction pipe (9. 52 mmφ), 13 is a laser particle counter, 14 is a stainless flexible tube (9.52 mmφ), and 15 is a metal (stainless) tube (6.35 mmφ). In addition, in FIG.
16 is a stainless steel tube whose inner wall surface is polished by electrolysis (S
US316L, outer diameter 6.35mmφ, wall thickness 1mm), 1
7 is a tungsten electrode rod (1.0 mmφ, tip angle α =
15 °, distance L 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
Reference numeral 1 is a supplementary gas (N 2 ), 22 is an intake 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 by rotating the electrode rod 17 around the conduit 16 for 2.5 turns at a speed of 7.9 sec / rev. In addition, the automatic TIG welding device 6
The arc gas 18 supplied to the pipe 16, the back shield gas 19 supplied to the inside of the pipe 16, and the supplementary gas 21 supplied to the outer pipe 10 are both the filter 5a 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 (TS-3700 type manufactured by Hitachi Electronics Co., Ltd.) having a rated suction flow rate of 28.3 L / min is used.
Outer tube 1 through pressure reducing valve 7, flow rate adjusting valve 8 and filter 9
Nitrogen gas is discharged into the chamber at a flow rate of 50 L / min, and the laser particle counter 13 outputs the rated flow rate (28.3 L).
/ Min) of the suction gas 22 can be sucked through the gas introduction pipe 12. That is, in the inner side of the outer pipe 10, the base end opening of the gas introduction pipe 12 and the front end opening of the gas lead-out pipe 11 are made to face each other, and the replenishment gas 21 is sucked into the gas introduction pipe 12 through the gap between them. The suction gas 22 having the 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 dust particles 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 supply gas 21 is continuously supplied at a flow rate of 50 L / min), and the particles are continuously measured until 5 minutes have elapsed after the completion of welding. Further, the output area corresponding to the measurement output during the welding process is specified from the measurement output of the counter 13 (output area from welding start to welding end), and the number of particles counted during that time 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 source is on), then continuously supplied at the same flow rate while the arc is on, and even after the arc is turned off. Subsequently, post-purging 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 particles from the welded portion (tests NO1, NO2, NO2) when measured according to the present invention.
NO3) and the measured values of particles from the welded portion when measured by the conventional method (test NO1 ′, NO2 ′,
No. 3 ') is shown for comparison, and the method of forming welds in each of the tests NO1 and NO1', NO2 and NO2 ', and NO3 and NO3' is under the same conditions. As is clear from Table 1 above, in the case of the measuring 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 according to the suctioned test atmosphere. Since the value is hardly affected, the number of particles can be measured extremely accurately. It should be noted that in Table 1, since the test atmosphere has a relatively high purity, a large difference does not occur in the measured values, but when the purity of the atmosphere decreases, the difference in 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 where particles generated inside the control valve provided in the ultra-high purity gas piping system are measured according to the present invention. That is, through the pressure reducing valve 27, the flow rate control valve 26, and the filter 25 to the control valve 24, N 2 having a background value of particles of substantially zero.
A supplementary gas (N 2 gas) 2 whose background value of particles is almost zero is supplied into the outer tube 10 while supplying the gas 28.
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 tip opening of the gas outlet pipe 11 through which the gas to be measured is discharged in the outer pipe 10 having a large diameter. And a clean replenishing gas 21 is supplied into the outer tube 10 while concentrically facing the base end opening of the
Since the replenishment gas 21 is made to flow in the same direction as the measured gas 23, even if the flow rate of the measured gas 23 and the rated suction flow rate of the laser particle counter 13 are different, they are 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 measured very accurately and easily without requiring calculation for special correction, and the particle measurement accuracy is significantly improved. In addition, since particles can be measured regardless of the external atmosphere, it is extremely convenient in practice.
【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 the inside of a control valve are measured when the control valve is operated 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 the control valve is opened and closed are measured by the 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 are measured when a pipe is welded by a conventional method.
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 rate adjusting 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 tube, 17 is a tungsten electrode rod, and 18 is an arc gas. , 19 is back shield gas,
20 is a back shield gas discharge limiting means, 21 is a replenishing gas, 22 is an intake 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. Is.
Claims (1)
機器の作動時に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(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
させると共に、前記外管(10)内へ清浄な補充ガス
(21)を供給して前記被測定ガス(23)と同方向へ
流通させ、ガス導入管(12)内の吸引ガス(22)の
流量をパーティクルカウンタ(13)の定格吸引流量に
略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。1. A method for measuring the number of dust particles generated in a welded part or equipment during welding of pipes or operation of equipment by means of a pulse counter, in which a gas to be measured (23) is discharged. The front end opening of (11) and the base end opening of the gas introduction pipe (12) connected to the particle counter (13) are concentrically opposed to each other inside the outer pipe (10), and the outer pipe ( 10) A clean replenishing gas (21) is supplied into the gas supply pipe (12) to flow in the same direction as the gas to be measured (23), and the flow rate of the suction gas (22) in the gas introduction pipe (12) is adjusted to the particle counter (13). The method for measuring dust particles from equipment and welds of ultra-high purity gas piping is characterized in that it is made substantially equal to the rated suction flow rate.
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 true JPH06129977A (en) | 1994-05-13 |
| JP3140216B2 JP3140216B2 (en) | 2001-03-05 |
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|---|---|---|---|
| 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 |
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Cited By (2)
| 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 |
| CN109406134A (en) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 九川真空科技成都有限公司 | Particle falls off the system of quantity during a kind of detection valve working |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP04274697A patent/JP3140216B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103134746A (en) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 苏州宏瑞净化科技有限公司 | Double-flow particle counter |
| CN109406134A (en) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 九川真空科技成都有限公司 | Particle falls off the system of quantity during a kind of detection valve working |
| 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
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|---|---|
| JP3140216B2 (en) | 2001-03-05 |
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