JPH06129977A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH06129977A JPH06129977A JP4274697A JP27469792A JPH06129977A JP H06129977 A JPH06129977 A JP H06129977A JP 4274697 A JP4274697 A JP 4274697A JP 27469792 A JP27469792 A JP 27469792A JP H06129977 A JPH06129977 A JP H06129977A
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１６】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
るパーティクルを計測する場合を示すものである。
【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。
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。
【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。
パーティクルを計測する場合を示すものである。
【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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【請求項１】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274697A JP3140216B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274697A JP3140216B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129977A true JPH06129977A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3140216B2 JP3140216B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17545310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04274697A Expired - Fee Related JP3140216B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140216B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134746A (zh) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 苏州宏瑞净化科技有限公司 | 一种双流量尘埃粒子计数器 |
| CN109406134A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 九川真空科技成都有限公司 | 一种检测阀门工作过程中粒子脱落数量的系统 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP04274697A patent/JP3140216B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134746A (zh) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 苏州宏瑞净化科技有限公司 | 一种双流量尘埃粒子计数器 |
| CN109406134A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 九川真空科技成都有限公司 | 一种检测阀门工作过程中粒子脱落数量的系统 |
| CN109406134B (zh) * | 2018-12-11 | 2023-09-26 | 九川真空科技成都有限公司 | 一种检测阀门工作过程中粒子脱落数量的系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3140216B2 (ja) | 2001-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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