真空装置の空気漏れ

質問

このたび、学校で中古ターボポンプを装置に取り付けることになったのですが、どうしても空気漏れが直りません。途中にフタをするなりして原因個所を３つ（Alガスケット、オーリング×２）にまでしぼったのですが、穴が小さいらしく、どこでもれているかわかりません。3回ぐらい漏れていそうな場所の接続をやり直したのですが変化ありませんでした。空気漏れの場所を確認する方法はありませんか？できればお金のかからない方法がいいのですが。お願いします。

回答No.7

vortexcore · ベストアンサー

漏れ探しの「専門家」を名乗るのは、いかに工作が下手だったかということを意味するので全然えらくないのですが、ドカ漏れから超高真空の漏れまで探してきた経験者としてアドバイスさせていただきます。

もれ探しは、その程度によっていろいろな方法があります。皆様方の回答にも登場しておりますが、一番簡単で、かつ結構小さな漏れまで解るのが容器の内部にガスを圧入し、怪しいところに石鹸水を塗る方法です。ガスは空気や窒素でいいです。

容器に圧をかけられない場合で0.1Torrくらいまでしか引けない場合は、ガイスラー管を使う方法が非常に有効です。ガイスラー管を放電させながら、漏れていそうなところにエタノールをほんの少量かけます。空気の放電の色は紫ですが、アルコールが入ると鮮やかな空色になるので、もしもエタノールをかけた所から漏れていればすぐわかります。

イオンゲージが使える程度（10^-5Torr）まで引けている場合は、エタノールの方が同じ圧力でも空気よりイオン電流がよく流れるので、急に真空が悪くなるのでわかります。

お金はかかりますが、どこからか借りられるのであれば、ヘリウムリークディテクターを使うのが最も確実です。これはエタノールの代わりにヘリウムガスを怪しいところに吹き付け、漏れを検知します。圧入したガスが漏れ出してくるのを検知するやり方もあります。No.6の方のおっしゃるように水素でやる場合もありますが、ヘリウムのほうがが一般的だと思います。

お手持ちの真空計の種類や容器の構成がわかればもう少し具体的なアドバイスが出来るかもしれません。微妙な漏れ探しは結構経験が要りますし、一筋縄ではいかないことも多いですが、ターボで引いても0.1Torrなのであればドカ漏れの部類ですので、真空計を見ながら怪しいところを締めたりしても解るような気がします。

漏れ探しはつらい作業です。がんばって下さい。

回答No.9

kent1590

調査方法はNo.7さんが的確な回答をされていますので、調査個所等について私の恥ずかしい経験をふまえて書いておきます。

・配管の接合部
　　漏れの大部分は接合部で起こります。ポンプに近いところから順番に区切りながら探しましょう。
・フレキ（蛇腹）配管
　　古くなったフレキは穴があきます。見落としがちです。
・溶接個所
　　筐体の溶接個所に穴があいていたことがあります。上から塗装がしてあったので見つけるのに苦労しました。これはヘリウムリークデテクタを使用して発見しました。
・ロータリーポンプ
　油が適正な量が入っているか確認しましょう。古ければ交換です。
　排気性能はオーバースペックぐらいでちょうど良いです。
・ターボ
　タービンの羽や軸は繊細です。低真空で使用すると直ぐに痛みます。
・真空ゲージ
　　信頼できるものを使いましょう。調査は複数人で行い、一人はゲージの監視に専念しましょう。

　私は昔レーザー装置の真空系を管理していました。クライオの立ち上げ時にターボやロータリーを良く使用していましたが、漏れの調査は地味で時間がかかります。根気良くがんばってください。

お礼

どう手を加えてもわからなかったので、業者さんに頼んで、ヘリウムリークディテクターを借りることになりました。借りられるのは早くて来週らしいのでそれまではがんばってみます。やってもやってもよくならず、正直へばりぎみだったので皆さんのご意見、本当に助かりました。直ったら報告させていただきます。ありがとうございました。

回答No.8

BOB-RooK

ゲージのポートは一箇所だけですか？場所を変えて、減圧度の変化があるようならまた情報が増えるのですが・・・分子ターボで０．１torrだとポンプ自体の能力が疑わしいので、まず、ポンプとゲージ直結で性能をチェックすることから始められた方がよろしいかと・・・
　具体的にはNO.7の専門家の答えられているように、ヘリウムリークディテクターを業者から借用して測定するのが一番だと思います。しかし、感度が良すぎて我々だと漏れがどの程度だか判別出来ない心配はあります。余計はお世話ですが、真空度が今後の実験に大きく影響するのでしたら、ここに金をかけることは無駄にならないと思いますが。

回答No.6

acacia7

ちょっと状況次第で全然使えないかもしれませんが・・

内部に水素を圧入できませんか？・・
ご近所に水素関係の実験をやっている研究室があれば
水素のディテクターがあるはずです。
水素の検出レベルも高く、水素自体がもれやすいガスということもあり、
ガス系の漏れをチェックするには結構つかえます。

回答No.5

kent1590

ターボポンプに大気開放用のバルブはついていませんか？そこの締りが悪いと結構もれますよ。あと、よく経験したのはターボポンプの筐体への取り付け不良です。私の場合、筐体とターボの間には硬質ゴムのガスケットを使用していましたが大抵はここからもれていました。

回答No.4

nta

真空度はシュルツゲージで計っているのでしょうか。0.1Tolでしたら真空度は低いので大もれです。すっとというかジワッとあがることもありますが、これは穴のおおきさと真空装置の容積の程度により変わると思います。ターボポンプは大丈夫なのでしょうか。

回答No.3

noname#225520

中性洗剤を水で溶き、刷毛で塗ってみればわかりますよ。

回答No.2

nta

ポンプを運転しながらエタノールで湿らせた布で怪しいところの表面を拭いていくと漏れがあれば、真空ゲージが上がります。真空ゲージをよく見ながらゆっくり場所を詰めてみてください。

補足

回答ありがとうございます。エタノールなかったので、メタノールでやってみました。でも、真空度の変化はありませんでした。時間もかけて量もたっぷりつけたのですが。いま、ロータリーでターボの中を引いていて真空度が0.1Torrくらいなのですが、エタノールつけた場合ゲージはスーっと上がるものなのでしょうか？

回答No.1

nitto3

圧縮空気の洩れと同じです、可能性の有るところに水をつけて観察します。
パイプの裏側など少し見難いですが根気良くすることです。
圧縮空気や窒素ガスがあれば圧力検査が出来ますね。