JPH09178599A

JPH09178599A - 気密試験方法および気密試験装置

Info

Publication number: JPH09178599A
Application number: JP34250495A
Authority: JP
Inventors: Harumi Sasaki; 晴美佐々木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-11
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP2827995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】海底中継器などの大きな静水圧を受ける装置の
気密試験において、静水圧を印加するための気体が圧力
試験装置からリークした場合、ふたや封止部材が飛び散
って非常に危険であった。また高価なヘリウムガスを使
用する場合、気密試験がコスト高になり、また試験に長
時間を要していた。【解決手段】被試験品を第１の容器内に収納し、該第１
の容器を液体が充填された第２の容器内に設置して第２
の容器を封止し、前記第１の容器中に気体を注入して該
第１の容器内を高圧状態とし、被試験品内部への該気体
のリーク状態検出して気密状態を試験する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は気密容器の試験方法
と試験装置に関し、特に外部からの圧力に対する気密容
器の気密性を試験する方法とその装置に関する。

【０００１】

【従来の技術】耐圧容器の耐圧試験に関し、容器内部を
高圧にした場合の当該容器の気密性試験については従来
から数多くの提案がなされている。しかし、外部からの
圧力に対する容器の気密性試験に関しては、前者に比べ
て情報が少ない。外部から大きな圧力を受ける例とし
て、海底ケーブルやこれと共に海底に敷設される海底中
継器などの各種装置がある。これらの装置は海底におけ
る大きな静水圧を受けるため、その容器には静水圧に対
する耐久性、気密性が要求される。

【０００２】本発明者は、従来から上記静水圧に対する
耐圧容器の気密試験を行う場合、図２に示される試験装
置により気密試験を行ってきた。以下にその方法と装置
について説明する。

【０００３】被試験品１１は海底中継器である。この中
継器の気密保護容器は通常、ベリリウム銅合金により作
製され、形状は直径が約２０から３０センチメートル、
長さが約６０から１００センチメートルである。まず光
ファイバアンプを内部に設置した海底中継器の気密保護
容器に開孔を形成し、該開孔に配管部９を気密に接続す
る。配管部９は接続部７により配管部３に接続され、配
管部３はヘリウムガス検出器４に接続される。

【０００４】次に、被試験品１１を例えばステンレスな
どの金属製の圧力試験容器１０内に設置する。被試験品
１１はふた５の下面にワイヤで吊り下げられて設置され
る。圧力試験容器１０の開口部はふた５で封止される。
ふた５には配管部８、９が貫通しており、配管部８は接
続部６により配管部２につながている。該配管部２はヘ
リウムガス圧縮器１に接続している。

【０００５】試験を行うときは、ヘリウムガス圧縮器１
から配管部２、８と開口部１６を介してヘリウムガスを
圧力試験容器１０内に導入する。試験圧力は８００気圧
であり、これは８０００メートルの海底を想定したもの
である。圧力試験容器１０内がこの圧力になったてか
ら、１時間保持し、被試験品１１内に通じているヘリウ
ムガス検出器４によりヘリウムを検出する。ヘリウムガ
ス検出器４は公知の装置であり、ヘリウム分子を磁界に
より曲げて他の気体分子から選別し、カウントする。被
試験品１１においてリーク可能性のある部分は、ベリリ
ウム銅合金の溶接部、光ファイバ取り出し部のハンダ封
止部分、電線取り出し部のポリエチレン等を用いた封止
部分である。試験終了後は通常ヘリウムガスは回収され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記気密試験
方法および気密試験装置には次のような問題がある。ま
ず、８００気圧もの高圧を印加しており、また気体は外
圧に対する圧縮率が大きいため、圧力試験容器１０の破
損による危険が大きいことである。特に、圧力試験容器
１０の開孔部に設置するふた５を封止しているＯリング
などの封止部材が破損し、大量のヘリウムガスが吹き出
し、ふた５またはＯリングなどの封止部材が飛び散って
事故を起こす危険がある。

【０００７】また、圧力試験容器１０の大きさにもよる
が、上記試験装置は高価なヘリウムガスを大量に使用す
るため、試験がコスト高になることである。試験後、ヘ
リウムを回収しているが、回収できないロス分が必ず発
生する。また圧力試験容器１０からリークすると大量の
ヘリウムガスが失われる。

【０００８】次に、やはり大量にヘリウムガスを使用す
るため、圧力試験容器１０内が約８００気圧になるまで
に、例えば本発明者が使用している試験器では１時間程
度必要であり、試験に長時間を要することである。海底
中継器は全数試験しており、気密試験の作業能率向上は
重要な課題である。

【０００９】本発明は以上の問題点を解決し、圧力試験
容器１０、そのふた５や封止部材などが破損しても危険
性が少なく、また高価なヘリウムの使用量を大幅に低減
し、試験時間を短縮できる試験方法とその装置を提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の気密試験方法
は、被試験品を第１の容器内に収納し、該第１の容器を
液体が充填された第２の容器内に設置して第２の容器を
封止し、前記第１の容器中に気体を注入して該第１の容
器内を高圧状態とし、被試験品の外圧に対する気密状態
を試験する方法である。

【００１１】また、本発明の気密試験装置は、被試験品
を収納する第１の容器と、該第１の容器内に気体を注入
する手段と、第１の容器を収容しかつ気密に封止するこ
とができる第２の容器と、被試験品の内部に通じる位置
に配置された気体検知器とを備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な形態を図
１を参照して説明する。

【００１３】まず、本発明の試験装置の構成例について
説明する。図１において被試験品１１は、図２と同じ海
底中継器であり、その気密保護容器に開孔を形成し、該
開孔に配管部９を溶接、ハンダ封止などにより気密に接
続する。配管部９はふた５内を通って接続部７により配
管部３に接続され、さらにヘリウムガス検出器４に接続
される。

【００１４】海底中継器が収納される容器１４は、内部
が海底中継器よりやや大きい。容器１４には配管部９が
Ｏリングなどで気密に封止され貫通しており、また容器
１４内にガスを注入するための配管部８がやはり同様に
気密に封止されて接続されている。配管部８はふた５内
を通って接続部６により配管部２につながり、該配管部
２はヘリウムガス圧縮器１に接続している。

【００１５】海底中継器と容器１４の内側面との間には
空間が形成され、ここにヘリウムガス圧縮器１からヘリ
ウムガスが注入される。試験時には圧力試験容器１０と
容器１４の間は液体で充たされ、圧力試験容器１０の開
孔部にはふた５が設置され封止される。

【００１６】本構成例では容器１４は柔軟性のあるゴム
系材料を用いた。前述のように試験時には圧力試験容器
１０と容器１４の間は液体で充たされるので、容器１４
を構成する材料はこの液体を透過させない材料であるこ
とが必要である。また該材料は他の高分子材料や樹脂や
金属でもよく、ヘリウムガス注入に伴ってある程度の変
形が可能な材料であることが望ましい。もちろんゴム系
材料や高分子その他の樹脂、金属などを併せて使用し構
成することもできる。また、その形状がほとんど変化し
ない容器でも、容器内外の圧力差はわずかなので、使用
可能である。

【００１７】気密試験を行う場合、まず、内部に光ファ
イバアンプが設置された海底中継器のベリリウム銅合金
で作製された気密保護容器の一部に開孔部を形成し、配
管部９を溶接して取り付けた。この状態の海底中継器を
該中継器とほぼ同等の大きさのゴム製の容器１４内に収
納し、配管部９が貫通する部分をＯリングで封止し、さ
らに容器１４の開口部に配管部８を取付け、該取付部を
同様に封止した。

【００１８】次に、圧力試験容器１０に防錆剤を添加し
た水を充たした。圧力試験容器１０と容器１４の間を充
たす液体はこれに限らず、たとえば各種の油圧機器等に
使用されている油類なども使用可能である。

【００１９】ここでは、配管部８、９が予めふた５を貫
通し封止されて取り付けられているようにした。海底中
継器はその外周部の突起部がふた５の下面とがワイヤま
たは取付具（図示していない）により取り付けられてお
り、ワイヤまたは取付具と容器１４とはＯリングまたは
ポリエチレンで封止した。このふた５を圧力試験容器１
０の開口部に設置し、圧力試験容器１０とふた５を気密
に封止した。この際、圧力試験容器１０内をできるだけ
水で充たすようにし、空気を残さないことが望ましい。

【００２０】なお、ヘリウムガスと水を隔てる容器１４
の封止は、数気圧の圧力差に耐えるものでよい。なぜな
ら、ヘリウムガスが注入される容器１４の内部と、容器
１４の外部の水で充たされた領域の圧力は、ヘリウムガ
スの注入に従ってほぼ同じ気圧で昇圧してゆき、大きく
ても気圧差は数気圧以下である。目的の圧力になったと
き両部分の圧力は等しくなる。

【００２１】ふた５が封止された後、ヘリウムガス圧縮
器１からヘリウムガスを注入した。ヘリウムガスは配管
部２、８を経由して容器１４に注入され海底中継器に静
水圧を加える。しかし、圧力試験容器１０内は水で充た
されており、かつ液体は気体に比べ体積圧縮率が非常に
小さいので、容器１４内はその内部が８００気圧になっ
てもあまり膨張しない。

【００２２】気密試験は、容器１４内が８００気圧にな
ってから１時間その状態を保ち、配管部９、３で海底中
継器内部とつながっているヘリウムガス検出器４によ
り、該中継器内部へリークするヘリウムを検出し、気密
性を試験した。

【００２３】なお、基準を充たした海底中継器は、配管
部９が取り外され、その開口部にはピンが打ち込まれ、
溶接シール、さらにＯリング等の封止手段が併用され封
止される。

【００２４】この気密試験では、海底中継器の気密保護
容器と容器１４の内側面との間のわずかな空間にヘリウ
ムを注入するので、使用するヘリウム量が従来より非常
に少なくてすみ、また８００気圧に達するまでの時間も
かなり短くなる。具体的には図２と同じ圧力試験容器１
０を用いた場合、本発明者の従来の方式に比べ、使用す
るヘリウム量は十分の一以下に低減でき、８００気圧に
達するまでの時間は約十分の一になった。さらにヘリウ
ムの量が少ないので、当然回収の際に失われるヘリウム
量も非常に少ない。

【００２５】また、容器１４からヘリウムガスがリーク
した場合でも、圧力試験容器１０内には水が充たされて
いるので、大量のヘリウムガスが吹き出し、ふた５また
は封止部材などが飛び散って事故を起こすことはない。

【００２６】圧力試験容器１０内の容器１４以外の部分
はすべて水で充たされていることが望ましいが、わずか
な空気が残っていても上記効果は失われない。

【００２７】これまで説明した各種封止はポリエチレン
などの樹脂封止、Ｏリングと金属製の取付具、またはハ
ンダ、溶接など封止個所の必要により適切なものを１ま
たは複数選択できる。

【発明の効果】以上のように、本発明の気密試験方法お
よび試験装置では、被試験品を設置して気体を導入して
被試験品に静水圧を印加するための容器を、さらに液体
中に設置する構成としたので、圧力試験容器のふたや封
止用部材が気体のリークによって飛び散る危険をなくす
ことができた。また高価なヘリウムを使用する場合、使
用量が従来方法に比べ、少なくて済むので試験コストの
低減、試験時間の短縮を実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気密試験装置の具体例の構成図であ
る。

【図２】本発明者が従来行っている気密試験装置の例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１ヘリウム圧縮器２、３、８、９配管部４ヘリウムガス検出器５ふた６、７接続部１０圧力試験容器１１被試験品１２液体１３ヘリウムガス１４容器１５、１６開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被試験品を第１の容器内に収納し、該第１
の容器を液体が充填された第２の容器内に設置して第２
の容器を封止し、前記第１の容器中に気体を注入して該
第１の容器内を高圧状態とし、被試験品の外圧に対する
気密状態を試験することを特徴とする気密試験方法。
【請求項２】被試験品の内部に通じる位置に配置された
気体検出器により被試験品の気密状態を試験する請求項
１に記載の気密試験方法。
【請求項３】気体はヘリウムである請求項１または２に
記載の気密試験方法。
【請求項４】封止された第２の容器の内部は第１の容器
以外の空間が液体で充たされている請求項１、２または
３に記載の気密試験方法。
【請求項５】被試験品を収納する第１の容器と、該第１
の容器内に気体を注入する手段と、第１の容器を収容し
かつ気密に封止することができる第２の容器と、被試験
品の内部に通じる位置に配置された気体検出器とを備え
たことを特徴とする気密試験装置。
【請求項６】第１の容器に用いられる材料は試験時に第
２の容器に充填される液体を透過させない材料である請
求項５に記載の気密試験装置。
【請求項７】第１の容器は気体の注入に伴って容積が変
化し得る容器である請求項５または６に記載の気密試験
装置。