ほとんどのパフォーマンス真空システム特に生産現場で使用される真空装置では、時間の経過とともに真空度の低下などの問題が必ず発生します。これらの問題の一般的な原因の 1 つは、漏れです。
定期的な漏れ検出が重要
大きな漏れは通常非常に明白です。真空チャンバー内の圧力が通常の速度で低下していないか、最大圧力が通常の値よりも大幅に高いです。しかし、小さな漏れは、簡単に検出できるため、検出が難しい場合があります。真空ポンプ真空システムでは、漏れによるガス負荷を処理できます。真空ゲージの測定値がまだ正常レベルであっても、漏れが発生すると予期しないガス（酸素など）が真空チャンバーに持ち込まれる可能性があり、プロセス（特定のコーティングプロセスなど）に非常に深刻な影響を与える場合があります。したがって、真空システム内の圧力が大幅に低下しているかどうかに関係なく、定期的に漏れテストを実施する必要があります。
実際の漏洩と仮想漏洩
ポンピング時間の延長や極端な圧力低下は、必ずしも漏れが原因ではありません。漏れ検知器を使用して漏れを検出する前に、真空装置が実際に漏れているかどうかを判断する方法を理解する必要があります。
真空チャンバーの内壁や内壁に付着した汚染物質は、真空下で継続的にガスを放出します。この現象はデフレーションと呼ばれます。真空チャンバー内にデッドスペースがあり、デッドスペースが狭いチャネルを介してチャンバー内に接続されている場合、デッドスペース内のガスは真空下でゆっくりと放出され、デフレーションまたはリークに似た現象が形成され、通常、仮想リークと呼ばれます。
実リークはリーク検出により発見でき、ベントも真空チャンバーの内面を清掃することで解決できます。しかし、仮想リークが発生すると検出が難しく、ねじ接続（必要に応じて中空ボルトを使用）、長いスリットや毛細管、両側完全溶接チャンバー（厚いシェルは真空側完全溶接、大気側断続溶接が推奨）など、仮想リークが発生しやすい構造や工程を設計・製造時に極力避ける必要があります。
真空システムに実際の漏れがあるかどうかを判断するには、次の 2 つの方法を使用できます。
圧力降下曲線の解析
真空システムの履歴データは、大型真空システムのパフォーマンスを理解するための最も貴重なツールの 1 つです。経験豊富な技術者は、履歴データを慎重に保存し、現在の圧力降下曲線をシステムが良好な状態だった前回のサイクルと比較することで、問題の原因を迅速に特定します。たとえば、次の図に示す圧力降下曲線を使用すると、漏れがあるかどうかを判断できます。
同じプロセス条件と真空ポンプの通常の操作の下で、実際の漏れがある場合、外部からチャンバー内に漏れたガスにより、チャンバー内の圧力が通常の限界圧力よりも高い位置まで低下し、その後は低下しなくなるか、非常にゆっくりと低下します。圧力降下曲線は、上図の上の曲線に似ています。デフレーションまたは仮想漏れがある場合、ガスはゆっくりと放出され、デフレーション速度が低下します。システムは元の限界圧力に到達できますが、限界圧力に到達するまでの時間が大幅に遅くなります。圧力降下曲線は、上図の中央の曲線に似ています。
圧力上昇試験
圧力上昇テストは、圧力保持テストまたは真空保持テストとも呼ばれます。真空ポンプと真空チャンバー間のバルブを真空状態で閉じると、収縮、仮想漏れ、または漏れにより、チャンバー内の圧力が上昇（リバウンド）する可能性があります。圧力上昇を経過時間で割ることで、真空システムの圧力上昇率を計算し、次の図に示すように曲線としてプロットできます。圧力上昇および下降の速度は通常、Pa/hrで表されます。一般的な産業用真空装置の場合、圧力保持テスト中に1Pa/hrを超える圧力上昇率を調査して解決する必要があります。一部の高真空装置では、0.5Pa/hr以下の圧力上昇率が必要です。
圧力降下テストと圧力上昇テストでは、漏れの場所は特定できませんが、すべてのガス源 (実際の漏れと収縮または仮想漏れ) の累積的な影響を示すだけです。実際の漏れが疑われる場合、通常は次のステップとしてヘリウム漏れ検出器を使用して漏れを検出します。
外部漏洩と内部漏洩
通常、漏れとは外部漏れ、つまり真空チャンバーまたはパイプラインの外部から内部への漏れを指します。内部漏れとは、分離されているはずの 2 つの真空チャンバー間、バルブによって分離された 2 つの真空パイプライン間、または真空チャンバーとパイプライン間で発生する漏れを指します。
外部漏れはリークディテクタで簡単に検出できますが、内部漏れはセグメント圧力維持などの方法でのみ事前に判断できます。次に、疑わしいバルブの片側のパイプラインを取り外して、リーク検出を実行します（または、疑わしいバルブの片側にリークディテクタを接続し、反対側のパイプラインにヘリウムガスを充填してリーク検出を行います）。
動的漏れ
動きが伝わる真空システムでは、ダイナミックシールが使用されます。これらのダイナミックシール構造は、静的状態ではよく密閉されますが、動作中に漏れる傾向があります。たとえば、動的シール（バルブステムとバルブボディの間）にゴムシャフトシールを使用するバルブでは、この現象が発生しやすくなります。この現象が発生する確率は高くありませんが、漏れ検出時にバルブが通常開いているか閉じているという事実により、この動的漏れを検出することは困難です。
重要なプロセスでは、波形パイプで密封されたバルブを選択すると、動的漏れの可能性を大幅に減らすことができます。バルブがシャフトシールで密封されている場合は、漏れ検出中に、バルブを操作しながらバルブステムの位置にヘリウムを噴霧すると、バルブに動的漏れがあるかどうかをすばやく判断できます。
