こんにちは、私は20年以上製造業に携わっているエンジニアのラオ・スンです。
今日は気密試験の話題、特に漏れ計算に関する公式について。ご心配なく、すべてわかりやすくご説明します。
気密試験というと、多くの人は遠いことのように思うかもしれないが、そんなことはない。考えてみてください。自転車のタイヤに空気を入れるとき、私たちは最も簡単な気密テストをしているのではないだろうか？ただ、産業界ではより正確で科学的なアプローチが必要なんだ。
I. 漏洩率の計算式
まず、最も基本的な漏洩率の公式を知る必要がある：
Q=(ΔPV)/(t)P)
配合は怖そうに見えるが、実はとてもシンプルだ。Qは漏れ率、ΔPは圧力変化、Vは被試験体の体積、tは試験時間、Pは平均圧力。平たく言えば、圧力変化が大きいほど、またテスト時間が短いほど、漏れはひどくなる。
理想気体の状態方程式
ある若いエンジニアが、なぜテスト結果がいつも外れてしまうのか理解できなかったことを覚えている。私は彼にこう尋ねた。彼は困惑した様子だった。
PV=nRT
この式は次のことを示している。圧力(P)、体積(V)、気体量(n)、温度(T)の関係。温度は圧力と体積に影響する。だから、テストをするとき、温度が大きく変化すれば、結果は正確ではない。
III.ハーゲン・ポアズイユ方程式
そういえば、「オールド・サン、この処方は本当に効くのか？もちろんそうだ！私が関わった医療機器プロジェクトでは、ハーゲン・ポアズイユの法則式を使って小さな漏れを分析した：
Q=(πr^4ΔP)/(8ηL)
この式は、以下の点を考慮に入れている。漏洩流路の半径(r)、長さ(L)、流体粘度(η)。私が関わった医療機器のプロジェクトでは、この方程式がシールの設計を最適化するのに役立った。
IV.質量リーク率の式
もうひとつよく使われる計算式は、質量リーク率である：
qm=Q*ρ
これは簡単なことだ。体積リーク率（Q）は、流体密度（ρ）と掛け合わされる。リークを品質という言葉で表現する方が直感的な場合もある。
V. リーク穴の直径の式
とはいえ、興味深い経験を思い出した。ある若いエンジニアが私のところに来て、自分たちの製品はいつも気密性テストで不合格になると言った。私は彼に、"リーク相当径を計算したことがありますか？"と尋ねた。彼は質問でいっぱいだった。そこで私は、彼に計算式の使い方を教えた：
d=√((32)ηLQ)/(π(ΔP））。
そのうちのひとつだ： d=等価漏れ開口部 η=流体力学的粘度 L=漏れ流路長 Q=体積流量 ΔP=圧力差この計算式を使って漏れ穴の大きさを推定し、最終的に顕微鏡で問題を発見した。その若者はこう叫んだ！実際、偉いかどうかは問題ではなく、経験の積み重ねと理論の応用なのだ。
概要
もちろん、日常的にはこれらの計算式を毎回手作業で計算する必要はありません。ATEQのFシリーズやJCGKのJCシリーズのような最新の気密試験装置には、このような複雑な計算式が組み込まれています。しかし、これらの原則を理解することは、適切な試験方法を選択し、試験結果を正しく解釈し、問題が発見された場合には迅速にその原因を突き止め、解決する能力において極めて重要な役割を果たす。
さて、今日のお話は以上です。もしまだ気密試験について何か質問があれば、遠慮なく私のところに相談に来てください。口うるさい私のことは気にしないでください。これは昔の孫さんの職業病で、一度仕事の話をすると止まらないのです。これらの内容が皆様のお役に立てれば幸いです。気密試験でお困りのことがありましたら、お気軽にご相談ください。
