省エネ実現のためのエア漏れ確認技術と効果的な調べ方

配管系統で発生するエア漏れの原因と特定法

ホースやパイプの損傷・劣化

経年劣化や外部からの物理的衝撃により、ホースやパイプに亀裂や穴が生じます。高温環境にさらされる箇所や樹脂製の配管では劣化が進行しやすく、計画的な点検が欠かせません。見分け方のポイントは、配管の曲がり部分や接続部分の変色、ひび割れ、膨らみなどの外観変化です。応力が集中しやすい箇所は念入りに確認しましょう。

シールやガスケットの劣化

配管のつなぎ目やバルブ部分に使用されるシール材やガスケットは、時間の経過とともに弾性を失い、密閉性能が低下していきます。特定のポイントは、継手部分からの微細な漏れ音や、シール材の硬化・ひび割れです。温度変化や圧力変動にさらされると劣化が加速するため、これらの部品は消耗品として計画的な交換を推奨しています。

機器・装置で発生するエア漏れの原因と特定法

バルブの異常

バルブ本体の劣化や継手部分のシールの不具合により、バルブからのエア漏れが発生します。判断基準として、バルブからの漏れは一般的に漏れ量が多くなる傾向があります。開閉頻度が高いバルブや高圧がかかるバルブでは、ハンドル周辺やフランジ部分からの漏れ音に注意してください。

タンクの腐食

エアタンクが湿度や化学的な環境要因により腐食すると、タンク本体からエアが漏れ出します。特定方法は、タンク表面の錆や変色、ドレン部分の状態確認です。腐食による漏れは大量のエア損失につながるため、外観点検とあわせて継続的な内部点検も実施しましょう。

これらの原因パターンを理解し、それぞれの特定方法を習得すれば、効率的なエア漏れ対策の第一歩となります。

調査前の準備手順

安全確認と環境整備

調査を開始する前に、作業エリアの安全確認を行います。工場稼働停止中など静かな環境を選び、照明を十分に確保してください。調査に必要な石鹸水、懐中電灯、記録用紙、タグなどの道具も事前に準備しましょう。

システムの状態設定

コンプレッサーを稼働させてエアを蓄積し、通常運転圧力まで昇圧します。その後、末端の空気使用機器を停止し、システム内に圧力を保持した状態を作ります。

段階的な確認作業の手順

聴覚による全体調査

静かな環境で、配管全体を巡回しながら「シュー」という特徴的な音を探します。継手、ホース、バルブなど漏れが疑われる箇所を重点的にチェックし、音が聞こえた箇所には仮マーキングを行います。

触覚による詳細確認

聴覚で発見できなかった箇所について、手のひらを疑わしい部分にかざして空気の流れを感じ取ります。手のひらは気流に敏感なため、音では検知できない微細な漏れも発見できる場合があります。

石鹸水による精密確認

前段階で特定できなかった微細な漏れについて、石鹸水や専用の漏れ検知液を塗布します。発生する泡の量と持続時間で漏れの有無や程度を正確に判断し、漏れ箇所にタグ付けを行います。

定量的な漏れ量測定手順

エアー消費時間測定

コンプレッサー停止後、工場内のエア圧が規定値まで低下する時間を測定します。測定結果を記録し、修理後に同じ測定を行って改善効果を確認します。手順は以下のとおりです。

1. 通常運転圧力まで昇圧し、末端機器を停止して系統を安定させます。
2. コンプレッサーを停止し、その時点の圧力（上限側）を記録します。
3. 規定している下限圧力まで下がるまでの経過時間を測定します（2〜3回測って平均します）。
4. 修理の前後で同じ条件で測定し、経過時間が長くなっていれば改善できています。
5. 必要に応じて、社内の換算式やメーカー推奨式を使い、経過時間から漏れ流量へ換算します。

運転パターンからの推定

コンプレッサーのロード時間とアンロード時間の比率を測定し、システム全体の漏れ量を推定します。インバータ式の場合は、非稼働時の負荷率から直接漏れ量を把握できます。手順は以下のとおりです。

1. 10～30分の間、ロード時間とアンロード時間を記録します。
2. ロード時間の割合（デューティ比）を計算します。
3. メーカー仕様の無負荷消費や効率特性と照らし合わせ、通常より過大な消費分を漏れによるものとして見積もります。
4. インバータ式では、設備が動いていない時間帯の負荷率や周波数ログから、常に発生しているベース消費を抽出し、漏れ相当として評価します。
5. 生産の変動に左右されるため、同じ条件の時間帯で比較し、必要に応じて流量計による定量測定で裏取りします。

流量計による定量測定

ラインまたは全体の漏れ流量を定量化します（標準状態換算：Nm3／h）。手順は以下のとおりです。

1. 対象ラインを通常圧力で定常化します。
2. 末端機器を停止します（必要に応じて系統を切り分け）、測定条件を整えます。
3. 流量計で5～15分の安定時ベース流量を取得し、これを漏れ流量とします。
4. 修理の前後で再計測し、改善量を算出します。
5. 漏れ率＝漏れ流量／供給能力で評価します。
6. 必要に応じて損失コストへ換算します。

既設流量計がある場合は、ベース流量の常時監視で漏れの変動を把握します。未設置または系統の切り分けが必要な場合は、仮設流量計でゾーン別に定量化します。設置時は所定の直管長を確保し、温度・圧力を補正したうえでゼロ点を確認します。インバータについては、負荷率との整合を見ながら測定値を評価します。方式の選定は配管条件と要求精度に応じて、熱式・渦・差圧式から最適なものを選定します。

調査後の記録と対応

発見した漏れ箇所は図面にマッピングし、漏れの程度に応じて優先順位を設定します。緊急性の高い箇所から順次修理を実施し、修理完了後は再度確認して漏れが止まっていることを確認しましょう。

確認方法の種類と分類

検知方式による分類

直接検知法は五感や石鹸水を使って漏れ箇所を直接特定する方法です。間接推定法はシステム全体の動作データから漏れ量を推定する方法となります。

測定精度による分類

定性的方法は漏れの有無や大まかな程度を把握する方法で、五感や石鹸水による確認が該当します。定量的方法は具体的な漏れ量や損失コストを数値化する方法で、時間測定や負荷率測定などがあります。

必要機器による分類

機器不要法は特別な道具を使わない方法で、聴覚や触覚による確認が含まれます。簡易機器法は石鹸水や圧力計など基本的な道具を使う方法です。専門機器法は音響カメラや精密測定器を使う高度な方法となります。

状況別の選択基準

日常点検の場合

限られた時間で効率的に確認したい場合は、聴覚による方法を中心に、疑わしい箇所のみ石鹸水で確認する組み合わせが最適です。特別な準備が不要で、短時間で全体をチェックできます。

詳細調査の場合

省エネ効果の算出や予算確保のために正確なデータが必要な場合は、定量的な測定方法を選択します。消費時間測定や運転パターン分析により、具体的な損失額を算出できます。

緊急対応の場合

設備トラブルで迅速な漏れ特定が必要な場合は、聴覚による方法で大まかな位置を把握し、石鹸水で正確な箇所を特定する段階的なアプローチが効果的です。

効果的な組み合わせパターン

基本パターン（日常用）

聴覚確認から石鹸水確認へと進み、最後に簡易記録を行います。

詳細パターン（調査用）

聴覚確認、触覚確認、石鹸水確認、定量測定、詳細記録・マッピングの順で実施します。

専門パターン（高精度用）

音響カメラによる可視化から精密測定、損失コスト算出、改善提案へと進める流れとなります。

それぞれの工場の設備環境や利用できる時間、求める精度に応じて、これらの組み合わせから最適なパターンを選択することで、効率的で確実なエア漏れ確認を実現できます。