バルブには正しい材料マーキングが付いている場合がありますが、供給された本体、ボンネット、ステム、閉鎖部材、またはボルト締めが指定された合金ファミリーに属していることを独立した検証する必要があります。 Positive Materials Identification (PMI) は、文書や視覚的なマーキングのみに依存するのではなく、実際のコンポーネントを直接チェックします。
ただし、「PMI 必須」は完全な検査要件ではありません。有用な購入仕様書では、どの部品が対象となるか、すべての部品または承認されたサンプルがテストされるかどうか、どの要素を測定する必要があるか、どの方法が適しているか、結果がバルブタグ、シリアル番号、または製造ロットにどのように関連付けられるかを特定する必要があります。
このガイドは、物理的な合金の検証プロセスに焦点を当てています。証明書の内容、化学的および機械的特性のレビューについては、 バルブ材料テストレポートバイヤーガイド.
バルブ PMI テストとは何ですか?
バルブ PMI テストは、定義されたテスト場所で選択された元素組成を測定する、部品上の材料検証活動です。測定された化学的性質は、注文された材料グレード、承認された基準範囲、または別のプロジェクト固有の受け入れ基準と比較されます。
PMI は、次のような焦点を絞った質問に答えることを目的としています。 テストされたコンポーネントは、指定された材料に期待される合金元素を示していますか? これは、保管、機械加工、組み立て、修理中のグレードの取り違え、部品の代替、不適切な溶接金属、または材料の同一性の損失を特定するのに役立ちます。
PMI という用語は、1 つの普遍的なテスト方法ではなく、検証の目的を表します。ハンドヘルド蛍光 X 線 (XRF)、発光分光法 (OES)、およびレーザー誘起破壊分光法 (LIBS) には、元素範囲、表面処理の必要性および制限が異なります。したがって、機器を選択する前に、必要な要素を確立する必要があります。
PMI で検証できることと検証できないこと
| 検証項目 | PMIはそれをサポートできますか? | 重要な境界線 |
|---|---|---|
| 合金族の識別 | はい、選択した方法で特徴的な要素を測定する場合は可能です。 | 機器のグレード名は、実際の元素結果と承認された合格基準によって裏付けられている必要があります。 |
| 混合合金部品または代替合金部品の検出 | はい、テストされたコンポーネントの範囲とテスト範囲内で可能です。 | 同じバルブの別の部品が合格したというだけでは、テストされていない部品は検証されません。 |
| 材料仕様への完全な準拠 | いいえ。 | PMI だけでは、すべての化学物質制限、製品形態、製造ルート、または補足要件を確立するわけではありません。 |
| 機械的性質 | いいえ。 | 引張強さ、降伏強さ、伸び、衝撃特性、硬度については、該当する記録または試験が必要です。 |
| 熱処理または冶金的条件 | いいえ。 | 熱処理条件や微細構造が異なる材料にも同様の化学反応が存在する可能性があります。 |
| 熱数トレーサビリティ | いいえ、それ自体ではありません。 | PMI はテストされたスポットを検証します。トレーサビリティ記録は、コンポーネントをその熱、ロット、証明書に関連付けなければなりません。 |
| プロセス媒体への適合性 | いいえ。 | 耐食性とサービス適合性は、グレード、状態、温度、濃度、汚染物質、設計要件によって異なります。 |
PMI、MTC、熱数、実験室化学反応は異なります
材料の検証は、物理的なテストと文書のトレーサビリティが相互にサポートされている場合に最も効果的です。以下のコントロールはいずれも、他のコントロールの自動代替として扱わないでください。
| 制御 | 主な証拠 | それだけでは証明できないこと |
|---|---|---|
| 材料試験証明書 (MTC/MTR) | 材料グレード、熱価、化学特性、機械的特性、および認定材料に必要なその他の結果を報告します。 | トレーサビリティが維持されていない限り、証明書が実際に提供されたコンポーネントに関連付けられていること。 |
| ヒートナンバーまたはロットマーキング | 部品、生産バッチ、サポート記録間の ID リンク。 | マーキング自体が正しいこと、または化学的性質が独自にチェックされていること。 |
| PMI結果 | 実際の試験場所で元素組成を測定。 | 機械的特性、熱処理、完全な仕様準拠、または証明書の信頼性。 |
| 実験室の化学分析 | 管理されたサンプルに対して指定された実験室の方法によって測定された組成。 | サンプリングとトレーサビリティが管理されていない限り、納品されたすべてのコンポーネントへの接続。 |
証明書の種類も重要です。の EN 10204 3.1 対 3.2 バルブ MTC ガイド では、メーカーが検証した検査書類と独自に検証した検査書類の違いについて説明します。どちらの証明書タイプも、注文と記録にそのテストが特に含まれていない限り、供給されるすべての部品の物理 PMI として記述されるべきではありません。
バイヤーはバルブの PMI をいつ指定する必要がありますか?
PMI は、すべての工業用バルブに対する日常的な普遍的な要件ではありません。通常、サービスリスク、合金価値、プロジェクト仕様、または材料検証プログラムによって実際のコンポーネントの直接確認が正当化される場合に追加されます。
注文に以下が含まれる場合、購入者は PMI を考慮することがあります。
- ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、超二相ステンレス鋼、合金鋼またはニッケル合金の圧力がかかる部品。
- プロジェクトによって定義された重大な腐食、高温、水素、サワー、海洋、製油所、化学または電力サービス要件。
- 保管中または製造中に混合される可能性のある、見た目に似たいくつかの合金グレード。
- ボディ、ボンネット、トリム、ボルト締め、溶接金属または修理領域のプロジェクト固有の合金検証。
- 機械加工、修理、または組み立て中の材料の同一性の喪失、移転、または再確立。
- 購入者、EPC、またはエンドユーザーの材料検証手順。
- PMI記録の証人またはレビューを担当する第三者検査。または
- 追跡可能な PMI レポートを必要とする最終的な製造記録簿。
RFQ には、生産前に要件を記載する必要があります。 PMI リクエストが遅れると、組み立て後にアクセスの問題が発生したり、表面コーティングの除去が必要になったり、小さな内部部品を分解せずにテストすることが困難になったりする可能性があります。
PMI が必要となる可能性のあるバルブ部品はどれですか?
コンポーネントの範囲は、一般的なリストではなく、購入仕様書に従う必要があります。ボディだけでは必ずしも十分とは限りませんが、すべての金属部品をテストすることが自動的に必要になるわけでも、技術的に役立つわけでもありません。
| コンポーネントグループ | 例 | 範囲の質問 |
|---|---|---|
| 圧力がかかる部品 | ボディ、ボンネット、カバー、エンドコネクタ、ボディジョイント部品 | このプロジェクトではすべての圧力境界合金部品の検証が必要ですか? |
| プライマリーウェットトリム | ボール、ウェッジ、ディスク、プラグ、ステム、シートリング | サービスクリティカルな合金要件とアクセス可能なテスト場所を備えているトリム品目はどれですか? |
| ボルト締め | ボディボンネットのスタッド、ナット、圧力保持ファスナー | ボルト締めは含まれていますか、その程度は 100% ですか、それともロットごとに承認されたサンプルですか? |
| 溶接および溶接消耗品 | 圧力境界溶接、肉盛、硬化肉盛または補修溶接 | 選択した機器は、隣接する母材を読み取ることなく溶接領域を分離できますか? |
| 小さな内部構造 | スプリング、ピン、グランド部品、リテーナー | 部品は必要なメソッドとテストスポットに対して十分に大きく、アクセスしやすいですか? |
承認された手順でその方法が許可されている場合を除き、試験場所はシール面、精密嵌合、ねじ山、その他の機能領域を避けるべきです。コーティング、メッキ、酸化物、または汚染が読み取りを妨げる可能性がある場合は、表面処理に同意し、除去された保護を復元する必要があります。
バルブ PMI の XRF vs OES vs LIBS
機器は、必要なグレード、コンポーネントの形状、アクセス、表面状態、および許可されたテストマークを区別する要素から選択する必要があります。合格に必要な要素を測定できない場合、高速読み取りは役に立ちません。
| 方法 | 代表的な強度 | 主な制限事項または注意事項 | バルブの用途 |
|---|---|---|---|
| ハンドヘルド XRF | ステンレス鋼、ニッケル合金、その他の金属族の多くの合金元素を、通常は非破壊で迅速にスクリーニングします。 | ハンドヘルド XRF は炭素を測定しません。形状、コーティング、表面の汚染、小さなテスト領域が結果に影響を与える可能性があります。 | 必要なグレードが測定可能な要素によって区別できる場合、アクセス可能なボディ、ボンネット、トリム、ボルト締めに役立ちます。 |
| スパークOES | 材料に合わせて構成および校正されている場合、炭素およびその他の軽元素または低濃度元素を測定できます。 | 適切な表面処理、接触、通常はアルゴンが必要です。小さな焼け跡が残り、仕上げや保護の修復が必要になる場合があります。 | 鋼のグレードを区別するためにハンドヘルド XRF 機能の範囲外にある炭素または別の元素が必要な場合に役立ちます。 |
| ライブラリ | 小さなレーザーアブレーションテストスポットによるポータブル元素分析。一部のシステムは炭素を測定できます。 | 能力は分析装置、校正、マトリックス、表面処理、および試験手順によって異なります。すべての LIBS ユニットがすべての必要な要素を測定すると想定しないでください。 | 検証された元素の範囲と精度がプロジェクトの要件を満たしている場合、アクセス可能な部品に選択できます。 |
| 実験室法 | 必要な材料と要素に応じて選択された方法を使用した管理された分析。 | 代表的なサンプルと、サンプリングされた部品からの管理されたトレーサビリティが必要です。 | フィールド PMI が決定的でない場合、議論がある場合、または必要な化学的性質を測定できない場合に使用されます。 |
XRF がすべての鋼グレードを確認できない理由
ハンドヘルド XRF は持ち運びが可能で、多くの重要な合金元素を識別できるため、広く使用されています。その制限も同様に重要です。炭素は測定されません。したがって、クロム、ニッケル、モリブデンが 316 系ステンレス鋼と一致することを示す XRF 結果は、それ自体では炭素要件によって 316、316L、および 316H を区別するものではありません。
炭素鋼グレードと低合金鋼グレードを区別するために炭素が不可欠な場合にも、同じ問題が当てはまります。このような場合、購入者と検査官は、OES、有効かつ検証済みの LIBS メソッド、実験室分析、または必要な元素を測定する別の承認された技術を選択する必要があります。
PMI レポートには、実際に使用された手法が記載されている必要があります。要素の測定値や方法の特定がなく、「PMI が合格」とだけ書かれたレポートでは、買い手はその技術がグレードの区別に適しているかどうかを判断できません。
製造前に PMI 範囲を定義する
完全な PMI 要件では、次の質問に答える必要があります。
- 対象商品： PMI が必要な発注明細行、バルブタグ、サイズ、クラス、または材料グループはどれですか?
- コンポーネント: どの圧力部品、トリム部品、ボルト締め、溶接、またはオーバーレイが含まれていますか?
- 範囲: 対象となるすべてのコンポーネント、または承認されたサンプルについて、熱、ロット、または数量ごとに検証が必要ですか?
- タイミング: テストは材料の受け入れ検査時、機械加工後、組立前、修理後、または最終検査中に行われますか?
- 方法: どの要素を測定する必要がありますか?また、どの技術が許容されますか?
- 受け入れ: どの材料仕様、プロジェクト範囲、または比較基準が結果を左右しますか?
- トレーサビリティ: 各結果は部品、ヒート番号、バルブタグ、シリアル番号、またはロットにどのように関連付けられますか?
- 出席: PMI は保留、証人、レビュー、または監視活動ですか?
- 記録: どのようなレポートフィールド、測定値、写真、または電子ファイルが必要ですか?
- 失敗時の応答: 不適合の結果が出た場合、どのような分離、拡張テスト、再識別、または処分が適用されますか?
100% PMI 対サンプリング
「100% PMI」では分母を特定する必要があります。これは、すべてのバルブ本体、すべての圧力含有合金コンポーネント、すべてのカバーされたトリム部品、または指定された材料クラスのすべてのアイテムを意味する場合があります。この定義がないと、さまざまな範囲をテストしながら、さまざまな関係者が 100% 完了を報告する可能性があります。
サンプリングは、購入仕様書で許可され、ロット、熱、コンポーネントの同一性が管理されている場合に適切です。サンプリング基準には次のように記載する必要があります。
- サンプリングされる母集団またはロット。
- テストするコンポーネントの数または割合。
- サンプルの選択方法。
- 異なる熱、サイズ、コンポーネントの種類が別のロットを形成するかどうか。そして
- 1 つのサンプルが受け入れられない、または追跡できない場合に、テスト範囲がどのように拡大されるか。
普遍的な PMI サンプリング率を発明しないでください。適切な範囲は、プロジェクトの仕様、サービスのリスク、材料検証プログラム、およびトレーサビリティ システムによって異なります。
一般的なバルブ PMI テストのワークフロー
- 承認された要件を確認します。 バルブタグ、コンポーネントリスト、指定グレード、試験範囲、方法、合格基準を確認します。
- 部品を識別して分離します。 テストを開始する前に、熱、ロット、またはコンポーネントの同一性を維持します。
- 機器の適合性を確認します。 アナライザーとキャリブレーションが材料マトリックスと必要な要素をカバーしていることを確認します。
- 必要な機器のチェックを実行します。 承認された参照資料または検証資料を使用し、手順に従ってチェックを記録します。
- 安全なテスト場所を選択してください。 重要なシール部分、ねじ切り部分、または精密機械加工部分を避け、適切なアクセスと形状を確認してください。
- 表面を準備します。 承認された手順で許可されている場合にのみ、汚染、スケール、コーティング、またはメッキを除去してください。
- 測定を行って記録します。 分析装置のグレードラベルだけでなく、実際の元素値を取得します。
- 合格基準と比較してください。 必要な材料と定義された公差を区別する要素を確認します。
- 検証済みの部品をマークまたは管理します。 コンポーネントを損傷することなく、承認されたトレーサビリティ方法を使用してください。
- テストされた領域を復元します。 表面処理またはスパークテスト後、洗浄、仕上げを行い、必要な腐食保護を再適用します。
- レポートを発行します。 結果をバルブおよびコンポーネントの記録にリンクし、組み立てまたは出荷前に不一致を管理します。
PMI 許容基準を設定する方法
分析装置の自動グレード識別はスクリーニングの補助であり、合格基準全体ではありません。この手順では、管理物質の指定とそれを区別するために必要な要素を特定する必要があります。
受け入れには次のことを考慮する必要があります。
- 注文された ASTM、ASME、EN、またはプロジェクト材料の指定。
- 製品の形状と部品の仕様。
- 選択した方法で確実に測定できる元素の範囲。
- 機器の精度、再現性、および関連するマトリックスの校正。
- 表面状態、コーティングおよび幾何学的効果。
- グレードを区別するために炭素または他の軽元素が必要かどうか。そして
- 境界線にある、一貫性のない、または決定的な結果が得られない場合の合意された対応。
独自の分析ライブラリにグレード名が表示されるという理由だけで、PMI 結果を拒否したり受け入れたりしてはなりません。実際の測定値、テスト条件、承認された材料制限を合わせて確認する必要があります。
バルブ PMI レポートに含めるべき内容
レポートでは、独立した査読者が、何がテストされたか、どのようにテストされ、結果がどのように判断されたかを理解できるようにする必要があります。有用な PMI レポートには、通常、次の情報が記録されます。
- プロジェクト、購入者、および注文書の参照。
- バルブタグ、シリアル番号、サイズ、圧力指定および品目番号。
- コンポーネント名、材料グレード、ヒート番号またはロット参照。
- 試験場所と表面処理状態。
- テスト方法、アナライザーのモデル、および機器のシリアル番号。
- 適用される手順と受領文書の改訂。
- 必要に応じて、標準物質または機器チェックの識別。
- 承認に使用される実際の元素の読み取り値。
- 承認済み、拒否済み、または最終的なステータス。
- オペレーター、日付、検査当事者の識別。
- 該当する場合、再試験、拡張試験、または不適合の参照。そして
- 写真は必要な場合にのみ使用し、テストされた部品にリンクします。
バルブタグのリストと「PASS」という単語のみを含むレポートは弱い証拠です。正しいコンポーネント、要素、テスト方法、または合格基準が使用されたかどうかは示されません。
PMIの結果が間違っている、または決定的でない場合はどうなりますか?
予期しない結果が発生した場合は、影響を受けるコンポーネントと、同じ熱、ロット、保管エリア、または組み立てバッチからの関連する可能性のある材料の制御が開始されるはずです。この問題は、読み取り値を削除したり、許容可能な結果が表示されるまでテストを繰り返したりすることで解決すべきではありません。
承認された応答には次のものが含まれる場合があります。
- 影響を受けるコンポーネントの使用または出荷を停止します。
- コンポーネントの同一性、テスト位置、表面状態、および機器のセットアップを検証します。
- 承認された手順に従って測定を繰り返す。
- 必要に応じて、別の適切な方法または実験室分析で結果を確認します。
- 疑わしい物質を隔離し、承認された計画に従って検査を拡大する。
- 指定されたグレードが検証されない場合は、不適合報告を行います。
- 交換、再識別、修理、または譲歩の前に承認された処分を取得する。そして
- 元の記録、繰り返し記録、および最終記録をプロジェクト関係書類に保持します。
選択したテクノロジーがグレードを区別するために必要な要素を測定できない場合、結果は決定的ではなく、自動的には受け入れられません。
PMI を ITP および FAT に正しく配置する
PMI は複数の製造段階で発生する可能性があります。入荷した材料を検証することで、間違った合金が生産に入るのを防ぐことができる一方、加工後または組み立て前のチェックで同一性が維持されていることを確認できます。最終段階のレビューでは、PMI レポートが完成したバルブにリンクされていることを確認します。
の バルブの検査およびテスト計画ガイド PMI を、定義された責任と記録を伴う保留、監視、レビュー、または監視アクティビティとして割り当てる方法について説明します。 ITP は、製造後に検査官に決定を委ねるのではなく、段階と介入ポイントを明記する必要があります。
中に バルブ工場受け入れテスト、購入者は完了した PMI レポートを確認したり、合意されたテストに立ち会ったりすることができます。 FAT への参加は、メーカーがすべてのコンポーネントに対して PMI を繰り返すことを自動的に要求するものではありません。ライブ再テストの範囲は、承認された FAT 手順に記載する必要があります。
RFQ に対するバイヤーの PMI 要件
比較可能な見積もりを取得するには、PMI が必要な場合に次の情報を含めます。
- バルブのタイプ、サイズ、クラスまたは PN 定格、数量、およびタグのリスト。
- ボディ、ボンネット、トリム、ボルト締め、オーバーレイおよび溶接材料の要件。
- 該当するプロジェクト資料検証仕様書。
- コンポーネント範囲と 100% またはサンプリング範囲。
- 測定に必要な方法または必要な要素。
- テスト段階とアクセシビリティ要件。
- 保留、証人、レビューまたは監視のステータス。
- 購入者または第三者の出席に関する通知期間。
- 受け入れ基準と不一致の手順。
- レポートの形式、測定値、写真、電子データの要件。そして
- 最終的な文書と出荷リリースの要件。
必須の PMI をオプションまたは有償の追加範囲から分離することで、サプライヤーは検査時間、分解、表面修復、第三者の立会い、レポートを正確に計算することができます。
バルブ PMI の一般的な間違い
- 「PMI が必要」のみを記述します。 これにより、コンポーネントの範囲、範囲、方法、受け入れ、および報告が省略されます。
- 本体のみのテスト: 注文で必要な場合でも、重要なトリム、ボルト締め、溶接が未検証のままになる場合があります。
- 炭素がグレードを区別する場合に XRF を使用する: この方法では、意図した材料の区別をサポートできません。
- 分析装置のグレード名を読み取り値なしで受け入れる場合: 購入者は測定された化学的性質や方法の制限を確認することはできません。
- コーティングまたは汚染によるテスト: 結果は、母材金属ではなく表面層を表す場合があります。
- 機能面のテスト: 表面処理や火花マークにより、シール部分、ねじ部分、または精密部分が損傷する可能性があります。
- テスト後にコンポーネントのトレーサビリティが失われる: 検証された部品を組み立てられたバルブにリンクできない場合、正しい読み取り値はほとんど意味がありません。
- PMI を完全な MTC として扱う: PMI は、機械的特性、熱処理、またはあらゆる化学的要件を確立するものではありません。
- 失敗した測定値を非表示にする: すべての矛盾、確認テスト、および処分は管理され、追跡可能な状態に保たれるべきです。
最終的な推奨事項
バルブ PMI テストは、より広範な材料検証システムの 1 つの制御された層として最も効果的です。生産前に、部品、範囲、タイミング、方法、区別要素、合格基準、記録を定義します。利便性だけではなく、必要な化学的性質に基づいて分析装置を選択し、各結果をテストしたコンポーネントと最終バルブに関連付けておきます。
合金バルブ プロジェクトの要件については、 Vコアバルブ 確認された購入仕様に従って、材料文書、トレーサビリティ、プロジェクト定義の PMI、検査記録、および最終書類要件を調整できます。
よくある質問
1. バルブの PMI テストとは何ですか?
バルブの PMI テストは、実際のバルブ部品に対して実行される元素分析チェックで、測定された合金元素が指定された材料と一致していることを確認し、混合部品や代替部品の検出に役立ちます。
2. PMI はすべての工業用バルブに必要ですか?
いいえ。PMI は通常、注文書、プロジェクト仕様書、エンドユーザーの材料検証プログラム、または合意された検査計画によって要求されます。必要性と範囲は、材料、サービスリスク、プロジェクト要件、およびトレーサビリティ管理によって異なります。
3. PMI は MTC または EN 10204 証明書と同じですか?
いいえ、PMI は実際のテスト現場で選択された元素組成を測定します。 MTC または EN 10204 検査証明書は、認定された熱または製品の材料およびテスト情報を報告します。証明書と PMI 結果は、管理されたトレーサビリティを通じて相互にサポートされる必要があります。
4. ハンドヘルド XRF は 316 ステンレス鋼と 316L ステンレス鋼を区別できますか?
炭素含有量によるものではありません。ハンドヘルド XRF はカーボンを測定しないため、グレードの違いがカーボンに依存する 316、316L、および 316H をそれ自体で区別することはできません。その区別が契約上の場合には、適切な炭素利用可能な方法が必要です。
5. どのバルブコンポーネントを PMI テストする必要がありますか?
購入仕様書で範囲を定義する必要があります。サービスやプロジェクトの要件に応じて、ボディ、ボンネット、カバー、ボール、ウェッジ、ディスク、プラグ、ステム、シートリング、圧力ボルト締め、溶接金属、またはその他の合金コンポーネントが含まれる場合があります。
6. PMI 結果が合格であれば、完全なマテリアルコンプライアンスが証明されますか?
いいえ。PMI 結果が合格であれば、テストされたスポットと測定された元素の合金検証がサポートされます。それ自体では、機械的特性、熱処理、微細構造、完全な化学的適合性、腐食適合性、または熱数トレーサビリティを証明するものではありません。
7. バルブ PMI レポートには何を含めるべきですか?
レポートでは、プロジェクト、バルブ、コンポーネントを特定する必要があります。指定されたグレード;熱またはロットの参照。試験方法と機器。試験場所。適用される手順。実際の元素の測定値。受け入れステータス。演算子と日付。再テストまたは不適合に関する参照。
技術参考資料
- アメリカ石油協会、API RP 578 — 新規および既存の合金配管システムの材料検証プログラム。プロジェクトまたは所有者のマテリアル検証要件によって呼び出された場合にのみ適用されます。
- ASTM E1476-04(2022)、金属の識別、グレード検証、および選別に関する標準ガイド.
- 日立ハイテクのポジティブマテリアル識別技術概要 XRF と OES の機能の区別について。
