バルブ圧力試験: 方法、規格、および検査要件

簡単な概要

バルブ圧力試験 バルブが使用を開始する前に、圧力境界の完全性、密閉シール性能、および指定された要件への準拠を検証します。主なテストの種類は、シェルテスト、シートテスト、バックシートテストです。それぞれが異なる機能を検証します。シェルテストはシートの密閉性を証明するものではありません。シートテストは体の強度を証明するものではありません。該当する規格には API 598、API 6D、ISO 5208、EN 12266 などがありますが、要件はバルブのタイプ、業界、プロジェクトの仕様によって異なります。バイヤーは、バルブがテストされたかどうかだけを尋ねるのではなく、RFQ でテストの種類、規格、合格基準、および文書要件を指定する必要があります。

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バルブ圧力試験とは何ですか?

バルブ圧力試験は、バルブ本体、ボンネット、シート、閉鎖部材、およびステムシール構造が、指定された試験条件下で許容できない漏れや変形なしに内部圧力に耐えられることを確認するために、出荷前に実行される制御された検証プロセスです。

圧力テストは、目視検査だけでは見えない製造上の欠陥、鋳造または鍛造の問題、組み立ての問題、シートの損傷、ガスケットやパッキンの欠陥を特定するのに役立ちます。

圧力テストでは、根本的に異なる 2 つのことを検証します。

• 圧力境界の完全性 – ボディ、ボンネット、ボディジョイント、および圧力がかかる部品は、漏れや永久変形なしに試験圧力を保持できます。
• クロージャシール性能 – シートと閉鎖部材は、指定された許容基準内で漏れを伴う流れを遮断できます。

これらは別個の機能です。バルブがシェル テストに合格してもシート テストに不合格となる場合や、その逆の場合もあります。この区別を理解することは、バルブテストを指定、レビュー、および受け入れるために不可欠です。

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納入前のバルブ圧力テストが重要な理由

完成したバルブは、視覚的には正しく見えても、圧力テストのみで明らかにできる隠れた問題が残っている場合があります。テストによって特定できる一般的な問題には次のものがあります。

• 鋳造または鍛造の欠陥 – 機械加工表面には見えない、ボディまたはボンネット内の気孔、引け巣、亀裂、または介在物。
• 組み立ての問題 – 不適切なボルトトルク、位置ずれしたコンポーネント、損傷したガスケット、または不適切に取り付けられたパッキン。
• シートの損傷 – 加工、取り扱い、または組み立て中に発生した座面の傷、穴、または変形。
• ガスケットとパッキンの欠陥 – 間違った材質、間違った取り付け、または不十分な圧縮により、圧力がかかると漏れが発生する可能性があります。
• 書類の検証 – テスト結果は、バルブが出荷前に指定された合格基準を満たしているという追跡可能な証拠を提供します。

テストは、使用中にバルブが決して漏れないことを保証するものではありません。サービス条件、サイクリング履歴、メディアの互換性、温度、メンテナンスはすべて、長期的なパフォーマンスに影響します。圧力試験では、将来のあらゆる動作条件下ではなく、指定された試験条件でバルブを検証します。

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メインバルブ圧力試験方法

静水圧試験

静水圧試験では、液体 (通常は水、または腐食防止剤を含む水) を試験媒体として使用します。液体はバルブ本体内で加圧され、適用される規格またはプロジェクトの仕様で要求される期間、指定されたテスト圧力に保持されます。

液体は主に非圧縮性であるため、静水圧試験はシェル試験やシート試験に広く使用されています。つまり、圧力境界が壊れた場合、蓄積されるエネルギーは圧縮ガスに比べて低いからです。これにより、テスト中の安全上の利点が得られます。液体検査では、接合部、継ぎ目、座面の漏れを明確に視覚的に検出することもできます。

テスト圧力は、適用される規格、バルブ設計、圧力定格、プロジェクト要件によって異なります。普遍的な乗数から推測されるべきではありません。静水圧試験後、特にサービス媒体が湿気に敏感な場合、またはバルブを設置前に保管する場合、バルブの乾燥または水抜きが必要になる場合があります。

空気圧試験

空気圧試験では、圧縮ガス (通常は空気または窒素) を試験媒体として使用します。ガス試験は、液体残留物が許容されないクリーン、ドライ、ガスサービスのバルブ、または該当する規格やプロジェクト仕様でガス試験が必要な場合に指定される場合があります。

空気圧試験には厳格な安全管理が必要です。圧縮ガスは大量のエネルギーを蓄えます。圧力境界が崩れると、解放が激しくなる可能性があります。試験手順には、圧力逃がし装置、実行可能な場合は遠隔操作、爆風遮蔽、および立ち入り禁止区域の設定が含まれていなければなりません。空気圧試験は、すべての場合において静水圧試験に代わるものではありません。適用される規格とプロジェクトの仕様によって、必要なテスト媒体と条件が決まります。

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シェルテスト vs シートテスト vs バックシートテスト

これら 3 つのテストの違いを理解することは、バイヤー、エンジニア、QA/QC 担当者にとって最も重要な基礎の 1 つです。各テストでは異なる機能が検証され、1 つのテストに合格しても他の機能が検証されるわけではありません。

主な違い:

• シェルテストはシートの密閉性を証明するものではありません。バルブはシェル テストに合格しても、シート テストに合格しない場合があります。
• シートテストは体の強度を証明するものではありません。バルブがシート テストに合格しても、本体に欠陥がある場合があります。
• バックシートテストは、バルブ設計にバックシート配置が含まれる場合にのみ適用されます。すべてのバルブ タイプにバックシート テストがあるわけではなく、バックシート テストが必要なわけでもありません。
• 各テストのテスト圧力、期間、および合格基準は、一般的な仮定ではなく、該当する規格とバルブの設計によって定義されます。

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バルブ圧力試験規格

いくつかの規格がバルブ圧力試験要件を定義しています。すべてのバルブに単一の規格が適用されるわけではありません。適用される規格は、バルブのタイプ、業界、プロジェクトの仕様、および顧客の要件によって異なります。

API 598

API 598、 バルブの検査とテスト、工業用鋼製バルブに広く使用されています。検査要件、圧力試験の種類 (該当する場合、シェル、シート、後部座席)、試験期間、試験媒体、および合格基準を指定します。 API 598 は、石油およびガス、石油化学、電力アプリケーションのゲート、グローブ、チェック バルブで一般的に参照されます。 API 標準がバルブ業界にどのように適合するかについてのより広範な概要については、以下を参照してください。 工業用バルブ規格ガイド.

API 6D

API 6D は、パイプライン輸送で使用されるボール、プラグ、ゲート バルブなどのパイプラインおよび配管バルブに適用されます。これは、該当する場合、シェル、シート、およびキャビティの圧力試験を含む、パイプライン サービスに適した圧力試験要件を指定します。パイプライン バルブには、一般的な工業用バルブのテストとは異なる、ダブル ブロック アンド ブリード、キャビティ リリーフ、および絶縁検証に関連する追加要件がある場合があります。

ISO5208

ISO5208、 工業用バルブ – 圧力試験、圧力テスト要件と漏れ分類アプローチを定義します。これは国際的に使用されており、API 標準の代替または補足として購入者によって指定される場合があります。 ISO 5208 は漏れ率とシート試験の合格基準を定義していますが、特定の合格クラスは購入者またはプロジェクトの仕様によって指定する必要があります。

EN 12266

EN 12266 は、金属バルブを試験するためのヨーロッパ規格です。圧力テストの要件、テスト手順、および合格基準を定義します。 EN 12266 は、欧州プロジェクトに供給されるバルブ、または購入者が欧州規格を要求する場合に指定される場合があります。プロジェクトに応じて、API または ISO 標準と並行して、または API または ISO 標準の代わりに使用される場合があります。

要件はバルブのタイプ、業界、プロジェクトの仕様、および顧客の要件によって異なります。バイヤーは、1 つの規格が普遍的に適用されると想定するのではなく、RFQ で該当する規格を指定する必要があります。

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バルブタイプ別のバルブ圧力テスト

バルブの種類が異なれば、テストに関する考慮事項も異なります。適用される規格、バルブ設計、およびサービスアプリケーションによって、どのようなテストが必要かが決まります。

ボールバルブの試験

ボールバルブは通常、シェルの完全性とシートの密閉性についてテストされます。フローティングボールバルブの場合、上流の圧力によりボールが下流のシートに押し付けられるため、テストの方向とシートの設計が重要になります。トラニオン取り付け型ボールバルブの場合は、両方のシートをテストできます。キャビティ圧力の考慮事項は、バルブ本体のキャビティがシート間に圧力を閉じ込める可能性がある場合に適用されます。を参照してください。 工業用ボールバルブガイド ボールバルブのタイプの詳細については、こちらをご覧ください。

ゲートバルブのテスト

ゲートバルブは、設計にバックシートが含まれる場合、シェルの完全性、シートの密閉性、およびバックシートの性能についてテストされます。ゲート バルブのシート テストの方向は設計によって異なります。ウェッジ ゲート バルブはシートの構成に応じて一方向または双方向になります。バックシートテスト (該当する場合) は、許容可能なステムシールを維持しながら、バルブが完全に開いた状態でステムをバックシート位置に再配置できることを検証します。

玉形弁の試験

グローブ バルブは、シェルの完全性と密閉性についてテストされます。シートのテスト方向はグローブ バルブの設計によって異なります。通常、閉鎖部材はシートに対して一方向にシールします。グローブ バルブには、設計に応じてバックシート テストがある場合とない場合があります。テスト要件は、該当する規格とバルブのデータシートに照らして確認する必要があります。

バタフライバルブの試験

バタフライバルブは、本体の完全性とディスクシートのシールがテストされています。バタフライ バルブのディスクとシートの相互作用は設計固有のものであり、同心円、ダブル オフセット、トリプル オフセットの設計では、シール形状とテストの考慮事項が異なります。漏れの許容範囲は、設計、シートの材質、および適用される規格によって異なります。

逆止弁のテスト

逆止弁は、逆漏れと閉鎖動作についてテストされています。逆止弁のシールは、逆差圧、閉鎖力学、該当する場合は弁の向き、および特定の閉鎖設計によって異なります。逆差圧が不十分な場合、設計によっては着座力が制限される場合があります。テストの合格基準は、該当する規格およびバルブの設計と照らし合わせて確認する必要があります。

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試験媒体と検査条件

試験媒体と検査条件は、該当する規格、バルブの種類、サービス要件、プロジェクトの仕様によって決まります。

考えられるテスト メディアには次のものがあります。

• 水 – 最も一般的な静水圧試験媒体。バルブの材質やサービスによっては、腐食防止剤が含まれる場合があります。
• 空気または窒素 – 液体残留物が許容されない場合、またはガス試験が指定されている場合の空気圧試験に使用されます。
• その他の指定メディア – 特定のサービスまたは規格では、特定のテスト メディアが必要な場合があります。

実際のテスト条件は、規格、バルブのタイプ、サービス要件、プロジェクトの仕様によって異なります。購入者は、すべてのバルブが同じ条件下または同じ媒体でテストされていると想定しないでください。テスト手順、テスト圧力、期間、および合格基準は、注文前に指定または確認する必要があります。

重要なアプリケーションの場合、圧力試験はより広範な検査の一部を形成する場合があります。 バルブ工場受け入れテスト (FAT) これには、文書レビュー、識別、寸法検査、動作検証、出荷リリースも含まれます。圧力試験も調整できます。 バルブNDT検査 そしてプロジェクト 検査およびテスト計画 (ITP).

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バルブ圧力テストの文書とレポート

テスト文書は、バルブがテストされ、指定された合格基準を満たしていることを示す追跡可能な証拠を提供します。一般的なテスト文書には次のものが含まれます。

• バルブの識別 (シリアル番号、タグ番号、または製造元の参照番号)。
• サイズと圧力定格。
• 参照されたテスト規格または仕様。
• 使用した試験媒体。
• 圧力と保持時間をテストします。
• 受け入れ基準が適用されました。
• テスト結果 (合格または不合格、該当する場合は測定された漏れを含む)。
• 検査官または証人の身分証明書と署名。
• テストの日付。
• トレーサビリティ情報 (該当する場合、注文書、ヒート番号、または材料証明書参照)。

購入者は、完全なトレーサビリティを備えたテスト証明書を要求し、保管する必要があります。注文前に確認すべき品質文書に関するガイダンスについては、 バルブ証明書と品質文書ガイド。圧力試験とは別に指定される可能性のある逃散排出試験要件については、 逃亡者排出試験ガイド.

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バルブテストを指定する際の購入者のよくある間違い

間違い 1: 「バルブはテストされましたか?」とだけ尋ねる

バルブがテストされたかどうかだけを尋ねても、何が検証されたのかは定義されません。購入者は以下を指定する必要があります:

• 必要なテストの種類 (シェル、シート、バックシート (該当する場合))。
• 該当する標準 (API 598、API 6D、ISO 5208、EN 12266、またはプロジェクト仕様)。
• シートテストの漏れクラスを含む合格基準。
• 必要な書類と第三者の立会いが必要かどうか。

間違い 2: シェル テストとシート テストを混同する

シェルテストは圧力境界の完全性を検証します。シートテストでは、クロージャのシール性能を検証します。これらは、別々の目的と合格基準を持つ別々のテストです。シェルテストに合格したバルブでもシートテストに不合格となる可能性があり、その逆も同様です。これらのテストを区別できない購入者は、密閉シールが検証されていないバルブを受け入れる可能性があります。

間違い 3: サービス条件を無視する

周囲温度での水による圧力テストの結果は、異なる温度と圧力での異なる媒体での使用性能を必ずしも予測するものではありません。メーカーが材料の適合性、シートの選択、およびサービスに特有のテストまたは認定要件を確認できるように、購入者はサービス媒体、温度、圧力を指定する必要があります。

使用状況がシールにどのような影響を与えるかについて詳しくは、 バルブシール性能ガイド。材質の互換性については、 バルブ材質選定ガイド.

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バルブ圧力テストの RFQ チェックリスト

RFQ でバルブ圧力テストを指定する場合は、このチェックリストを使用してください。

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よくある質問

シェルテストとシートテストの違いは何ですか?

シェルテストでは、バルブ本体、ボンネット、本体ジョイントの圧力境界の完全性を検証します。シート試験では、閉鎖部材とシート間の閉鎖シール性能を検証します。これらは別の目的を持つ別のテストです。シェルテストに合格してもシートの密閉性は証明されず、シートテストに合格してもボディの強度は証明されません。

バルブ圧力試験にはどのような基準が一般的に使用されますか?

一般に参照される規格には、工業用バルブの API 598、パイプライン バルブの API 6D、工業用バルブの圧力試験の ISO 5208、欧州のバルブ試験要件の EN 12266 などがあります。適用される規格は、バルブのタイプ、業界、プロジェクトの仕様、および顧客の要件によって異なります。すべてのバルブに単一の規格が適用されるわけではありません。

すべての工業用バルブに静水圧試験が必要ですか?

静水圧試験は広く使用されていますが、それが必要かどうかは、適用される規格、バルブの種類、プロジェクトの仕様によって異なります。一部のサービスまたは規格では、空気圧テストが必要または許可されている場合があります。バイヤーは、静水圧試験が常に必須であると想定するのではなく、RFQ で必要な試験の種類と媒体を指定する必要があります。

圧力テストに合格した場合、将来漏れがないことが保証されますか?

いいえ。圧力試験では、指定された試験条件でバルブを検証します。使用条件、サイクル履歴、媒体の適合性、温度、汚染、メンテナンスはすべて、長期的なシール性能に影響します。圧力試験に合格したバルブであっても、動作条件が試験条件と異なる場合、または時間の経過とともに摩耗、浸食、または材料の劣化が発生した場合には、使用中に漏れが発生する可能性があります。

バルブテスト後にはどのような書類を提出する必要がありますか?

一般的な文書には、バルブの識別、サイズと圧力定格、試験規格、試験媒体、試験圧力と期間、合格基準、試験結果、検査員の識別、日付、トレーサビリティ情報が含まれます。購入者はこれらの記録を要求し、保管する必要があります。重要なアプリケーションの場合、第三者による立会いおよび認定されたテスト証明書が必要になる場合があります。

静水圧試験と空気圧試験の違いは何ですか?

静水圧試験では、試験媒体として液体 (通常は水) を使用します。空気圧試験では、圧縮ガス (通常は空気または窒素) を使用します。液体はほとんど非圧縮性であり、蓄積するエネルギーが少ないため、静水圧試験は一般に安全です。液体残留物が許容されないクリーン、ドライ、またはガスのサービスでは空気圧試験が必要になる場合がありますが、圧縮ガスにはエネルギーが蓄えられているため、厳格な安全管理が必要です。適用される標準とプロジェクトの仕様によって、どれが必要かが決まります。