静水圧試験とは何ですか?
静水圧試験では、容器または配管システムに水を満たし、設計圧力以上に加圧し、規定の時間保持して、コンポーネントの巨視的な強度 (亀裂や過度の変形がない) と、シール、接合部、溶接部の気密性 (漏れがない) の 2 つを検証します。この検査は、新しく製造された圧力機器、使用開始前に新しく設置された配管に対して実行され、継続的な完全性を確認するために既存のシステムに対して定期的に実行されます。
水はほぼ非圧縮性であるため、空気ではなく水を使用します。弱点が破損した場合、放出される蓄積エネルギーはわずかですが、空気圧テストではパイプが発射体に変わる可能性があります。これにより、水圧試験が圧力機器の標準的な最終耐力試験になります。
テスト手順のステップバイステップ
きれいな試験水を準備します。きれいな水を使用する必要があります。未処理の湖水や不純な水は、試験中に固形物が堆積し、腐食やシステムの詰まりを引き起こす可能性があります。
テスト圧力を設定します。圧力は、実際のプロセスまたは設計コードで指定されている圧力よりわずかに高く、通常は規定のコードに応じて設計圧力の 1.3 ～ 1.5 倍であり、コードの最小値を下回ってはなりません。
充填して通気します。ラインを水で完全に満たし、空気をすべて除去する必要があります。空気が圧縮されて漏れや圧力低下が隠蔽されるため、空気が残留するとテストの信頼性が低くなります。空気含有量は、加圧中の圧力応答を観察することで評価できます。
加圧します。指定された圧力、量、温度で水を注入し、システムが均一になるように段階的に圧力を徐々に上げます。
持って検査してください。すべての接合部、溶接部、フランジ、および継手の漏れを検査する間、必要な時間 (通常、配管の場合は少なくとも 10 ～ 30 分、大型容器の場合はそれ以上) 試験圧力を保持します。
記録。圧力、体積、温度などのパイプの性能検証結果は、流体の種類や周囲条件によって変化するため、計算して記録します。校正された圧力計と温度レコーダーを使用する必要があります。
時間をかけて監視します。保持期間中の圧力を定期的に記録します。パイプが柔軟であるか、システムが大きい場合は、クリープと沈下によって誤った測定値が生成されないように、テスト時間を 12 ～ 24 時間に延長する必要があります。
正しく接続してください。カップリングを使用してテストセクションを接続すると、圧力降下がなくなり、測定値がテスト対象のパイプを反映します。
試験圧力の設定
配管システムの場合、静水圧試験圧力は一般に設計圧力の 1.5 倍 (たとえば ASME B31.3 による) ですが、結果として生じるフープ応力が試験温度での材料の降伏強度を超えないように試験圧力は制限されます。製品規格に従って製造された個々のパイプについては、バーロー-タイプの式を使用して、パイプの形状と指定された最小降伏強さから試験圧力が計算され、各パイプは工場でテストされます。試験圧力と保持時間は、設置を規定する規定または仕様に常に従う必要があります。
合格基準
接合部、溶接部、シール部に漏れが観察されず、目に見える永久変形や亀裂が発生しない場合、水圧試験に合格します。温度の安定化によって生じるわずかな圧力低下は正常です。安定した継続的な低下は、漏れまたは空気の閉じ込めを示しており、調査が必要です。テスト後、システムは排水され、一部のサービスでは腐食を防ぐためにパイプが乾燥またはフラッシュされます。
安全上の注意事項
静水圧試験では、システム内に大量のエネルギーが蓄積されます。担当者は加圧部分から離れて立ち、すべての接続は試験圧力に応じて定格され、各レベルの検査で段階的に圧力を上げ、試験周囲のエリアを遮断する必要があります。特にライン内の水が加熱する晴れた日には、熱膨張による過圧を防ぐためにリリーフバルブを設定する必要があります。
よくある質問
Q1: 水圧試験ではどの程度の圧力を使用する必要がありますか?
新しい配管の場合、通常は設計圧力 (ASME B31.3) の 1.5 倍を少なくとも 10 分間保持します。圧力容器の場合、ASME VIII に基づく設計圧力の 1.3 倍。 API 5L などの製品規格では、パイプの形状と降伏強度からミル テスト圧力を計算します。管理コードが常に優先されます。
Q2: なぜ試験前に空気を抜く必要があるのですか?
空気は圧縮性があるため、空気を含むラインでは圧力応答が遅く誤解を招きやすくなり、小さな漏れが隠れてしまう可能性があります。また、エネルギーが蓄積されるため、テストがより危険になります。加圧する前に、ラインを完全に満たし、高い部分で通気する必要があります。
Q3: テスト圧力はどのくらいの時間保持する必要がありますか?
配管テストは通常、10 分以上に検査時間を加えて行われます。容器は 10 ～ 30 分間保持します。また、大規模または柔軟なシステムでは、圧力測定値が安定するまでに 12 ～ 24 時間かかる場合があります。該当するコードまたは仕様の要件に従う必要があります。
Q4: 水圧試験によりパイプが損傷する可能性がありますか?
応力が降伏値未満に留まるようにテスト圧力が正しく制限されていれば、損傷は発生しません。制限を超えると、永久的な膨張や破断が発生する可能性があります。きれいな水を使用し、適切に換気することも汚染による損傷を防ぎます。
Q5: 強度試験と漏れ試験の違いは何ですか?
強度試験（静水圧）はコンポーネントが故障することなく圧力に耐えられることを証明し、リーク試験（空気圧、低圧、または石鹸泡チェックなど）で気密性を証明します。{0}通常、1 回の水圧試験で両方をカバーします。システムにストレスを与えると同時に漏れを明らかにします。
Q6: 保持期間中に圧力が低下した場合はどうなりますか?
冷却により温度がわずかに徐々に低下するのは正常です。同じ速度で安定した低下が続く場合は、漏れまたは空気の閉じ込めを示します。システムが受け入れられる前に、システムを検査し、漏れを修復し、テストを繰り返す必要があります。