圧力試験はどのような規格を満たさなければなりませんか？

圧力試験を規定する主要な業界標準

圧力試験に関する規制フレームワークの概要

圧力試験の基準は、複数の産業にまたがる保護の層を形成しており、連邦規則から国際規格、さらには異なる分野ごとの特定ガイドラインまでを統合しています。昨年のMarket Research Futureのデータによると、2023年の世界の圧力設備試験市場は約142億ドルに達しました。これは主に、企業が常に厳しくなる安全要件に対応せざるを得ない状況にあるためです。この分野で特に注目される主要な標準化機関として、ASMEボイラーおよび圧力容器規格（BPVC）やAPIの検査基準があります。また、欧州連合の圧力機器指令（PED）など、地域に適用される規制もあります。これらのさまざまな規格に共通するのは、使用された材料の追跡、実施された試験の詳細な記録の保持、そして実際に運用時に遭遇する条件にシステムが耐えうるかを確認するための試験後の検査を義務付けている点です。

ASME BPVC：ボイラーおよび圧力容器の安全性を確保

ASME BPVC 第VIII編 第1部によると、圧力容器は水圧試験時に通常の運転圧力の約1.3～1.5倍の圧力を耐えられる必要があります。空気圧試験の場合は基準が若干緩和されますが、それでも設計圧力の約1.1～1.25倍まで保持できることが要求されています。この場合、安全性の重要性はさらに高まるため、リモート監視システムの導入が現在では標準的な対応となっています。2023年版ではいくつか重要な変更も加えられました。全米ボイラー検査官協会（National Board of Boiler Inspectors）による調査で驚くべき事実が判明しました。すべてのボイラー故障のほぼ4分の1は、通常の点検では見逃されてしまう微小な溶接不良から始まっていたのです。これが今日見られるより厳格な点検要件へと業界を駆り立てた原因です。

ASME B31シリーズ：配管システムの健全性の基盤

B31 コードファミリーは配管ネットワークの圧力試験のしきい値を規定しています：

システムタイプ	試験圧力倍率	継続時間（時間）
動力配管 (B31.1)	設計圧力の1.5倍	10
プロセス配管 (B31.3)	設計圧力の1.25倍	4
もろ性材料や高温システムには例外があり、フェーズドアレイ超音波検査などの代替非破壊検査（NDT）手法が必要となる場合があります。

API 510およびAPI 570：点検および保守プロトコルへの統合

アメリカ石油協会（API）の基準は、設備の設計方法と運用中の信頼性を結びつける重要な役割を果たしています。例えば、API 510規格では、すでに使用中の容器は10年後に再び耐圧試験を実施する必要があります。一方、API 570では、硫化水素環境で使用される配管に対して年次での空気圧検査が求められています。昨年発表された業界の調査によると、これらのAPIガイドラインをスマートな予知保全技術と組み合わせた企業では、圧力関連の故障問題が大幅に減少しました。NISTによるある研究では、適切な保全手順を標準要件とともに遵守した場合、そのような事故が約41%削減されたと報告されています。

発電およびプロセス配管システムにおけるASME B31.1およびB31.3の適用

ASME B31.1：エネルギー施設におけるパワーパイピングの試験要件

ASME B31.1規格は、発電所や地域暖房インフラなど、さまざまなエネルギー施設に設置された動力配管システムにおける耐圧試験の規定を定めています。この規格によれば、ほとんどのシステムは設計圧力の1.5倍の圧力をかけて水圧試験（ヒドロスタティックテスト）を実施し、少なくとも10分間その状態を維持する必要があります。ただし例外もあります。運転中に水が残留すると問題が生じる場合には、企業は代わりに空気圧試験（ピュアマチックテスト）を選択できます。しかし、その場合には安全な距離から監視を行うことや、万が一に備えて適切な圧力解放弁を設置するなど、追加の予防措置が必要となります。

B31.1による水圧および空気圧試験：手順と例外

B31.1に基づく静水圧試験では、空気を完全に排除するためにバルブを開度90%まで開ける必要があり、圧力計は±1%の精度でキャリブレーションされていること。空気圧試験は、15 psi（1.03 bar）以下またはシステムの降伏強度の10%のいずれか低い方の条件でのみ許可される。どちらの方法も加圧前の溶接部および支持部の文書化された検査を必要とする。

ASME B31.3：化学工場および工業プラントにおける耐圧試験手順

ASME B31.3規格は、化学工場や製油所内を通過するプロセス配管の高リスク領域における圧力試験の具体的な要件を定めています。多くの技術者にとって設計圧力の1.5倍での水圧試験が好ましい方法ですが、流体汚染の問題が実際に懸念される場合には、空気圧試験が承認されることもあります。これらの試験を実施する際には、すべての継手を試験手順全体を通してアクセス可能な状態にしておく必要があります。ガラスライニング鋼のような脆性材料については特に注意が必要で、試験サイクル中の圧力上昇速度を慎重に制御しなければなりません。こうした基準は、潜在的に危険な物質を扱う産業現場における安全性を全般的に確保するのに役立ちます。

B31.3適合におけるシステム準備、区間分割および漏洩基準

B31.3では、大規模なシステムを管理可能なテストが行えるよう、スペクタクルブラインドまたはスプール部品を使用して区画化する必要があります。許容される漏れ率は、水圧試験において「目視で確認できる滴がないこと」と定義されており、ガスシステムでは30分間のゼロ圧力損失（±0.1％）とされています。試験後の文書には、圧力記録チャート、計器の較正記録、検査官の資格証明書を含める必要があります。

冷凍およびHVAC配管に関する特別な考慮事項（ASME B31.5）

冷凍配管における低圧システムおよび充填量制限

150 psi未満で運転する冷凍システムは、圧力試験に関してASME B31.5規格の対象となります。冷媒充填量が適切に管理されていない場合、部品の故障頻度が高くなる傾向があります。この規格によると、ほとんどのシステムには設計圧力の1.5倍での水圧試験が必要です。ただし、A1グループの冷媒を使用している場合は、年次での圧力点検を実施して健全性を確認すれば、ある程度の柔軟性が認められます。昨年の最近の研究では興味深い結果も示されています。冷媒充填量が25％を超えるにもかかわらず、それに見合った圧力解放装置を備えていないシステムは、温度変化時に約42％多い故障が発生しました。これらの知見は『配管システム安全ジャーナル』に掲載されています。

冷媒配管の空気圧試験に関する安全ガイドライン

B31.5に基づく空気圧試験が避けられない場合、規格では以下の措置が求められます。

• コンプレッサーなどの非試験対象部品を隔離すること
• 15分ごとに目標圧力の±10%ずつ段階的に加圧すること
• 試験限界の110％に校正された圧力開放弁の使用は必須です

最近のHVAC安全ガイドラインでは、燃焼リスクを排除するために酸素混合ガスではなく窒素の使用を強調しています。現場のデータによると、適合システムは最大許容漏れ率0.5％を維持するのに対し、非適合設置では2.1％となっています（配管健全性レポート2024）

商業用HVACシステムにおける圧力試験のベストプラクティス

HVAC冷却水ループの場合、B31.5準拠の試験には以下が含まれます：

パラメータ	最低要件	標準範囲
試験時間	30分	1～4時間
温度安定性	試験中±2°C	±1°C（最新のシステム）
ドキュメント	圧力対時間チャート	GPS付きデジタル記録

認定技術者は、起動前にすべてのフランジ接続部がSMACNAダクト圧力等級相当であることを確認しなければなりません。

圧力試験作業における汎用安全要件

高圧試験環境における危険緩和

圧力試験作業では、システムが設計限界の15％を超える場合に特に、危険制御プロトコルへの厳密な遵守が求められます。業界標準では以下の要件があります。

• ±2%の精度で校正された圧力開放弁
• 管径の1.5倍に及ぶ360°の立ち入り禁止区域
• ASME認定ゲージを用いたリアルタイム圧力監視

2024年のOSHA分析によると、試験関連事故の34%は不十分な危険評価に起因しています。パイプラインの水圧試験ガイドラインでは現在、API RP 1173のリスク管理フレームワークを強調しており、材料の疲労パターン、フランジの取り付けずれ、温度変化による膨張リスクについて試験前の点検を義務付けています。

圧力試験中の人員訓練および緊急対応

2020年以降、圧力試験作業チームに対する能力要件が27%増加しており、300 psigを超えるシステムを管理する監督者はASME QFO-1認証の取得が必須となっています。緊急訓練では以下の重要なシナリオを模擬する必要があります：

シナリオ	対応時間の目標	個人保護具（PPE）の要件
急激な圧力低下	90 秒	レベルC呼吸保護具
ガスケットの吹き抜け	<45秒	全面フェイスシールド＋耐火服
制御されたベント操作	<120秒	耐熱手袋

OSHAは、圧力試験における事故の63%がコミュニケーションの失敗に起因していると報告しており、視覚的および聴覚的な信号を用いた冗長なアラートシステムの広範な導入を促している。

現場試験におけるプロジェクトのスピードと安全性の両立

ASME B31.1を現場で実施するチームは、段階的な試験手法を用いることで89%のコンプライアンス率を達成している：

第1相

• 設計圧力の110%での区間分離試験
• 30分間の安定化期間

第2相

• 試験圧力の90%での全システム検証
• 赤外線による漏れ検出スキャン

2023年の電力業界の研究によると、この方法は必要な1.5倍の安全係数を維持しつつ、試験所要時間を全体で18%短縮する。

試験プロセスにおける文書化、コンプライアンス、およびデジタルトレーサビリティ

監査における必須試験記録および法的要件

圧力試験の文書作成においては、ASMEセクションVやISO 9001などの業界標準に従う必要があります。試験記録にはタイムスタンプ、圧力曲線データ、そして誰もがつい忘れがちなキャリブレーション証明書なども含まれるべきです。監査担当者は検査時にトレーサブルな記録を確認することを好むため、すべての項目が適切に文書化されていることを確認してください。漏れ率、溶接部の点検、および試験中のシステム分離方法などを記録しましょう。FDAも非常に明確な規定を設けています。21 CFR Part 820では、医療機器に関連する配管について、設置後少なくとも2年間は水圧試験報告書を保管しなければならないと定めています。患者の安全が関わる以上、コンプライアンスは選択肢ではなく必須です。

コンプライアンスのデジタル化：自動モニタリングと報告の動向

現代のクラウドプラットフォームは、リアルタイムでの圧力監視と問題になる前に異常を検出するスマートAIシステムにより、現在ASME B31.1のコンプライアンス作業の約90％を処理しています。この技術はインターネットに接続された試験機器と連携して動作し、API 570規格の附属書Aに準拠した重要な監査文書を作成します。これらのシステムを導入した工場では、ISO 17025ガイドラインに準拠したデジタルプロセスに移行したことで、コンプライアンス上のミスを約4分の3削減したと報告しています。これらのワークフローでは、空気圧試験時の高解像度ビデオとすべての関連データポイントが自動的に保存されるため、関係者全員にとって点検がはるかにスムーズになります。

圧力試験における監査対応 readiness および完全なトレーサビリティの確保

ブロックチェーン技術により、鋳造から最終的な水圧試験までの各工程における部品記録が保証され、製造業者は材質証明書をQRコードを通じて溶接マップに直接リンクできるようになりました。これらのプロセスにおけるデジタル化の進展により、OSHA監査の際に頻繁に発生していた非破壊検査（NDE）結果の解釈に関する問題が大幅に削減されています。一部の施設では監査準備に要する工数が劇的に短縮され、従来システムあたり約34時間かかっていたのが、わずか2時間未まで減少しています。こうした効率化が進む一方で、企業は装置のライフサイクル全体を通じて修理履歴を完全に追跡可能にしており、規制要件が継続的に変化している現在、この可視性はますます重要になっています。

よくある質問

耐圧試験を規定する主要な規格は何ですか？

主な規格には、ASMEボイラーおよび圧力容器規格（BPVC）、ASME B31シリーズ、API 510、およびAPI 570が含まれます。これらの規格は、設備の圧力試験に関する手順を定義し、さまざまな業界における安全性と規制遵守を確保します。

ASME BPVCに基づく圧力試験はどのように実施されますか？

ASME BPVCでは、圧力容器に対して運転圧力の1.3〜1.5倍の水圧試験、または設計圧力の1.1〜1.25倍の空気圧試験が行われます。これらの試験により、容器の健全性が確認されます。

ASME B31.1およびB31.3規格の重要性は何ですか？

ASME B31.1およびB31.3は、発電所配管およびプロセス配管システムにおける圧力試験のためのガイドラインを提供します。これらは、エネルギーおよび産業施設におけるシステムの健全性と安全性を確保するために、試験圧力の要件および手順を規定しています。

圧力試験における安全上の考慮事項は何ですか？

圧力試験中の安全は、危険管理プロトコルの遵守、校正済みの圧力解放弁の使用、立ち入り禁止区域の設定、およびスタッフの訓練の確保を含みます。リスクの低減においては、OSHAのガイドラインおよびAPI RP 1173のリスク管理フレームワークが重要です。