ASME B31.3に基づく管継手の水圧試験手順

なぜ重要か

水圧試験は、圧力配管部品が設計条件で漏れなく保持することを契約上証明するものです。ASME B31.3（プロセス配管）は、化学、精製、エネルギー分野のプロジェクトで最も広く引用される規格です。その水圧試験の要件は、最小圧力、保持時間、ゲージ精度、水質について明示されています。規格を知らずに水圧試験に立ち会うバイヤーは、TPI監査を決して通過しないような手抜きを許してしまいます。このガイドでは、ASME B31.3に基づく管継手の水圧試験手順を詳しく説明します。

ASME B31.3に基づく管継手の厳格な水圧試験手順は、配管が供用される前にすべての漏れ経路を発見します。

ステップバイステップの手順

1. 試験圧力を計算する。 ASME B31.3パラグラフ345.4.2に従い、水圧試験圧力は最低でも設計圧力の1.5倍とし、温度補正を行う：P_T = 1.5 × P × (S_T / S)。ここでS_Tは試験温度での許容応力、Sは設計温度での許容応力であり、降伏応力が上限となる。典型的な600#炭素鋼システムで設計圧力1480psiの場合、室温での水圧試験は2220psiとなる。

2. 必要な場合のみ減圧する。 ASME B31.3では、より高い圧力がループ内に含まれる既設容器の試験圧力を超える場合、水圧試験圧力を計算値の77%まで低減することが認められています。

3. 試験ループを準備する。 高点をベントし、低点をドレンし、試験圧力に耐えられない機器を隔離し、境界をブラインドフランジで閉鎖する。校正済み圧力計（範囲は試験圧力の1.5～4倍、校正は過去6ヶ月以内）を使用する。

4. 清浄な水を使用する。 オーステナイト系ステンレスの場合、応力腐食割れを防ぐために試験水の塩化物含有量を制限する（通常50 ppm以下）。試験後は速やかに排水し、配管を乾燥させる。

5. 段階的に加圧する。 圧力を徐々に上げ、試験圧力の半分または170kPa（25psig）のいずれか小さい方で中間保持し、予備チェックを行う。目視で漏れを確認する。その後、試験圧力まで昇圧する。

6. 保持時間。 ASME B31.3に従い、試験圧力を最低10分間保持し、その後設計圧力まで下げてすべての継手およびコンポーネントの目視検査を行う。実際には、継手レベルの試験では漏れが現れる時間を確保するため30～60分が一般的です。

7. 合格基準。 目視できる漏れがなく、漏れに起因する測定可能な圧力低下がないこと。温度変化による見かけの圧力低下は計算して除外する。

8. 報告書の内容。 試験圧力、圧力計のシリアル番号と校正日、水質、周囲温度、保持時間、立会者の署名、および修正作業。ASME B31.3に従い、試験記録が必要です。

バイヤーによくあるミス

• 「サプライヤーがいつもそうしているから」という理由で1.3×設計の試験を受け入れる。規格の最小値は1.5×設計です。
• 試験圧力を設定するために使用した同じ圧力計で試験を監視する（独立した検証がない）。
• ステンレス配管に未処理の水道水を使用し、数週間後に塩化物孔食が発生する。
• 保持時間が不十分。小さなにじみ漏れは現れるまでに20～30分かかることがある。
• デフォルトで空気圧試験を行う。ASME B31.3は水圧試験を優先し、空気圧試験は水圧が不可能な場合のみ、追加の安全対策を講じて行う。

バイヤーチェックリスト

• [ ] 試験圧力の計算式が計算され記録されている
• [ ] 校正済み圧力計、範囲は試験圧力の1.5～4倍、校正証明書の日付が6ヶ月以内
• [ ] 独立した検証用圧力計が利用可能
• [ ] ステンレスの場合、水の塩化物含有量が50 ppm未満
• [ ] 25psigまたは試験圧力の半分で予備保持
• [ ] 最高試験圧力で最低10分保持（より長く推奨）
• [ ] 保持後に設計圧力で目視検査
• [ ] ステンレス配管はすぐに排水・乾燥
• [ ] バイヤーまたはTPI立会者による試験記録への署名

発注書サンプル条項

「圧力を受ける各継手は、ASME B31.3パラグラフ345に従い、継手クラスの定格圧力の1.5倍以上で水圧試験を行い、最低10分間保持し、漏れがないこと。水はオーステナイト系ステンレスに対して塩化物含有量を最大50 ppmとすること。圧力計シリアル番号、校正日、水質分析、保持時間、周囲温度、立会者署名を記載した試験記録を提出すること。」

当社のシームレス突合せ溶接管継手および鍛造フランジは、MTCのヒート番号と相互参照された水圧試験記録を添えて出荷されます。お問い合わせポータルからサンプル試験パックをリクエストするか、証明書ライブラリで立会報告書をご覧ください。

出典

• LANL ASME B31.3 process piping guide: https://engstandards.lanl.gov/esm/pressure_safety/Section%20REF-3-R0.pdf
• Piping World — ASME B31.3 leak testing overview: https://www.piping-world.com/asme-b31-3-leak-testing-requirements-overview
• EPCLand hydrostatic test guide: https://epcland.com/piping-hydrostatic-test-procedure-asme-b31-3/
• KLM Tech hydrostatic test standard: https://www.klmtechgroup.com/PDF/ess/PROJECT_STANDARDS_AND_SPECIFICATIONS_hydrostatic_pressure_testing_Rev01.pdf
• ASME Digital Collection — Process Piping (Becht): https://asmedigitalcollection.asme.org/ebooks/book/158/chapter/33226/Pressure-Testing