Details

1. はじめに
Neometrixチューブ加圧試験装置は、金属チューブを高圧および高温条件下で厳密に検証するために設計された、ターンキーソリューションです。システムの中核は、最大250kgf/cm²（≈245 bar）の静水圧を供給し、最大350°Cの温度環境を維持できるため、長さ最大1,200 mm、外径90.12 mm、壁厚3 mmの試料に対する耐久性試験、破壊試験、疲労試験を包括的に実施できます。この広い動作範囲により、航空宇宙、発電、石油・ガス、原子力など、失敗が許されない重要分野での材料およびチューブアセンブリの認定に理想的です。エア駆動のHaskelインテンシファイアポンプと精密WIKA圧力計測を中心に構築されており、滑らかな圧力立ち上がり、安定した保持、正確な破壊プロファイリングを実現します。統合PID制御ヒーターブロックと熱電対フィードバックにより、均一な温度分布と厳密な温度許容範囲を保証します。これらの機能により、現実の使用条件における応力を制御された実験室環境で再現し、フィールドに展開する前に、エンジニアが降伏強度、クリープ挙動、漏れ性能に関する実用的なデータを得られます。  

モジュラー設計とオープンな4–20 mA制御ループにより、外部PLCやDAQプラットフォーム（例：National Instruments LabVIEW、Chant DataTEST™）とのシームレスな統合が可能です。レシピ管理、自動安全インターロック、高速データ記録（≥10 Hz）により、繰り返し試験サイクルを効率化し、ASTM A312/A213、EN 10216-2、API 5Lなどの規格への準拠を簡素化します。ターンキーでの立ち上げ、オペレータートレーニング、完全な校正サポートを含め、Neometrixは単なる試験ベンチではなく、要求の厳しいR&Dおよび生産ニーズに適応、拡張、進化できる包括的な品質保証エコシステムを提供します。

2. システム構成とアーキテクチャ
- 油圧生成
- Haskelエア駆動インテンシファイアポンプ（モデルMS-110）：最大250 kgf/cm²まで滑らかで制御可能な圧力立ち上がり、空気圧フェイルセーフ運転。
- 圧力計測：WIKAアナログゲージ2基（0–16 bar 補助；0–600 bar 主）、精度 ±0.5 %、4–20 mAトランスミッタによるデジタルフィードバック。
- バルブネットワーク：ステンレス製ボールバルブ、ニードルバルブ、精密レギュレータ（1/4″ BSP、≥150 psi）で加圧、保持、安全排気を精密制御。
- 熱管理
- PID制御ヒーターブロック：アルミブロック内のカートリッジヒーターで最大350°Cを供給、K型熱電対フィードバックで±10°C以内に制御。
- 冷却コイルアセンブリ：SS-304製コイル3本（各6 m）で冷却液を循環させ、シール保護と冷却加速を実現；サーモスタット混合バルブで熱衝撃を防止。
- 安全・筐体
- 亜鉛メッキ鋼製安全ケージ：インターロックアクセスパネル、非常停止ボタン、300 bar設定の過圧安全弁。
- 電気保護：回路ブレーカー、サージ抑制器、ヒーター回路ヒューズによりCE/UL準拠。
- 制御・データ取得インターフェース
- アナログI/O：4本の4–20 mAループ（圧力2本、温度2本）を外部DAQ/PLCシステム（LabVIEW、DataTEST™）と統合。
- レシピ保存：タッチスクリーンHMIまたはPCソフトウェアでユーザー定義の試験プロファイル（立ち上がり速度、保持時間、アラーム閾値）を保存可能。

主な特長
- 正確な圧力プロファイリング：最大10 bar/minの滑らかな立ち上がり、安定した保持、±0.5 %の精度で、精密な耐圧・破壊試験を実施。
- 精密な温度制御：PID制御ヒーターにより均一な温度分布を実現、設定温度最大350°Cで±10°Cの安定性。
- 強固な安全システム：インターロック安全ケージ、過圧安全弁、非常停止、自動シャットダウンで操作員を保護。
- モジュラー設計：クイックディスコネクト継手と標準化インターフェースで、コンポーネント交換、システム再構成、将来のアップグレードを簡易化。
- データ取得対応：4–20 mAループ、オプションLVDT、高速記録（≥10 Hz）でLabVIEWやDataTEST™に統合可能。
- マルチテスト対応：同一プラットフォームで、静水圧、破壊、疲労サイクル、ヘリウムリーク検出モードをサポート。



  

    

      
パラメータ
      
値
    
  
  

    

      
最大圧力
      
250 kgf/cm² (約 245 bar)
    
    

      
温度範囲
      
周囲温度～350 °C
    
    

      
試験用チューブ外径 (OD)
      
90.12 mm (f8公差)
    
    

      
試験用チューブ肉厚
      
3 mm
    
    

      
試験用チューブ長さ
      
1,200 mm
    
    

      
オイルリザーバ容量
      
10 L SS-304
    
    

      
油圧ポンプモデル
      
Haskel MS-110
    
    

      
圧力計レンジ
      
0–16 bar 補助; 0–600 bar メイン
    
    

      
温度コントローラ精度
      
±10 °C
    
    

      
ヒータ出力
      
3 kW (標準)
    
    

      
冷却コイル
      
3 × 6 m SS-304
    
    

      
安全弁設定圧力
      
300 bar
    
    

      
電源
      
415 VAC、50 Hz、3相
    
    

      
圧縮空気要件
      
6 bar、オイルフリー
    
  


3. 動作原理とワークフロー
3.1. 試料設置：絶縁ヒーターブロック間にチューブを固定し、圧力シール付きエンドフィッティングを取り付け；熱電対の中央設置を確認。  
3.2. システムチェック：SS-304オイルタンクを充填、継手を検査、冷却水流量確認、インターロック状態確認。  
3.3. 圧力立ち上げ：ブリードバルブで空気を排出後、Haskelポンプでプログラム可能速度（例：10 bar/min）で設定圧まで立ち上げ。  
3.4. 温度立ち上げと保持：PID制御で最大350°Cまで加熱、指定時間（通常30分）保持。  
3.5. 監視とアラーム処理：圧力、温度、任意の変位（LVDT経由）を≥10 Hzで記録；自動アラームで逸脱時にテスト一時停止または中止。  
3.6. 制御停止：ヒーター電源OFF、圧力を徐々に解放して油圧ショック回避、50°C未満まで冷却後、分解。

4. 規格準拠および試験モード
- 準拠規格：
  - ASTM A312/A213：継ぎ目なしおよび溶接ステンレスチューブの耐圧試験（1.25×MAOP）。  
  - EN 10216-2：圧力用途向け鋼管。  
  - API 5L：ライナーパイプ静水圧試験（1.25×MAOP）、永久変形制限付き。  
- 試験バリエーション：
  - 静水圧耐圧試験：漏れや永久変形がないか確認。  
  - 破壊試験：破壊まで加圧、破壊圧力と破壊モードを記録。  
  - 疲労サイクル試験：自動サイクル（MAOPの±10%、最大1 Hz）で疲労寿命評価。  
  - ヘリウムリーク検出（オプション）：質量分析計統合で感度<10−5 mbar·L/s。

5. 高度な自動化と報告
- レシピ管理：各ステップの立ち上がり速度、保持時間、アラーム基準を含む複数プロファイルを保存・呼び出し可能。  
- リアルタイムデータ取得：全アナログ入力の高速記録（≥10 Hz）、アラーム閾値設定でインターロックやHMI警告をトリガー。  
- 報告・トレーサビリティ：PDF/CSV形式で標準化されたレポート生成、タイムスタンプ付きデータ、校正証明書、操作員ノートをHMIまたはPCから直接出力可能。

6. 設置、校正およびサポート
- 設置条件：
  - 電源：415 VAC ±10%、50 Hz、3相、20 Aブレーカー。  
  - ユーティリティ：6 bar乾燥無油圧縮空気、冷却水入口/出口、重力排水。  
- 工場受入試験（FAT）：出荷前に顧客プロトコルに基づき、圧力、温度、制御ロジック、安全インターロックを検証。  
- 現地立ち上げ：Neometrixエンジニアによる設置、機器校正、操作員トレーニング（操作、安全、保守）。  
- 保守・校正：ゲージ/トランスミッタの年次校正、シール・Oリング・ヒーターカートリッジの四半期点検。スペアキットでダウンタイムを24時間未満に。

7. カスタマイズおよび将来のアップグレード
- 高圧インテンシファイア：高強度合金用に400–600 bar対応にアップグレード可能。  
- 拡張加熱範囲：酸化に敏感な材料向けに不活性ガスパージセラミックヒーターで最大500°C。  
- 複数試料用治具：ロータリーまたはマニホールド設計で最大4本のチューブを連続試験可能、QAスループット向上。

8. 応用分野
- 航空宇宙・防衛：油圧・燃料ラインチューブの飛行サイクル圧力・温度下での認定。  
- 発電・石油・ガス：蒸気発生器チューブ、海底パイプライン、高圧プロセスラインのクリープ・破壊試験。  
- 原子力・研究：新合金組成および形状のR&D、RCC-MおよびASME BPVC準拠試験。

9. 結論
Neometrixチューブ加圧試験装置は、精密な圧力・温度制御から自動データ取得および報告まで、モジュラーで安全認証済みのプラットフォーム上でエンドツーエンドの能力を提供します。主要な国際規格に準拠し、容易にアップグレード可能で、エンジニアおよびQAチームに材料認定、R&D探索、生産検証に必要な信頼性と柔軟性を提供します。Neometrixの包括的ソリューションで、将来の技術的課題に対応可能な試験インフラを構築してください。