HYDROSTATIC PIPE TESTER

概要説明
鋼管水圧試験機の基礎技術はHYDRO FORMING、超高圧水技術の原点である

鋼管の歴史と水圧試験機●

18世紀後半イギリスの産業革命 1780年前後
蒸気機関、街路のガス燈が誕生していた

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1813年

鍛接鋼管の開発(英)大量生産
この為の水圧試験は最もｼﾝﾌﾟﾙで量産に適した確実な検査装置として活用されたと推定する

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1829年

英国の鉄道普及、Crown Tube社(一つの都市全体がPipe加工を行っていた)

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1889年

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1900年初

ｼｰﾑﾚｽ鋼管の誕生 (独)Mannesmann方式とも言うERW溶接鋼管の開発(米)Johnston

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1911年

日本初は旧住友金属がMannesmann設備を英国より水圧機を含め輸入

故に200ン以上前から英国で鋼管水圧試験機は存在したと推測

弊社と水圧試験機の経緯■日本では、明治時代に日立製作所の創業者(小平浪平氏)が高圧の水圧ポンプの生産を行っていたのでその頃には鋼管もあり耐圧試験機も有ったと思う。

■弊社は、戦後まもなく海外から高額で購入された「鋼管耐圧試験機」の基礎図面によって照会を受けたのが1950年前半頃である。第1号機が1954年に水圧試験機を完成して納入しました。
つまり当社、製造して 『 約６７年 』 の歴史となます。

この間、世界１６ケ国 ２９０台の実績

弊社に於ける水圧試験機の経緯
1930年
1954年
1959年
1964年

創業、水圧Pump等の製造
一号機を八幡製鉄所に納入
200Mpaの水圧試験機を山陽特殊製鋼に納入
海外(Thailand)へ納入

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1974年

147Mpaの中径シームレス管耐圧試験機納入

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1978年

海外(Rumania)へ5台納入

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1980年
1980年
2006年
2021年

海外(SAUDIARABIA)60"UO耐圧試験機納入
海外(USA)100Mpa管耐圧試験機納入
海外(Argentina)162Mpa耐圧試験機納入
納入実績290機の納入実績

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鋼管の製造方法と適用区分 ①鍛接管の製造方法熱間方法

突合せ鍛接方法
重ね鍛接方法B u tt We lde d
Lap We lde d

Butt Welding
Rap Welding

For ming Roller

Re h e atin g Fu rn ac e

ｼｰﾑﾚｽ管の製造方法 (Mannesmann方式)

Reducing

熱間方法その他代表的な加工方法
スパイラル製造方法 溶接
大径管に適している、80 inch

UOE製造方法 溶接
20～60 inch

BilletHeating

Mandr el
熱間押出し製造方法
SUS.アルミ、銅管加工、小径管ERW管の製造方法

冷間方法 (中田製作所 FF-X Mill)
Welding

ロールベンディング製造方法 溶接
大径厚肉やタンクの製造
数 ｰ ｰ径、100mm肉厚可Fr oming

Roll Mill鋼管の製造方法と適用区分 ②
Spairal Forming 方法

特徴
Outter side Welding

大径鋼管の製造
主に水道、下水管、建設構造物に使用される。
Max. 2000 mm以上可能冷間製造方法

厚肉の鋼管は不可能

Froming

UOE製造方法

米国：ｶｲｻﾞｰ社

Inner side Welding

Mechanical
Expand ｸﾞﾛﾄﾈｽ社

独国：ﾎｲｯｽﾗｰ社

肉厚：Max 50 mm
外径 500 ～ 1800 mm
Pipe 長さに限界がある

Outter side Welding

JFE
福山工場

Hydro-Expand

U-Forming

O-Forming
JFE
鶴見工場

E-Forming

弊社「水圧試験機」の技術ポイント• 最高182MPaの高水圧テストが可能
Maximum water-pressure tests of 182 MPa.

• 弊社独自のExtra Gaps Packingによる、Protectorが取り付いたままでのテストが可能。

Protector-attached tests (Extra Gaps Packing).

• 弊社開発のEG Sealing Unitによる、HYPREX-developed EG Sealing Unit・24"で約0.6"の大きなGapsで215MPaのSealが可能
215 MPa at big gaps of about 0.6 inch for 24 inch OD pipe.
・ Protector 無しの場合でも、パイプ端面に傷を付ける事が無い。
Pipe end face is not damaged even without protector.

• 昇降クランピングキャレッジの採用による段取り換えの不要。
No need to change arrangement procedure when adapting the up / down
clamping carriage• 乱尺パイプの自動対応！
Can be applied automatically to random pipe sizes鋼管水圧試験機 の概要図

鋼管水圧試験機 の構造①

ﾒｰﾝﾌﾚｰﾑ上部での試験方法
Head Stok

Tail Stock
Test Pipe

Main Frame
Lock Pin

特徴
試験Pipeの搬送がスムース
Tool Changeが容易
1-12連成等のｺﾝﾍﾞｱ方式が可能

欠点
Main Frameに偏荷重が加わる
Main Frameが重量アップ

鋼管水圧試験機の構造②

ﾒｰﾝﾌﾚｰﾑの中心部での試験方法Tail Stock
Head Stok

Test Pipe

Main Frame

Main Frame

Lock Pin

特徴
Main Frameのセンターに荷重が加わる
Main Frameの重量が少ない

欠点
試験Pipeの搬送で落とし込みがある
ｻｲｸﾙ ｲﾑが長くなる
1連成のみ

鋼管水圧試験機 の構造③

テンションバー方式の試験方法

Head Stock

Upper Tension Bar

Test Pipe

Tail Stock

特徴
Main Frameに比べ基礎工事費用節約

欠点
Tension Barの接続と撓み対策

鋼管水圧試験機 の構造④

テンションビーム方式の試験方法

Head Stock

Upper Tension Bar

Test Pipe

Tail Stock

Lock Pin

Lower Tension Bar特徴
Main Frameに比べ基礎工事費用節約
大径管用に適している

欠点
Tension Beamの現地溶接と撓み対策
Toolingの交換が不便

世界特許のEG PRE-SEAL PACKING技術
ｴｧｰﾚﾘｰｽﾞﾊﾞﾙﾌﾞやﾌｲﾘﾝｸﾞﾁｪｯｷﾊﾞﾙﾌﾞにも採用

Ｅ.Ｇ. ＳＥＡＬ ＵＮＩＴ 活用例

バランス制御の原理• 試験パイプ径が大きくなると肉厚断面積に比べて、内径断面積が圧倒的に大きく、反力ばかりが大きくなる。

• このことは肉厚断面積に加える荷重制御の精度を悪くし、座屈、端面の潰れなどにつながる。

• そこで、概念図のように外径Dより少し大きい(D+α)径のラムシリンダーを設け、ラムに導水口を開けてバランスシリンダーとする。

• 試験圧力は導水口を介してラム端面に加わり、パイプ端面に加わる力量はD径分相殺されα分のみが端面に加わる。

• このα分の力量は油圧でコントロールされるが、力量が小さく経済的であり、フルスケール精度が大幅に改善される。

バランス制御の効果■座屈、端面の潰れの防止■試験圧力昇圧時の、ハイプの ”ずれ”抑制
テストパイプ内の水圧を検出して相応の作動油をメインシリンダー内に送り込むフィードバック制御にて、パッキン部分の移動量(ずれ)を抑制する(追従制御システム)■シールパッキン寿命の拡大■シールパッキンのコストが削減■生産性が大きく向上パッキン交換に伴う設備停止取替え工数などが削減

何故水圧試験が必要か• 1. 管全体の耐久性、漏れの検査に最適
超音波、加硫探傷、X線いずれの試験方法より安く確実• 2. 日本工業規格で水圧試験を行うことが明示• 3. OCTG(油井管)は抗張力での耐圧試験が条件。
• 4. API,ISOの試験圧力 P=(2・f・ysmin・t)/Dが基本• 5. 水圧試験の不必要な鋼管ビル等の構造用鋼管、家具、一部の自動車、単車部品用