管継手の耐圧性能

各種配管に使用される溶接式管継手の重要な性能の一つに耐圧性能があります。管継手に求められる耐圧性能は、最高使用圧力条件下や接続される鋼管と同じ使用圧力に耐え、漏れがないことが要求されます。

鋼管の場合、個々の製品での水圧試験特性又は非破壊試験特性（水圧試験の代替で実施される非破壊試験）の実施が規格で求められていますが、管継手の場合、代表製品による形式検査により評価されます。

この記事では、日本産業規格（JIS規格）で規定される管継手の耐圧性能試験について解説します。

弊社で扱う管継手のJIS規格（①JIS B 2311:一般配管用鋼製突合せ溶接式管継手,②JIS B 2312:配管用鋼製突合せ溶接式管継手,③JIS B 2313:配管用鋼板製突合せ溶接式管継手)での耐圧性能試験は以下のとおりになります。

継手のJIS規格に規定される耐圧試験
規格	条件
JIS B 2311	管継手は，JIS G 3452及びJIS G 3457の規定による水圧試験特性と同じ圧力に耐え，漏れがあってはならない（2.5MPa）。耐圧性能試験は，管継手に鋼管を溶接し，水圧によって徐々に内圧を加え，JIS G 3452及びJIS G 3457の規定による水圧試験特性と同じ圧力で5秒間以上保持したとき，これに耐え，漏れが生じないことを調べる。
JIS B 2312	管継手の耐圧性能は，次による。ただし，呼び厚さが異なる端部をもつ管継手は，呼び厚さ又はt/Dの小さい方の値を耐圧性能とする。ここに，t：管継手の厚さ（mm），D：管継手の外径（mm）とする。管継手は，規格に規定した対応する鋼管に関する日本工業規格の規定による水圧試験特性と同じ圧力に耐え，漏れがあってはならない。管継手は，次の式で計算した対応する鋼管の破裂圧力で破裂してはならない。 P₀ = 2s₀t₀D₀ ここに， P₀：鋼管の破裂圧力（MPa） t₀：鋼管の最小厚さ（許容差内での）（㎜） D₀：鋼管の外径（㎜） s₀：規格に規定した対応する鋼管に関する日本工業規格の規定による引張強さの最小値（N/㎜²）
JIS B 2313	管継手の耐圧性能は，次による。ただし，呼び厚さが異なる端部をもつ管継手は，呼び厚さ又はt/Dの小さい方の値を耐圧性能とする。ここに，t：管継手の厚さ（mm），D：管継手の外径（mm）とする。管継手は，規格に規定した対応する鋼管に関する日本工業規格の規定による水圧試験特性，又は次の式で計算した値と同じ圧力に耐え，漏れがあってはならない。 P = 2stD ここに， P：試験圧力（MPa） t：管継手の厚さ（㎜） D：管継手の外径（㎜） s：規格に規定した対応する鋼管に関する日本工業規格の規定による降伏点又は耐力の最小値の60％の値（N/㎜²）管継手は，次の式で計算した対応する鋼管の破裂圧力で破裂してはならない。 P₀ = 2s₀t₀D₀ ここに， P₀：鋼管の破裂圧力（MPa） t₀：鋼管の最小厚さ（許容差内での）（㎜） D₀：鋼管の外径（㎜） s₀：規格に規定した対応する鋼管に関する日本工業規格の規定による引張強さの最小値（N/㎜²）

形式試験は製造範囲を基に、以下を考慮して実施します。

管継手の形状（ロングエルボ，ショートエルボ，同心レジューサ，偏心レジューサ，T（径違いTは，同径Tで代表してもよい。）及びキャップ）
管継手の外径，厚さ
管継手の製造方法

管継手の材質については、鋼種の代表的なものについて実施するように当該JIS継手規格で規定されております。鋼種の引張特性に、耐圧性は比例することから、代表的な鋼種で実施した耐圧性能検査の結果は、その他の鋼種にも使用できるために、このように規定されていると理解しております。

一つの形式試験の結果に対して、外径及び厚さは以下の条件の範囲を認めることができます。

管継手の径の呼び：形式試験を実施した管継手の径の呼びの1/2～2倍
管継手の厚さ/外径：形式試験を実施した管継手の厚さ/外径の1/2～3倍

形式試験は、管継手メーカーとして技術的な基礎となるデータを得られることから大きな製法変更等が無い限り、以前に取得した結果を用いていますが、近年では、JISマーク認証の再審査での製品試験でサンプリング製品での耐圧試験が3年ごとに実施されるようになっています。この時の様子の写真を示します。※最上部写真もこの時のものです。