水圧鋳物の気密性や耐圧性を試験する基準と方法は何ですか

油圧機械鋳造品 バルブ本体、ポンプハウジング、シリンダーバレルなどの部品は、油圧システム内の基本コンポーネントです。これらは複雑な内部流路を備えており、高い動作圧力にさらされます。したがって、耐圧性 (水圧強度) と気密性 (気密シール) が重要な品質指標となります。厳格なテストにより、製品の認定、システムの安全性、および長期的な動作信頼性が保証されます。

耐圧性 (静水圧強度) 試験: 規格と実施

水圧試験または水圧強度試験は、高い流体圧力下での鋳物の構造的完全性を検証します。これにより、最大応力条件下でもコンポーネントが塑性変形や破断を受けないことが保証されます。

キー圧力パラメータの決定

水圧鋳造の試験圧力は、業界標準および特定の製品仕様に従って、コンポーネントの公称圧力 (設計使用圧力) よりもはるかに高く設定されています。

• 標準乗数: 業界の一般的な慣例では、テスト圧力は公称圧力の 1.5 倍である必要があると規定されています。たとえば、公称圧力 25MPa 用に設計されたバルブ本体は、少なくとも 37.5MPa の試験圧力に耐える必要があります。

• 試験媒体: 通常は、浄水、作動油、エマルションなどの液体媒体が使用されます。液体は非圧縮性であるため、エネルギーの放出が最小限に抑えられ、鋳造が失敗した場合の安全性が向上するため、液体が好まれます。

• 保持時間: 試験圧力は、鋳造品の壁の厚さ、サイズ、および管理基準に応じて、通常 3 ～ 10 分の範囲の指定された期間維持する必要があります。大型コンポーネントや重要なコンポーネントには、より長い保持時間が必要です。

試験手順と合格基準

信頼性の高い結果を得るには、試験手順では正確な制御と細心の注意が必要です。

• 加圧プロセス: 圧力はテストレベルまでゆっくりと均一に増加する必要があります。誤診や損傷を防ぐために、急激な圧力スパイクは避けてください。目標圧力の 90% に達したら、増加速度を遅くする必要があります。

• 目視検査: 保持時間中、オペレーターはすべての外面、溶接部 (該当する場合)、および接合部の詳細な目視検査を実施する必要があります。

• 合格基準: 次の場合、鋳造は準拠しているとみなされます。

  1. 鋳造本体には、目に見える漏れ（滴りやスプレーなど）の兆候はありません。

  2. 鋳造構造には観察可能な変形や破断は見られません。

  3. 圧力計の測定値は、必要な保持時間全体にわたって、大幅な低下なく安定した状態を保ちます。

漏れ気密性 (気密性) 試験: 方法と要件

漏れ気密性試験では、流体の浸出につながる可能性のある微小収縮、微細な気孔、小さな亀裂などの微小な欠陥に焦点を当てて、鋳造材料の密度と完全性を評価します。気体分子は液体分子よりもはるかに小さいため、気体は浸透性に優れており、気密試験は微細な欠陥に対して非常に敏感です。

媒体と圧力の設定

漏れ防止性の試験媒体は通常、圧縮空気や窒素などの乾燥した清浄なガスです。

• 試験圧力: 気密試験圧力は通常、公称圧力の 60 ～ 100 の範囲、または製品規格で指定されています。これは通常、静水圧試験圧力よりも低くなります。一部の規格では、最低圧力 0.2 MPa が義務付けられています。

• 重要性: 制御室と油圧バルブ本体の内部通路では、気密性が最も重要です。これにより、効果的な流体制御が確保され、システム内の有害な「内部漏れ」が防止されます。

主要な検出方法

水圧鋳物の気密性をチェックするために、いくつかの高感度方法が採用されています。

1. 水浸漬試験:

   • 鋳造品の内部は試験ガスで加圧されます。

   • コンポーネント全体または検査対象の特定の領域を水槽に浸します。最高点は水面から一定距離離れていなければなりません。

   • 合格基準: 十分な浸漬時間の後、表面に連続的で安定した気泡の流れが観察されます。持続的な泡立ちは漏れ経路を示し、不合格につながります。

2. 液体塗布試験（シャボン玉試験）：

   • 鋳物は内部で加圧されます。

   • 特殊な検出液 (石鹸液や発泡剤など) が、合わせ面、ねじ接続部、壁厚移行部などの重要な表面に塗布されます。

   • 合格基準: 漏れが存在する場合、漏れたガスは表面で成長し続ける気泡を形成します。目視検査は通常、少なくとも 1 分間続きます。

3. 圧力減衰試験（差圧法）：

   • この方法では、高精度センサーを使用して、密閉された加圧鋳造内の圧力降下を特定の保持時間 (たとえば、3 分) にわたって監視します。

   • 利点: この方法は高度に自動化されており、リーク率を定量的に測定できるため、大量生産に適しています。

   • 許容基準: 実際の圧力降下は、製品規格で指定されている、またはサプライヤーと顧客が合意した最大許容圧力降下未満でなければなりません。

4. ヘリウム質量分析によるリーク検出:

   • これは最も感度の高い方法であり、非常に小さな漏れ (マイクロ リーク) を検出できます。

   • ヘリウムは、鋳物を加圧するためのトレーサーガスとして使用されます。次に、質量分析計が、周囲の真空チャンバーまたはスニッフィング領域に漏れ出るヘリウムの濃度を検出します。

   • この方法は、漏れゼロ耐性が要求される航空宇宙またはその他のミッションクリティカルな水圧鋳造用に予約されています。

専門的な試験手順に対する厳格な要件

すべての専門的な試験は、静水圧強度や気密性のいずれであっても、厳格な安全性と精度の規制に従う必要があります。

• 機器の校正: すべての圧力計、センサー、加圧機器 (ポンプ/コンプレッサー) は専門的に校正する必要があります。ゲージの精度は必要な基準を満たす必要があり、その範囲は通常、テスト圧力の 1.5 ～ 3.0 倍です。

• 安全プロトコル: テスト中、ねじ接続を締めたり、加圧されたコンポーネントに外力を加えたりすることは固く禁じられています。減圧はゆっくりと行う必要があり、圧力計がゼロに戻る前に加圧部品を分解しないでください。

• トレーサビリティ: テスト圧力、使用媒体、保持時間、周囲温度、オペレーターの識別、および最終結果を詳細に記載した包括的なテストレポートが必須です。すべてのデータは簡単に追跡できる必要があります。