圧力計の性能をテストするにはどうすればよいでしょうか？

圧力計のテストには、1 つの測定値と基準ゲージを比較するだけでは不十分です。信頼性の高い評価では、測定精度、再現性、ヒステリシス、ゼロリターン、安定性、および意図した動作範囲全体にわたる機器の応答を確認する必要があります。

産業用バイヤーにとって、パフォーマンステストは別の目的にも役立ちます。これは、サプライヤーが校正、テスト手順、参照標準、担当者の能力、文書化、および製品の一貫性を管理できるかどうかの証拠を提供します。

1 つの実験室テストに合格した圧力機器が、自動的に信頼できるサプライヤーであることを示すものではありません。調達の決定では両方を考慮する必要があります製品の性能とその性能を生み出す製造システム。

圧力機器をテストする際には何を評価する必要がありますか?

適切なテスト方法は、機器のタイプ、精度クラス、測定範囲、アプリケーション、および受け入れ要件によって異なります。

テストを開始する前に、どの特性を評価する必要があるかを定義します。

よくある調達ミスは、テスト方法、合格基準、基準機器、環境条件、または必要な記録を定義せずに、圧力機器が「テスト」されたかどうかを尋ねることです。

テストを開始する前にテスト要件を定義する

テストは製品仕様と対象用途から始める必要があります。

バイヤー、研究所、または品質チームは以下を確認する必要があります。

• 楽器の種類
• 測定範囲
• 精度クラス
• 解決
• 圧力媒体
• 通常使用圧力
• 最大許容圧力
• 必要なテストポイント
• 圧力サイクル数
• 圧力の増減シーケンス
• 環境条件
• 適用規格
• 合格基準
• 校正証明書の要件
• トレーサビリティ要件
• テストレポートのフォーマット

調達プロジェクトが異なれば、必要な検証レベルも異なります。

一般的な産業サービスに使用される標準的な機械式圧力計は、定期的な校正と機能検査が必要な場合があります。実験室の基準として使用される精密圧力機器には、より厳格な環境制御、より多くのテストポイント、より低い測定不確かさ、およびより強力な計量学的トレーサビリティが必要な場合があります。

テスト計画は、すべての機器に同じ手順を適用するのではなく、測定リスクを反映する必要があります。

試験前に圧力計を準備する

準備が不十分だと、機器に起因すると誤って測定エラーが発生する可能性があります。

視覚的および機能的検査を実行する

圧力計をテストシステムに接続する前に検査してください。

以下を確認してください:

ケースやハウジングの損傷

ひび割れた計器窓

曲がったポインター

電気接続またはプロセス接続が緩んでいる

損傷したスレッド

腐食

液漏れ

読めない目盛りや表示

銘板情報が間違っている

シールまたはコンポーネントが欠落している

デジタル機器の場合は、仕様で要求されるディスプレイ、電源、バッテリーの状態 (該当する場合)、構成、および通信機能を確認してください。

校正または性能テストを開始する前に、目に見える損傷を記録します。

機器の識別とトレーサビリティの確認

機器の ID が注文書、仕様書、検査書類と一致していることを確認してください。

重要な情報には次のものが含まれる場合があります。

• メーカー
• モデル
• シリアルナンバー
• 測定範囲
• 精度クラス
• プロセス接続
• 出力信号
• 材質仕様
• 校正ステータス

シリアル番号のトレーサビリティは、購入者が複数の機器を購入する場合、または個々のユニットの校正証明書を必要とする場合に特に重要になります。

適切な参照機器の選択

参照標準は、試験対象の機器に十分な精度と測定能力を提供する必要があります。

用途に応じて、試験装置には次のものが含まれます。

• 基準圧力計
• デジタル圧力校正器
• 圧力コントローラー
• 圧力天びんまたは重錘試験機
• 差圧校正器
• 圧力ポンプ
• 環境監視装置

参照標準と被試験機器との間に必要な精度関係は、適用される標準、実験室手順、不確かさ要件、または顧客の仕様に従う必要があります。

テストされた機器よりわずかに正確な基準機器を使用すると、過度の測定の不確実性が生じる可能性があります。

基準標準校正の検証

基準デバイスには、必要な測定システムに適した有効な校正ステータスと文書化されたトレーサビリティが必要です。

購入者と検査官は以下を確認する必要があります。

• 校正証明書の有効期限
• 参照標準の識別
• 校正間隔
• 校正ラボ情報
• 必要な場合の測定の不確かさ
• 認知された測定基準へのトレーサビリティ
• 校正ステータスラベル

校正ステッカーだけでは、測定のトレーサビリティを証明するのに十分ではありません。

テスト環境を制御する

環境条件は圧力測定に影響を与える可能性があります。

機器の精度とテスト要件に応じて、以下を制御または記録します。

周囲温度

温度安定性

湿度

振動

電磁妨害

圧力媒体の清浄度

計器の取り付け方向

精密圧力計は一般に、標準的な工業用ゲージよりも厳しい環境管理を必要とします。

温度差が大きい環境間で機器と基準機器を移動した場合は、安定するまで十分な時間を与えてください。

圧力計の精度をテストする方法

精度試験では、試験対象の機器の表示または出力を既知の基準圧力と比較します。

直接比較方法

直接比較法では、試験対象の機器と基準機器を同じ圧力源に接続します。

一般的な手順には次のものが含まれます。

両方の機器をテストシステムに接続します。

システムに漏れがないか確認してください。

徐々に圧力を加えてください。

各テストポイントの圧力を安定させます。

基準値と機器の読み取り値を記録します。

必要な測定範囲を続けます。

同じまたは指定されたテスト ポイントを通じて圧力を下げます。

減少する圧力の測定値を記録します。

必要に応じて圧力サイクルを繰り返します。

テスト ポイントは、該当する手順または仕様に従って、測定範囲全体に分散される場合があります。

たとえば、テストシーケンスには、測定範囲の 0%、20%、40%、60%、80%、および 100% と、それに続く減圧測定が含まれる場合があります。

該当する規格または顧客の仕様によって手順が定義されている場合、正確なテスト ポイントを恣意的に選択すべきではありません。

圧力計の試験にデッドウェイトテスターを使用する方法

一般にデッドウェイトテスターと呼ばれる圧力天びんは、加えられた力と有効ピストン面積の関係によって圧力を生成します。

必要な圧力範囲と不確かさが適切な場合、圧力計、圧力伝送器、基準機器の校正によく使用されます。

一般的なテスト プロセスには次のものが含まれます。

適切なピストンシリンダーシステムと重量を選択してください。

必要に応じて圧力バランスを水平にします。

試験対象の機器を接続します。

閉じ込められた空気や汚染物質を圧力システムから除去します。

必要な重みを適用します。

圧力を発生させ、ピストンを指定された動作状態にします。

システムが安定するまで待ちます。

機器の測定値を記録します。

必要なテスト ポイントで手順を繰り返します。

必要に応じて、減圧測定を実行します。

より高精度の作業を行うには、圧力計算に局所重力、空気浮力、温度、ピストン有効面積、および装置手順で定義されたその他の要素の補正が必要になる場合があります。

調達の意味は重要です。

サプライヤーは、信頼性の高い校正プロセスを持たずに圧力天びんを所有している可能性があります。購入者は、機器の校正ステータス、環境管理、オペレーターの能力、テスト手順、記録の保管、および測定のトレーサビリティも評価する必要があります。

テスト機器の所有権は、テスト能力と同じではありません。

差圧計のテスト方法

差圧計は、2 つの圧力入力間の圧力差を測定します。

テストでは、高圧側と低圧側の圧力条件を制御する必要があります。

手順には次のものが含まれる場合があります。

• 両ポートの圧力定格の確認
• 差圧校正器または圧力源の接続
• システムの漏れをチェックする
• 該当する場合は必要な静圧を適用します
• 定義された差圧値の生成
• 読み取り値または出力信号の記録
• 試験範囲全体の差圧を増加させる
• 同じ点を通って差圧を減少させる
• 必要に応じてサイクルを繰り返す
• テスト後のゼロシフトの評価

大きな静的ライン圧力下で使用される差圧計器の場合、ゼロ静圧での校正は現場の性能を完全には表さない可能性があります。

購入者は、アプリケーションが実際のサービスを代表する静圧条件下でのテストを必要とするかどうかを判断する必要があります。

精度、再現性、ヒステリシスを評価する方法

フルスケール圧力での 1 回の読み取りでは、機器の性能を示す証拠は非常に限られています。

複数のパフォーマンス特性を評価する必要があります。

正確さ

精度評価では、機器の指示と基準圧力を比較します。

各テストポイントでの指示誤差は次のように表すことができます。

誤差 = 機器の表示 - 参考値

機器の仕様に応じて、許容誤差は次のように表される場合があります。

フルスケールのパーセンテージ

読書の割合

固定圧力値

総合精度仕様

受入方法は製品仕様書または該当する規格に従う必要があります。

再現性

再現性は、同じ条件下で同じ圧力を繰り返し加えたときに機器が一貫した結果を生み出すかどうかを評価します。

再現性が低い場合は、次のことが考えられます。

• 機械的摩擦
• 不安定なセンシング素子
• 電子ノイズ
• 組み立ての問題
• 汚染
• 一貫性のない製造

製品は、1 回のテスト サイクルでは精度要件を満たしていても、繰り返しサイクルでは許容できない変動を示す場合があります。

ヒステリシス

ヒステリシスは、圧力の増減サイクル中に同じ圧力点での読み取り値を比較することによって評価されます。

重大なヒステリシスは次の原因で発生する可能性があります。

• 機械的摩擦
• 弾性変形
• 検出素子の特性
• 伝達機構の問題
• 組立品質

圧力が増加している間のみテストすると、この動作を明らかにできない可能性があります。

ゼロリターン

圧力を除去した後、機器が指定された許容範囲内で予想されるゼロ表示に戻るかどうかを確認します。

ゼロの戻りが悪い場合は、次のことを示している可能性があります。

• 機械的変形
• ポインタの動きの問題
• 残圧
• センサードリフト
• 過圧による損傷

安定性

安定性は、測定パフォーマンスが長期間にわたって許容可能な状態を維持しているかどうかを評価します。

調達要件に応じて、安定性評価では以下を使用する場合があります。

• 繰り返しの校正結果
• 長期にわたるドリフト記録
• タイプテスト
• 信頼性試験
• 過去の品質データ
• フィールドパフォーマンスデータ

長期調達のために圧力計のサプライヤーを比較する場合、安定性が特に重要になります。

テスト結果はどのように記録され、評価されるべきですか?

テストでは、単に合否を示すのではなく、使用可能な証拠を生成する必要があります。

圧力機器のテスト記録には以下を含める必要があります。

• 製品の識別
• シリアルナンバー
• 試験日
• 試験手順
• 基準機器の識別
• 基準校正ステータス
• 環境条件が該当する場合
• 試験媒体
• テストポイント
• 増加する圧力測定値
• 減圧測定値
• 測定誤差
• 再現性の結果
• ヒステリシス結果
• ゼロリターン
• 受け入れ制限
• 最終処分
• テスターの識別
• 必要に応じてレビュー担当者の承認

実際の結果表は次のようになります。

調達を受け入れるために、購入者は故障した機器の処理方法を定義する必要があります。

考えられるアクションは次のとおりです。

• 調整と再テスト
• 校正と再テスト
• 修理
• 交換
• 拒絶
• 拡張サンプリング
• ロットの封じ込め
• 根本原因の分析
• 是正措置の要求

失敗が繰り返される場合は、最終製品を継続的に選別するのではなく、サプライヤーの製造および品質管理プロセスの評価を開始する必要があります。

圧力計のテストでよくある間違い

圧力機器の性能テストでは、手順が適切に管理されていない場合、誤解を招く結果が生じる可能性があります。

1 つの圧力点のみをテストする

単一点テストでは、非線形性、ヒステリシス、範囲固有のエラー、または不安定な動作を特定できない場合があります。

圧力増加の結果のみを記録する

減少圧力の測定値がなければ、購入者はヒステリシスや不良な戻り動作を特定できない可能性があります。

校正ステータスを確認せずに基準機器を使用する

校正されていない、または管理が不十分な参照標準は、試験全体の有効性を損ないます。

テストシステムの漏れを無視する

漏れがあると圧力が不安定になり、結果が不正確になる可能性があります。

機器の性能を評価する前に、テストシステムをチェックする必要があります。

すべての機器に同じテスト手順を適用する

標準的な工業用圧力計、精密圧力計、差圧計、およびピストン圧力計には、異なる機器、テスト条件、および合格基準が必要な場合があります。

校正と調整を混同する

校正により、定義された条件下での機器の表示と基準値との関係が決まります。

調整により楽器は変化し、性能が向上します。

機器は調整せずに校正できますが、通常は調整後に別の校正または検証を行う必要があります。

証拠を確認せずに校正証明書を受け入れる

証明書は、機器の識別、テスト結果、参照標準、校正ステータス、トレーサビリティ、必要な場合の不確実性、および合格基準についてレビューする必要があります。

「校正済み」とだけ記載されている文書では、限定的な調達保証が提供されます。

製品テストはサプライヤー評価の 1 つのレベルにすぎません

完成した圧力機器をテストすると、検査された製品が特定の時点で定義された要件を満たしているかどうかが確認されます。

サプライヤーが将来の生産バッチ全体にわたって一貫して適合製品を製造できるかどうかには回答しません。

調達の決定では、サプライヤーの品質能力を 4 つの補完的なレベルを通じて評価する必要があります。

これら 4 つのレベルは、さまざまな調達リスクに対応します。

品質管理証明書は製品テストに代わるものではありません。合格したサンプルはプロセス管理に代わることはできません。工場監査は、継続的なサプライヤーのパフォーマンス管理に代わるものではありません。

圧力計のサプライヤーの試験能力を評価する方法

サプライヤーの評価基準は、機器の種類と調達リスクを反映する必要があります。

コモディティ圧力計の場合、購入者は生産の一貫性、校正効率、コスト、納期、不適合製品の管理を重視する場合があります。

精密機器の場合、購入者は測定機能、環境管理、参照標準、校正手順、技術担当者、不確実性管理、およびトレーサビリティをより重視する必要があります。

重要な産業用途で使用されるカスタム機器または製品の場合、製品開発、設計検証、製造プロセス管理、信頼性テスト、変更管理、および是正措置機能がより重要になる可能性があります。

品質および校正システムを評価する

サプライヤーが以下を備えているかどうかを確認します。

• 明確な品質責任
• 管理された校正手順
• 機器の校正スケジュール
• 参照規格のトレーサビリティ
• 文書管理
• 不適合製品の手順
• 是正措置のプロセス
• 内部監査記録
• トレーニング記録

ISO 9001 証明書はサプライヤーの資格をサポートする可能性がありますが、文書化された管理が実際に実装されているかどうかを購入者が検証する必要があります。

テストプロセスを評価する

サプライヤーがどのように校正とテストを実行するかを観察してください。

次のことを確認してください。

• テスト手順はワークステーションで利用できます
• オペレーターは手順に従います
• 必要な安定化時間は尊重されます
• 圧力の増加と減少のサイクルが完了しました
• 環境条件は必要に応じて管理されます
• 基準機器は校正範囲内にあります
• テスト結果は正確に記録されます
• 故障した機器は特定され、隔離されます
• 調整後の再テストを制御
• 個々の製品または製造ロットまでの記録が追跡可能

ここで、プロセス評価が特に重要になります。

2 つのサプライヤーが同様の校正装置を使用し、非常に異なるレベルのプロセス制御を運用しながら同様の証明書を作成する場合があります。

設備と人材の能力を評価する

購入者は以下を確認する必要があります。

• 使用可能な圧力範囲
• 基準機器の精度
• 機器の校正状況
• 校正間隔
• 整備記録
• 環境監視装置
• 自動化およびデータ収集機能
• 技術者トレーニング
• 技術経験
• 特定のテストを実行する権限

テストデバイスの数だけではテスト能力を実証できません。

管理された手順、有能な技術者、維持された設備、追跡可能な基準、および信頼できる記録を備えた小規模な研究室は、プロセス規律が弱い大規模な研究室よりも調達リスクが低い可能性があります。

過去の品質パフォーマンスを評価する

サプライヤーの評価には、実際の生産実績からの証拠を含める必要があります。

役立つインジケーターには次のようなものがあります。

• 初回合格率
• 校正失敗率
• 手戻り率
• 返品率
• 顧客からの苦情
• 繰り返される測定失敗
• 時間通りの配達
• 是正措置の応答時間

以前に特定された欠陥の再発

過去の実績は、サプライヤーが工場訪問やサンプル承認を超えて測定品質を維持できるかどうかを判断するのに役立ちます。

購入者は工場または校正ラボを訪問する際に何に注意する必要がありますか?

バイヤーが何を観察すべきかを知っていれば、サプライヤーを短時間訪問しても有益な情報を得ることができます。

まずはテストエリアから。

基準機器が識別されているか、校正ステータスが表示されているか、環境要件が監視されているか、作業指示がアクセス可能か、テスト記録が検査対象の製品と一致しているかどうかを確認します。

続いて生産現場を見学します。

機器のメンテナンス記録、プロセス管理、仕掛品の識別、オペレーターの指示順守、不適合製品の隔離を調べます。

倉庫によって、サプライヤー管理に関するさらなる問題が明らかになる可能性があります。

未確認の原材料、管理されていない在庫、劣悪な保管条件、過度の仕掛品、混合製品の状態、弱いトレーサビリティは、より広範な運用リスクを示す可能性があります。

購入者はまた、書面による手順を実際の慣行と比較する必要があります。

十分に準備されたサプライヤーのプレゼンテーション、最新の実験室、または清潔な作業場は役に立ちますが、手順、記録、機器の状態、オペレーターの行動、完成品の間の一貫性が管理能力のより強力な証拠となります。

バイヤーは圧力計のサプライヤーをどのように比較する必要がありますか?

汎用サプライヤー スコアカードをすべての圧力機器調達プロジェクトに使用するべきではありません。

評価要素と重み付けは、アプリケーションと調達の目的を反映する必要があります。

実際のサプライヤーの比較には次のものが含まれます。

重み付けは調達要件に応じて変更する必要があります。

精密基準機器は、汎用工業用ゲージと同じスコアカードを使用して調達すべきではありません。

同様に、校正の失敗、不安定な品質、不十分な文書化、頻繁なやり直し、または納品の遅延により総調達コストが高くなる場合、最も低い単価を提供するサプライヤーが自動的に最高のコストスコアを受け取るべきではありません。

実用的な圧力機器の調達および検証フレームワーク

産業用バイヤーは、次のプロセスを使用して、製品テストをサプライヤーの認定および調達リスク管理と結び付けることができます。

ステップ 1 - 測定要件の定義

圧力範囲、精度、分解能、動作環境、圧力媒体、出力要件、適用規格、測定失敗の影響を明確にします。

ステップ 2 - 検証計画を定義する

テストポイント、圧力サイクル、基準機器要件、環境条件、合格基準、文書化、およびトレーサビリティを指定します。

ステップ 3 - サプライヤーの技術的能力を評価する

サプライヤーがアプリケーションを理解しており、適切なエンジニアリング、製造、校正、およびテストの能力を備えているかどうかを判断します。

ステップ 4 - 品質および校正システムを確認する

参照標準管理、機器の校正、要員の能力、文書管理、不適合製品の管理、および是正措置手順を検証します。

ステップ 5 - テストプロセスを評価する

実際のテスト実施が管理された手順に従っていることを確認し、完全で追跡可能な記録を生成します。

ステップ 6 - サンプルまたは初期生産を検証する

サプライヤーが用意したサンプルや証明書のみに依存するのではなく、代表的な製品に対して性能テストを実行します。

ステップ 7 - 製造検査要件の定義

プロジェクトに定期的な校正、サンプリング検査、ロットの受け入れ、出荷前検査、サードパーティによるテスト、または追加の製品検証が必要かどうかを判断します。

ステップ 8 - プロジェクト固有の基準を使用してサプライヤーを比較する

測定リスク、技術的な複雑さ、品質要件、コスト目標、納期要件、サービスの期待に応じて評価の重み付けを調整します。

ステップ 9 - サプライヤーのパフォーマンスを監視する

サプライヤーとの関係全体にわたって、品質結果、校正の失敗、納品実績、苦情、是正措置、再発する問題を追跡します。

最終的な推奨事項

圧力機器の性能をテストする場合は、1 つの測定値が許容誤差範囲内にあるかどうかだけを確認する必要があります。

有意義な評価を行うには、精度、再現性、ヒステリシス、ゼロリターン、安定性、環境条件、参照標準管理、測定トレーサビリティ、試験手順、および文書化を考慮する必要があります。

産業用調達の場合、製品の検証はサプライヤーの評価にも関連付けられる必要があります。

買い手は、サプライヤーが長期にわたって一貫した製品を提供するために必要な技術的能力、管理されたテストプロセス、校正された機器、有能な人材、品質管理システム、および過去の実績を備えているかどうかを判断する必要があります。

適切な評価基準は調達要件を反映する必要があります。汎用圧力計、精密機器、差圧装置、カスタム測定製品は、同一のテスト計画やサプライヤーのスコアカードを使用して調達すべきではありません。

Sijitonghui は、中国の認定メーカーから圧力機器やその他の工業製品を調達する産業バイヤーをサポートしています。私たちの仕事には、調達要件の明確化、潜在的なサプライヤーの特定、製造およびテスト能力の評価、製品検査の調整、サプライヤーのパフォーマンスのレビュー、調達実行の管理などが含まれます。

目的は、単に 1 つのテストに合格する機器を見つけることではありません。これは、バイヤーが繰り返しの注文にわたって測定性能、品質の一貫性、納期の信頼性、および管理された調達リスクを維持できるサプライヤーを選択できるようにするためです。