材料試験証明書の検証

受入時に材料試験証明書をどう確認するか。文書種別と署名者、ヒート番号の追跡、限界値との照合、そしてPMIでは証明できないことを解説します。

このページの目次

3ステップ文書、トレーサビリティ、データ
10項目受入チェックリスト
XRFの限界炭素は測れず、316 と 316L も分別不可
3.1 が標準3.2 は要求時

材料試験証明書は部品と一緒に届き、梱包明細に綴じられ、そのままファイルされる。3年後に継手が漏れたり、監査員がヒート番号を求めてきたりしたとき、この鋼が何であったかを示す唯一のものが、その証明書である。受入時に確認するのに要するのは約20分だが、後から部品と一致していないと分かれば、それには数か月かかる。

本ページは文書の受入側の話である。何を、どの順で見るか、そしてどんなに整って見えても証明書が証明できないことは何か。供給側からこの文書の説明が必要な場合は、材料試験証明書のページで EN 10204 の種別と当社が発行する文書を扱っている。本ページは、証明書が手元に届いた後に何をするかを扱う。

ステップ1:注文した文書種別であるかを確認する

種別はヘッダーに書かれており、最初に発注書と照合する項目である。EN 10204 には4つの種別がある。2.1 は試験結果のない適合宣言、2.2 は試験報告書だが数値がお客様のヒート由来ではないもの、3.1 はお客様のヒート由来の結果を製造者の検査代表者が署名した検査証明書、3.2 はそれに製造者以外の検査員による副署を加えたものである。「certificate of compliance」と題され、試験数値を伴わない文書は、他に何と呼ばれていても 2.1 である。

3.1 では、署名は製造者の検査機能に属し、組織上生産から独立した人物によるものでなければならない。営業部長の署名や、氏名のない社印はこれに当たらない。3.2 では、2つ目の署名と、検査員を派遣した機関の名称を確認する。SGS、Bureau Veritas、TÜV、DNV、あるいはお客様自身の検査員である。

文書の機械的な項目も確認する。証明書番号、発行日、記載されたページ数と実際に添付されたページ数の一致、発注書が指定する材料規格とその版、手書きの修正がないこと。修正された数値は、取り消し線とイニシャルではなく、改訂番号を付けて再発行されなければならない。

ステップ2:ヒート番号を納入部品まで追跡する

ヒート番号は、紙と鋼をつなぐものである。証明書、部品のマーキング(スタンプ、刻印、タグ)、梱包明細の3か所に現れ、すべてが一致しなければならない。1回の出荷に複数のヒートの部品が含まれる場合、各ヒートにそれぞれの結果が必要で、梱包明細はどの部品がどのヒート由来かを示さなければならない。3ヒートの出荷に対して1ヒート分の証明書しかないのは、簡略化ではなく書類上の欠落である。

その連鎖がどこまで遡るかも確認する。鍛造品では、受け取る証明書の背後に通常2つの文書がある。鋼材メーカーがビレットに対して発行した証明書と、熱処理、機械試験、部品が受けた NDT を対象とする鍛造品の証明書である。ヒート番号は両方にまたがって追跡できるべきである。石油・ガス案件では、プロジェクト仕様がこれを定めるのが通例である。石油産業向けの型鍛造規格である API Spec 20C は、型鍛造品がヒートロットで識別できることを要求しており、それができない証明書は注文を満たさない。

部品が小さくマーキングがない場合は正常であり、その場合は梱包明細が対応関係を担う。正常でないのは、証明書にヒート番号がまったくない場合、またはそのヒート番号が製品のどこにも現れない場合である。

ステップ3:鋼種名ではなく限界値に対して数値を読む

証明書に書かれた鋼種名は何も証明しない。重要なのは、各結果が仕様の定める限界値の内側にあるか、そしてその限界値が結果の隣に印刷されているかである。585 MPa とだけ記され、隣に要求値がない証明書は、合格かどうかを判断するために自分で規格を調べることになる。

化学成分。 レードル分析は鍛造前の溶湯から、プロダクト分析は完成部品から採取する。鍛造品では、プロダクト分析が工程によって鋼に何が起きたかを示すものであり、求められるべきはこちらである。どちらもそれぞれの限界値に対して示されるべきで、両者の限界値は同じではない。プロダクト分析の許容差はレードル分析の限界値より広い。

機械的性質。 引張強さ、降伏強さ、伸び、絞り、衝撃エネルギー。衝撃エネルギーは試験温度と試験片の採取方向がなければ意味をなさない。−46 °C の要求に対して 20 °C で示された値は合格ではない。シャルピー結果は、単一値か3本の平均かを明記すべきである。

熱処理。 納入状態(焼ならし、焼入れ焼戻し、溶体化処理、時効)に加えて、実際に記録された温度と保持時間。証明書がしばしば口を閉ざすのがここで、状態は書かれているがサイクルが示されていない。F91、二相系およびスーパー二相系、ニッケル合金のように、特性がサイクルに依存する鋼種では、チャートまたは記録されたサイクルを求める。

非破壊検査。 規格、方法、カバレッジ、合格基準。「UT 合格」は一文であって、報告書ではない。使える記載は規格、体積カバレッジ、合格基準を明示し、報告書自体が添付され、合格基準が要求する場合は指示記録も添付される。規格と合格基準はご注文で規定されるものであり、供給側の既定値ではない。

寸法。 機械加工品では、チェックを入れるだけでなく、図面公差に対する実測値の寸法報告書。

証明書が証明できないこと

証明書は供給側が何を試験したかを述べる。箱の中の鋼が紙の上の鋼であることを証明するものではなく、鋼種の取り違えはどのサプライチェーンでも起こる。その隙間は、部品自体に対する材料識別(PMI)で埋めるしかない。

人を引っかける限界が炭素である。ハンドヘルド XRF は炭素をまったく測定できない。この元素はこの技術には軽すぎる。つまりハンドヘルド XRF は 316 と 316L を分けられない。両者の違いは炭素 0.07 % と 0.03 % である。1045 と 1020 も分けられず、低温用鋼が類似の見た目の鋼種ではなく実際に細粒で衝撃試験済みであることも確認できない。同じ制約は、硫黄、リン、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム、ホウ素、ベリリウムにも程度の差はあれ当てはまる。

スパーク放電発光分光分析(OES)は炭素を測定でき、炭素が判定元素となる場合は OES を指定すべきである。LIBS はその中間に位置する。二相系およびスーパー二相系、ニッケル合金、サワーサービス案件では、プロジェクト仕様が完成部品の 100 % PMI を要求し、報告書を出荷放行文書に添付することが多い。仕様が PMI を要求するなら、引き合いの段階で伝えていただきたい。検査ルートと価格が変わる。

当社の慣行は、各ヒートの分光分析に加えて、梱包前にハンドヘルド XRF で材料の同一性を再確認し、出荷する鋼が証明書の鋼であることを確保することである。お客様の仕様が完成部品での炭素確認を要求する場合は、OES で実施する。

一致しない場合の対応

「後で修正版を送ります」を受け入れてはならない。証明書は製品とともに移動しなければならない。その時点で、それが製品が何であるかの唯一の証拠だからである。

不一致は文書レベルの不適合として記録し、3点を明示する。どの項目が、どれだけ、どの要求に対してか。「降伏 355 MPa、注文で規定された 415 MPa に対し不足(数値は説明用の例)、証明書 3.1、日付…」は実行可能だが、「証明書が違う」は実行可能ではない。

通常の解決策をコスト順に示す。正しい文書種別の再発行、納入部品からの再試験とプロダクト分析の追加、偏差記録をヒートに紐付けた concession(特採)による受入れ、部品の交換。どのルートを取る場合でも、証明書と梱包明細を一組としてファイルする。分離するとどちらも証拠にならない。

受入10項目チェックリスト

#チェック項目不合格の現れ方
1文書種別が発注書と一致3.1 の要求に対して 2.1 や適合宣言書が提出されている
2署名者が営業ではなく検査機能社印のみ、氏名なし、または生産部長の署名
33.2 に外部検査員の副署があるプロジェクトが 3.2 とする文書に署名が1つだけ
4証明書番号、日付、ページ数、規格の版注文が指定する版より古い版、ページの欠落
5各結果に仕様の限界値が併記されている数値のみで、合否を判断できない
6鍛造品ではレードル分析だけでなくプロダクト分析鋼種が重要な部品でレードル分析のみ
7衝撃エネルギーに試験温度と試験片の採取方向温度のないシャルピー値
8熱処理状態と記録されたサイクル状態のみで温度がない
9証明書、部品マーキング、梱包明細のヒート番号番号が一致しない、またはヒート番号がない
10NDT 報告書が添付され、規格と合格基準が明記「UT 合格」のみで、規格、カバレッジ、基準がない

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よくある質問

3.1 証明書はミルシートと同じものですか?

実質的に同じである。鋼材メーカーのミルシートはビレットを対象とし、鍛造品に対して受け取る 3.1 は鍛造、その熱処理、試験を対象とする。どちらも EN 10204 の番号を用い、ISO 10474 も国際的に同じ 2.1、2.2、3.1、3.2 の表記を使う。

梱包を開けずに証明書を検証できますか?

文書は完全に検証できる。種別、署名者、限界値、トレーサビリティの記載である。部品は検証できない。PMI は部品を手元に必要とする工程であり、鋼種の取り違えを検出できる唯一の工程である。

受入時の検証にはどのくらい時間がかかりますか?

1ヒートの出荷で約20分である。文書の確認は目視、データの確認は既に手元にある限界値との照合、ヒート番号は3か所の照合である。複数ヒートの出荷はより長くかかる。各ヒートにそれぞれの結果が必要だからである。

仕様が PMI を指定しているのに、証明書に記載がない場合は?

証明書は PMI の代わりにならない。両者は異なる問いに答えるものである。PMI 報告書を出荷放行文書の一部として求め、発注書で方法(XRF か OES か)を指定する。炭素の問いに答えられるのは OES だけである。

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