ステンレスボールバルブの一ロットは、出荷前にどう検査するのか
要点
ロット検査で決まるのは、そのロットを出荷してよいかどうかだけで、供給元の認定ではありません。耐圧や漏れに関わる検査はすべて工場の全数試験にして記録を読み、残りを ISO 2859-1 に基づいて抜き取ります。AQL 2.5 でサンプル 200 個の計画は、不良率 5 % のロットを半分以上の確率で受け入れるため、AQL は全数試験の代わりにはなりません。
ボールバルブのロットの出荷前検査では、何が決まるのか
決まるのは、このロットを出荷してよいかどうかです。供給元がよい会社かどうかは決まりません。供給元の認定は、ボールバルブ工場を監査するとき、何を確認すべきかの監査と、ステンレスボールバルブのサンプルは、どう承認するのかの最初のサンプルの承認が担います。ロット検査が問うのはもっと狭いことで、作られたものが注文と承認済みサンプルに合っているかどうかです。
全数で行うべき検査と、抜取りでよい検査は何か
バルブが圧力を保持できるか、密封できるかを決める検査は、全数で行い、買い手が読める記録を残して工場が試験します。測定や目視でできる検査は、抜取りでかまいません。Valve World の検査ガイドは、ボールバルブの機能試験として、高圧の水圧シェル試験、水圧と空気圧のシート試験、トルク試験、シートキャビティ逃し試験、ダブルブロック・アンド・ブリード試験を挙げ、それぞれの範囲を全数にするか抜取りにするかは、バルブ規格と追加要求事項が定めるとしています。最終的には注文書で決めることになります。作業上の分け方は次のとおりです。
| 検査 | 範囲 | 実施者 | 理由 |
|---|---|---|---|
| シェル試験 | 全数 | 工場。記録は買い手が読む | これに落ちるバルブは、圧力境界で破れる |
| シート試験と締切試験 | 全数 | 工場。記録は買い手が読む | 以下の数字が示すとおり、抜取りでは抜き取っていないバルブが密封することを示せない |
| トルク | 抜取り。工場の記録も確認する | 買い手または検査員 | 承認済みサンプルと比べる |
| 寸法と接続端 | 抜取り | 買い手または検査員 | 測定できるので、抜取り計画が適用できる |
| 刻印と溶解番号の証明書との照合 | 書類は全溶解、刻印は抜取り | 買い手または検査員 | 証明書がバルブと結び付くのは刻印を通じてだけである |
| 合金の確認 | 抜取り | 買い手または検査員 | XRF は合金元素を確認できるが、炭素は確認できない |
| 仕上げ、清浄度、梱包 | 抜取り | 買い手または検査員 | 目で見えるので、抜取り計画が適用できる |
ロットはどう定義し、なぜそれが重要なのか
ロットとは、抜取り計画が一つの母集団として扱うバルブのまとまりです。ISO 2859-1 は主に連続したロットを対象としているため、各ロットは一つの工程から出たものにします。バルブでは、実務上の境界は溶解番号と製造指図です。良い溶解と悪い溶解を混ぜると、悪い溶解が平均の中に隠れ、両方にまたがって取ったサンプルでもそれは見えません。
新しい供給元への最初の注文は、連続したロットではありません。ISO 2859-1 は孤立ロットにも使えますが、利用者は、求める保護が得られる計画を探すために検査特性曲線を参照するよう勧められています。その場合のために、ISO 2859-2 が限界品質を基準にした計画を定めています。
AQL による抜取りでは、サンプルサイズはどう決まるのか
ロットサイズと検査水準からコード文字が決まり、コード文字からサンプルサイズが決まり、そのサンプルサイズと AQL から、ロットを合格または不合格とする不良バルブの個数が決まります。通常は一般検査水準 II が既定です。水準 I はサンプルサイズを減らし、水準 III は増やします。特別検査水準 S-1〜S-4 は、破壊試験や費用の高い試験向けとされています。
Z1.4 を説明する検査業界の資料から二つの例を挙げます。一般検査水準 II でロット 4,000 個はコード文字 L でサンプル 200 個となり、AQL 2.5 では、不良バルブが 10 個以下ならロットは合格、11 個で不合格です。ロット 501〜1,200 個ではサンプルは 80 個です。
AQL の抜取り計画は、実際に何を通してしまうのか
上の 200 個の計画は、不良率 5 %、つまり 4,000 個のうち不良 200 個のロットを、100 回中およそ 58 回受け入れます。AQL は、計画がロットをたいてい受け入れる品質水準です。上限ではありません。ISO 2859-1 は、供給元の工程平均を AQL 以上、できればそれより良く保つよう促すことを狙いとしており、規格自体も、AQL の水準のロットがかなりの頻度で受け入れられうること、AQL という呼び方が望ましい品質水準を意味しないことを述べています。
| ロット 4,000 個中の不良バルブ | ロットに占める割合 | ロットが受け入れられる確率 |
|---|---|---|
| 80 | 2 % | 99.8 % |
| 120 | 3 % | 96.4 % |
| 160 | 4 % | 82.5 % |
| 200 | 5 % | 58.3 % |
| 240 | 6 % | 33.5 % |
| 320 | 8 % | 6.4 % |
不良が一つもないサンプルだけを合格にすれば、解決するのか
いいえ。サンプルに不良バルブが一つもないときだけロットを受け入れるとしても、不良率 1 % のロットは 100 回中 43 回受け入れられます。1,000 個のロットから 80 個を取る場合を考えます。ロットに不良が 5 個、つまり 0.5 % あれば、100 回中およそ 66 回合格します。不良 10 個なら 43 回、20 個なら 19 回、30 個なら 8 回です。不良ゼロで合格とする計画は ISO 2859-1 の計画ではなく、ここではどんなサンプルにも限界があることを示すためだけに使っています。
抜取りは、工程が悪いことを示せます。しかし、試験していないバルブが良いことは示せません。漏れるバルブという欠陥に対して、ロット全体をカバーできる検査は、工場が全バルブを試験することだけです。買い手のサンプルは別の役目を果たします。工場の記録が、バルブが実際にすることを説明しているかを確かめるのです。
欠陥の種類ごとに、どの AQL を設定すべきか
欠陥の区分ごとに設定し、何がどの区分に当たるかを注文書に書きます。検査会社は一般に、致命的、重大、軽微の欠陥ごとに別々の AQL を設定し、致命的は 0 とします。QIMA は、2.5 を一般消費財で最も一般的な水準、4.0 を軽微な外観上の欠陥が許される場合の水準と説明しています。どのバルブの欠陥がどの区分に入るかは、規格は教えてくれません。出発点となる区分の例を示します。
| 区分 | ステンレスボールバルブでの例 | 検討する AQL |
|---|---|---|
| 致命的 | シェル試験またはシート試験での漏れ、注文と異なる等級、対応する証明書のない溶解番号 | 0。致命的欠陥で一般に使われる水準 |
| 重大 | 公差を外れた寸法や接続端、合意した範囲を外れたトルク、誤ったシートまたはシールの材質 | 適合や機能に影響する場合は、一般品の 2.5 より厳しい水準 |
| 軽微 | 機能に影響しない外観の傷、ラベルや梱包の不備 | 4.0 がよく選ばれる |
検査は、どの順序で進めるのか
- ロットを定義する。 製造指図と溶解番号でバルブをまとめ、一つのロットは一つの工程に限ります。カートンを数え、数量を注文と照合します。
- まず書類を確認する。 ロットに含まれるすべての溶解の証明書と、圧力・保持時間・媒体・使用した圧力計を記したロットの試験記録です。証明書のない溶解があれば止めます。
- サンプルを無作為に抜き取る。 上段だけでなく、カートンとパレット全体から、抜取り計画が示す個数を取ります。
- 刻印を書類と突き合わせる。 抜き取った各本体の溶解番号と等級を、証明書および承認済みサンプルと照合します。
- 測って、見る。 寸法、接続端、仕上げ、清浄度、梱包を、注文書の図面の版に照らして確認します。
- 合金を確認する。 抜き取ったバルブをハンドヘルド XRF で測り、合金元素を確認します。XRF は炭素を読めないため、低炭素グレードは証明書か、OES または LIBS の測定値で確認します。
- 漏れ試験を数個でやり直す。 工場の試験に立ち会うか、少数のバルブで再試験し、工場の記録がバルブの実際の挙動と合っているかを確かめます。
- 欠陥を区分ごとに数えて判定する。 致命的、重大、軽微の欠陥数を、合格判定個数と不合格判定個数と比べます。不合格の場合は、注文書に書いた処置を適用します。
注文書には何を書くべきか
ロット検査は、注文書に書かれていることに対してしか不合格にできません。それを決める項目は次のとおりです。
- ロットの定義。製造指図と溶解番号によること
- 抜取りの規格と検査水準。たとえば ISO 2859-1 の一般検査水準 II
- 欠陥区分ごとの AQL と、どの欠陥がどの区分に入るか
- 工場が全数に行う検査と、提出する記録
- ロットの比較基準となる承認済みの基準サンプル
- 不合格ロットの扱い。選別、手直し、交換、およびその再検査の方法
- 不合格ロットの後に検査を厳しくするかどうか
ISO 2859-1 には、このための切替ルールがあります。品質が悪化したときは厳しい検査に切り替えるか、抜取りを打ち切ります。品質が安定して良いときは、責任のある側の裁量で検査を軽減します。
ロット検査で分からないことは何か
鋳物の内部にあるものです。ポロシティや熱処理は完成したバルブに痕跡を残さないため、ポロシティと炉の記録は監査の対象になります。一年使った後にシートがどう振る舞うか。供給元の認証が、そのロットを出荷した拠点を対象としているかどうか。これはバルブメーカーの認証は、実際に何を証明するのかが扱っています。そして、二本の曲線が示すとおり、受け入れたロットに不良バルブが含まれていなかったかどうか。それについては、工場の耐圧試験が証明することのほうが良い証拠になります。
よくある質問
ボールバルブの出荷前検査とは何ですか。
出荷前に、完成したロットを注文と照合する検査です。サンプルについて数量、書類、刻印、寸法、外観、梱包を確認し、あわせて工場の試験記録を確認します。ロットを出荷してよいかどうかを決めるもので、供給元の認定ではありません。
バルブ 1,000 個の場合、AQL ではサンプルは何個になりますか。
ロット 501〜1,200 個、一般検査水準 II では、サンプルは 80 個です。合格判定個数と不合格判定個数は、選んだ AQL と規格の版によって変わるため、その表から読み取ります。
ボールバルブには、買い手はどの AQL を設定すべきですか。
規格は AQL を決めてくれません。検査会社は一般に、致命的、重大、軽微の欠陥ごとに AQL を別々に設定し、致命的は 0 とします。QIMA は 2.5 を一般消費財で最も一般的な水準と説明しており、耐圧部品にはもっと厳しい水準を検討する理由になります。
AQL に合格したロットには、不良バルブは含まれていないのですか。
いいえ。サンプル 200 個、不良 10 個まで合格とする計画は、不良率 5 % のロットを 100 回中およそ 58 回受け入れます。ISO 2859-1 自体も、AQL という呼び方が望ましい品質水準を意味するものではないと述べています。
工場の耐圧試験を、買い手がやり直すべきですか。
注文書が工場に全数試験を求めている場合、買い手は記録を読み、少数のバルブで試験に立ち会うか再試験して、記録とバルブが合っているかを確かめます。サンプルの再試験は、全数試験の代わりにはなりません。
AQL と限界品質の違いは何ですか。
ISO 2859-1 の AQL 計画は、連続したロットを対象に作られています。ISO 2859-2 は、新しい供給元への最初の注文のような孤立ロット向けに、限界品質を基準にした計画を定めています。
ボールバルブのロットはどう定義しますか。
一つの工程から出た、製造指図と溶解番号によるまとまりです。抜取り計画はロットを一つの母集団として扱うため、良い溶解と悪い溶解を混ぜると、悪い溶解が平均の中に隠れてしまいます。
関連記事
参照規格・情報源:ISO 2859-1(合格品質水準で索引付けされた抜取り計画)は GSO の採用版掲載ページ、ISO 2859-2(孤立ロット向けの限界品質計画)は Quality Inspection の解説、ANSI/ASQ Z1.4 のサンプルサイズと合格判定個数は QIMA と Quality Inspection、検査水準は Z1.4 の学習ガイド、ボールバルブの機能試験は Valve World Americas の「バルブ検査の重要 10 項目」によります。
ここに挙げたサンプルサイズと合格判定個数(ロット 4,000 個で 200 個と 10 個、ロット 501〜1,200 個で 80 個)は、ANSI/ASQ Z1.4 を説明する検査業界のページによるもので、規格自体の表によるものではありません。ISO 2859-1 は 2026 年 1 月に第 3 版が発行されていますが、その版は参照していません。契約が引用する版の表を確認してください。受け入れ確率は、記載したロットサイズ、サンプルサイズ、合格判定個数に対する超幾何分布から計算しました。欠陥の区分と、全数試験と抜取り試験の分け方は、規格の本文ではなく、作業上の提案です。表紙画像は生成した図であり、特定の工場や製品の写真ではありません。