JP2001281227A - 湿式蛍光磁粉探傷に用いる磁性粉末の粒径条件設定方法およびそれに用いる蛍光磁性粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式蛍光磁粉探傷を行う際に、磁粉模様と欠
陥部以外の検査面とのコントラストを明瞭とし欠陥模様
の識別を容易にするために、被検査体の表面状態に適合
した粒径を容易に見出すことが可能な蛍光磁性粉末の粒
径条件の設定方法および粒径条件の設定を行う際に好適
に用いられる蛍光磁性粉末の提供。 【解決手段】 異なる蛍光量の蛍光物質が被覆されかつ
粒径が異なる２種以上の蛍光磁性粉末が混入された検査
液を、前記被検査体と同一種類の試験体に散布し、磁化
条件下、該試験体に紫外線を照射し、前記２種以上の蛍
光磁性粉末それぞれの試験体への付着状態を観察し、こ
の観察結果に基づき前記湿式蛍光磁粉探傷に用いる蛍光
磁性粉末の粒径に関する最適条件を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼材料などの磁
性材料である試験体の表面または表面近傍に存在する欠
陥の検出方法として有効な湿式蛍光磁粉探傷に用いる蛍
光磁性粉末の粒径条件の設定方法およびそれに用いる蛍
光磁性粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄鋼などの強磁性材料である試
験体の表面または表面近傍に存在する欠陥の検出方法と
して、磁粉探傷試験が優れた試験方法として用いられて
いる。（社）日本非破壊検査協会の磁粉探傷試験Ｉに示
されるように、その原理は下記のとおりである。

【０００３】強磁性体である試験体中に磁化操作によっ
て磁束の流れを発生させた場合、試験体表層部に欠陥が
存在すると磁束の流れが妨げられ、磁束は疵部を迂回し
て流れ一部は空気中に漏洩する。上記した空気中に磁束
が漏洩している部分に微細な鉄粉を近づけると、鉄粉
は、欠陥部両端の磁極に吸着されると共に、相互に吸着
し合い、欠陥の幅より広い幅の欠陥指示模様を形成す
る。

【０００４】上記で用いる鉄粉を磁粉といい、磁粉の付
着によって生じた模様を磁粉模様という。一般に、磁粉
の適用方法としては乾式法と湿式法が挙げられ、乾式法
は湿式法に比べ表面欠陥の検出能力は落ちるが、極端に
荒い面、内部欠陥および高温部の探傷に適用される。

【０００５】一方、本発明が対象とする湿式法による磁
粉探傷は、流体の流れを利用して磁粉を適用する方法で
あるため、複雑な形状をした試験体に対しても、磁粉を
分散懸濁させた液体である検査液を隅々にまで十分に行
き渡らせることが可能であり、しかも欠陥検出能力が乾
式法に比べて高いため一般に広く用いられている。上記
した磁粉としては、強磁性体の微粉末表面に色・明るさ
によるコントラストをつけるため、各種の色や蛍光性を
持たせた物質を用い、欠陥部の磁極に良く吸着されて、
明瞭に識別できる欠陥指示模様を形成する性質を有する
磁粉が要求される。

【０００６】また、磁粉の主成分は、電気分解、還元な
どの化学処理によって製造された微細な鉄粉であり、こ
れに接着剤で蛍光物質や顔料などを接着し、表面を保護
したものであり、蛍光磁性粉末（以下、単に蛍光磁粉と
記す）とは、微細な鉄粉に蛍光物質を接着したものであ
り、紫外線によって蛍光を発生する。すなわち、蛍光磁
粉を用いた磁粉探傷の場合、紫外線照射装置を用いて紫
外線を試験面に照射し、蛍光を発生させ磁粉模様を観察
する。

【０００７】以上、磁粉および蛍光磁粉を用いた磁粉探
傷について述べたが、磁粉探傷試験の最大のポイント
は、欠陥磁粉模様を識別し易くするために、試験面の色
に対してコントラストの高い色を持った磁粉を欠陥部に
供給し、欠陥部以外の試験面には磁粉をなるべく付着さ
せないで、欠陥磁粉模様の欠陥部以外の試験面とのコン
トラストを高めることである。

【０００８】特に、蛍光磁粉を用いる場合、試験面に沈
着する磁粉量が多くなると、磁粉模様と欠陥部以外の試
験面とのコントラストが不明瞭となり、欠陥模様の識別
が困難になり易く、識別が困難な場合、試験面を洗浄
し、付着した磁粉を取り除いてから再度探傷をやり直す
必要が生じる。一方、近年の装置の自動化に対応すると
共に、検査担当者の技量にほとんど影響されず、誰が実
験しても同じ結果が得られる試験法を確立するため、試
験の初期段階での条件出しが重要となる。

【０００９】以上述べたように、蛍光磁粉を用いた湿式
蛍光磁粉探傷方法においては、磁粉模様と欠陥部以外の
試験面とのコントラストを明瞭とし、欠陥模様の識別を
容易にすると共に、試験体の表面状態に適合した磁粉を
見出すことが重要となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、湿式蛍光磁
粉探傷を行う際に、磁粉模様と欠陥部以外の検査面との
コントラストを明瞭とし欠陥模様の識別を容易にするた
めに、被検査体の表面状態に適合した粒径を容易に見出
すことが可能な蛍光磁性粉末の粒径条件の設定方法およ
び粒径条件の設定を行う際に好適に用いられる蛍光磁性
粉末を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、蛍光磁性
粉末が混入した検査液を被検査体に散布し、該被検査体
の磁化条件下、紫外線を照射して磁粉模様を観察する湿
式蛍光磁粉探傷に用いる磁性粉末の粒径条件設定方法で
あって、異なる蛍光量の蛍光物質が被覆されかつ粒径が
異なる２種以上の蛍光磁性粉末が混入された検査液を、
前記被検査体と同一種類の試験体に散布し、磁化条件
下、該試験体に紫外線を照射し、前記２種以上の蛍光磁
性粉末それぞれの試験体への付着状態を観察し、この観
察結果に基づき前記湿式蛍光磁粉探傷に用いる蛍光磁性
粉末の粒径に関する最適条件を決定することを特徴とす
る湿式蛍光磁粉探傷に用いる磁性粉末の粒径条件設定方
法である。

【００１２】第２の発明は、湿式蛍光磁粉探傷に用いる
磁性粉末の粒径条件の設定を行う際に用いる蛍光磁性粉
末であって、粒径範囲ごとに蛍光量の異なる蛍光物質が
被覆された蛍光磁性粉末である。なお、前記した第１の
発明においては、前記した２種以上の蛍光磁性粉末は、
それらの混合粉を前記検査液に添加、含有せしめてもよ
く、それぞれ別個に前記検査液に添加、含有せしめても
よい。

【００１３】

【発明の実施の形態】磁性粉末の吸着性能は、磁性粉末
の粒度、磁気的性質、着色剤、試験体の表面状態、欠陥
の種類と大きさなど様々な因子の総合的な結果として定
まる。特に、磁性粉末の粒径は、検査液中における分散
性、均一懸濁性、欠陥部への吸着性能、磁粉模様の識別
性に微妙に関連しており、磁粉探傷試験に大きな影響を
与える。

【００１４】また、一般に粒径の大きい磁性粉末は磁性
粉末分散液中での沈降速度が速く、試験体に磁性粉末を
均一に散布することが困難な場合があり、また粒径の小
さい磁性粉末は試験面の粗さにより欠陥部以外の試験面
にも多く付着し、これらはいずれも磁粉模様の識別性を
悪化する。一般に、粒径が小さい磁性粉末は、微細欠陥
の探傷に用いられ、粒径が大きな磁性粉末は比較的大き
な欠陥の探傷に用いられる。

【００１５】以上述べたように、湿式蛍光磁粉探傷にお
いては、対象とする被検査体の表面状態、分散液に応じ
た適切な粒径を有する蛍光磁粉を使用することが重要と
なる。以下、本発明の実施形態を説明する。試験体とし
て、被検査体と同一種類（同一性状）のものを用意し、
この試験体を用いて蛍光磁性粉末の粒径調整を行う。試
験体の性状が被検査体と異なっていると被検査体につい
ての最適粒径が見出せないので、試験体は被検査体と同
一種類（性状）のものである必要があり、被検査体その
ものであることが好ましい。ただし、被検査体全てにつ
いてこの粒径調整を行う必要はなく、同一の仕様のもと
に製造された複数の被検査体については、１つの被検査
体を抽出して試験体とすればよい。

【００１６】この試験体について蛍光磁粉探傷に最適な
粒径を以下のようにして求め、求められた粒径を、被検
査体の蛍光磁粉探傷に最適な粒径とする。蛍光磁性粉末
を混入した検査液を試験体に散布し、磁化条件下、試験
体に紫外線を照射し、蛍光磁性粉末の試験体への付着状
態を観察するのであるが、ここで、検査液として、異な
る蛍光量の蛍光物質が被覆されかつ粒径が異なる２種以
上の蛍光磁性粉末が混入された検査液を用いる。

【００１７】これにより、蛍光磁性粉末の試験体への付
着状態を観察すれば、どの粒径の磁性粉末がどのように
付着しているかが一目瞭然となり、最適粒径条件を容易
に決定することが可能となる。ここで、異なる蛍光量の
蛍光物質とは、紫外線照射時に最高輝度が得られる紫外
線の波長が異なるものを用いることが好ましく、最高輝
度が得られる波長が異なるものを、粒径範囲に応じて塗
り分けておけば、磁性粉末の粒径に応じての付着状態の
差異は、試験体表面の色の分布状態により容易に判明す
る。

【００１８】なお、検査液への２種以上の蛍光磁性粉末
の混入は、２種以上の蛍光磁性粉末を別々に検査液に混
入させてもよいし、２種以上の蛍光磁性粉末の混合粉、
すなわち、粒径範囲ごとに蛍光量の異なる蛍光物質が被
覆された蛍光磁性粉末を検査液に混入させるようにして
もよい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。本実施例においては、鋼管の端部開先面
（：ベベル面）（鏡面状に仕上げられた加工面）および
非加工面（：非ベベル面）（黒皮の素材面）について、
最適粒径条件の調査を行った。

【００２０】具体的には、図１、図２に示すように行っ
た。図１および図２は、試験体である鋼管１の非ベベル
面２とベベル面３とに、検査液４を散布する状態を示す
図であり、図１は鋼管１の長手方向から見た説明図、図
２は鋼管１の側面から見た説明図である。本実施例にお
いては、先ず、鋼管１をターニングローラー５によって
回転させつつ、散布ノズル６から蛍光塗料を被覆した蛍
光磁性粉末（以下、蛍光磁粉もしくは磁粉とも記す）を
含有する溶液（検査液）４を散布した。

【００２１】検査液は非ベベル面２とベベル面３との両
方に散布するようにした。また、鋼管は、磁化ヨーク７
により磁化させた。次に、非ベベル面およびベベル面に
ついて、鋼管の内面および外面について、図中の観察位
置Ｅに紫外線を照射し、目視により蛍光塗料の付着状況
を観察した。表１に、試験条件を示す。

【００２２】本実施例においては、粒径：３〜５μm の
蛍光磁粉：50質量部と、粒径：８〜10μm の蛍光磁粉：
50質量部の混合磁粉を用いた。また、前者の粒径：３〜
５μm の蛍光磁粉としては、320 〜330nm の波長の紫外
線で最も鮮やかな蛍光輝度（最高輝度）が得られる蛍光
塗料をコーテイングした蛍光磁粉を用い、後者の粒径：
８〜10μm の蛍光磁粉としては、390 〜400nmの波長の
紫外線で最も鮮やかな蛍光輝度（最高輝度）が得られる
蛍光塗料をコーテイングした蛍光磁粉を用いた。

【００２３】検査液中の磁粉濃度は、0.9g/lとし、磁粉
の適用時間は連続法で10秒、試験面の紫外線強度は、10
00μW/cm² とした。表１に、得られた試験結果を示す。
表１に示されるように、探傷面上で粗度の粗い非ベベル
面には粒径：３〜５μm の磁粉が付着し、８〜10μm の
磁粉が少量バックグラウンドとして付着していた。一
方、鏡面であるベベル面には、３〜５μm の磁粉が少量
バックグラウンドとして付着していた。

【００２４】以上の結果から、本発明によれば、探傷面
における付着粒子の粒径が明確に区別できた。この結
果、本来必要とされる粒度、配合比率および嵩さ密度調
整の要否が明らかとなり、最適条件を適切に見出すこと
ができ、実際の探傷に際して、欠陥の識別性が大きく向
上した。

【００２５】（比較例）表１に、試験条件を示す。本比
較例においては、前記した実施例において、最高輝度が
得られる紫外線の波長が320 〜400nm の蛍光塗料をコー
テイングした粒径：３〜10μm の蛍光磁粉を用いた以外
は実施例と同様の方法、条件で試験を行った。

【００２６】表１に、試験結果を示す。表１に示される
ように、非ベベル面に付着している粒径が分からず、粒
径の適否および探傷条件を改良するための情報が全く得
られず、欠陥の識別性の向上も達成できなかった。以
上、実施例について述べたが、前記した実施例に示され
るように、本発明によれば、最適な検査液の設定が可能
となり、欠陥模様の識別が容易となった。

【００２７】なお、前記した実施例においては、蛍光物
質と紫外線照射灯のフィルターの組合せにより、緑黄色
の深みの度合いで２種の粒径の磁粉を識別したが、同一
フィルターを用いて緑黄色の色合いによって識別しても
よい。また、本発明における磁化法としては、極間法に
限らずJISGO565で規定されているようなその他の磁化方
法を用いてもよく、磁性粉末の粒径の種類の組合せも２
種以上としても何ら問題ない。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、どの粒径の磁性粉末が
試験体の表面状態に対して適切であるかが分かり、磁性
粉末の選択による適切な検査技術を得ることができるよ
うになり、ひいては、磁粉模様と欠陥部以外の試験面と
のコントラストを明瞭とし、欠陥の識別を容易にするこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁粉探傷方法を示す説明図である。

【図２】磁粉探傷方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 鋼管（試験体） ２ 鋼管の非ベベル面 ３ 鋼管のベベル面 ４ 検査液 ５ ターニングローラー ６ 散布ノズル ７ 磁化ヨーク Ｅ 観察位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光磁性粉末が混入した検査液を被検査
   体に散布し、該被検査体の磁化条件下、紫外線を照射し
   て磁粉模様を観察する湿式蛍光磁粉探傷に用いる磁性粉
   末の粒径条件設定方法であって、異なる蛍光量の蛍光物
   質が被覆されかつ粒径が異なる２種以上の蛍光磁性粉末
   が混入された検査液を、前記被検査体と同一種類の試験
   体に散布し、磁化条件下、該試験体に紫外線を照射し、
   前記２種以上の蛍光磁性粉末それぞれの試験体への付着
   状態を観察し、この観察結果に基づき前記湿式蛍光磁粉
   探傷に用いる蛍光磁性粉末の粒径に関する最適条件を決
   定することを特徴とする湿式蛍光磁粉探傷に用いる磁性
   粉末の粒径条件設定方法。
2. 【請求項２】 湿式蛍光磁粉探傷に用いる磁性粉末の粒
   径条件の設定を行う際に用いる蛍光磁性粉末であって、
   粒径範囲ごとに蛍光量の異なる蛍光物質が被覆された蛍
   光磁性粉末。