CN112147214A

CN112147214A - 磁粉探伤检查用试验体及其制造方法

Info

Publication number: CN112147214A
Application number: CN202010577423.5A
Authority: CN
Inventors: 一本哲男; 伊东俊
Original assignee: Marktec Corp
Current assignee: Marktec Corp
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2020-12-29
Also published as: JP2021004808A; JP6985335B2

Abstract

本发明提供一种磁粉探伤检查用试验体及其制造方法，其课题为，作为磁粉探伤检查用试验体，制作带有自然或人工形成的损伤且清洗作业容易，并能够避免磁粉进入损伤的内部以进行再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。本发明的磁粉探伤检查用试验体为对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的试验体，其特征在于，使用负70kPa以下真空度的真空将作为树脂的非磁性物质含浸直到自然或人工形成的损伤的大致底部，并将试验体的表面的未含浸在损伤的内部的非磁性物质去除。

Description

磁粉探伤检查用试验体及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有磁粉探伤检查用的损伤的试验体及其制造方法。

背景技术

磁粉探伤检查应用于坯料等钢材、汽车零件这样的被检查体的表面的探伤检查，并标准化为JIS-Z-2320。对于基于磁粉探伤法的磁性体的损伤的检查方法而言，通过轴向通电法、线圈法使作为磁性体的被检查物体产生磁场并在其表面涂敷磁粉液等，在被检查物体存在损伤等间隙的情况下，磁粉会向损伤部聚集，从而检测损伤部。

磁粉探伤检查装置以及磁粉探伤检查用磁粉的损伤检测性能的评价对于磁粉制造商、钢铁制造商、汽车制造商等磁粉探伤检查装置用户而言是必需的。既然要确认施加于被检查物体的电流、磁场或磁粉是否适合于磁粉探伤检查，则需要带有恰当的自然或人工形成的损伤的磁性体部件。另一方面，所加入的磁粉会进入在表面开口的损伤而清洗作业困难，再使用时的再现性存在问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-43203号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为磁粉探伤检查用试验体，专利文献1中公开了在人工形成的损伤处粘贴具有0.1-0.5mm厚度的片体而制作的试验体。使用该片体避免磁粉进入人工形成的损伤的内部，清洗作业变得简单。但是，由于薄片存在强度问题且片材具有厚度，因此存在无法形成明显的磁粉指示图案的课题。

另外，在损伤在表面开口的情况下，磁粉会进入损伤内部，在使用荧光磁粉探伤法对其检测时，存在若宽度方向带有角度则视觉辨认性低下而评价结果恶化的情况。

为了解决上述课题，本发明目的在于，作为磁粉探伤检查用试验体，制作带有自然或人工形成的损伤且清洗作业容易，并能够避免磁粉进入损伤的内部以进行再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的磁粉探伤检查用试验体为对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的铁等强磁性体的试验体，其特征在于，

在损伤的内部含浸有非磁性物质。

此外，本发明的磁粉探伤检查用试验体的特征在于，

所述非磁性物质含浸直到所述损伤的大致底部。

此外，本发明的磁粉探伤检查用试验体的特征在于，

所述非磁性物质为硅酮。

此外，本发明的磁粉探伤检查用试验体的特征在于，

所述试验体的表面的未含浸在所述损伤的内部的所述非磁性物质被去除。

此外，对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的试验体的制造方法的特征在于，包括：

在损伤的表面涂敷非磁性物质的工序；

使用真空将所述非磁性物质含浸直到所述损伤的内部的大致底部的工序；以及

将未含浸在所述损伤的内部的所述非磁性物质去除的工序。

此外，本发明的磁粉探伤检查用试验体的制造方法的特征在于，所述真空为负70kPa以下。

发明效果

根据本发明，在对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的铁等强磁性体的试验体中，其特征在于，在损伤的内部含浸有非磁性物质，因此能够提供清洗作业容易并能够避免磁粉进入损伤的内部以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

此外，在本发明的磁粉探伤检查用试验体中，由于非磁性物质含浸直到损伤的大致底部，因此能够提供即使进行清洗作业损伤内部的非磁性物质也不会被去除，以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

此外，在本发明的磁粉探伤检查用试验体中，由于所述非磁性物质为硅酮，因此能够提供试验体整体的清洗作业容易且再现性高，并能够避免磁粉进入损伤的内部以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

此外，在本发明的磁粉探伤检查用试验体中，试验体的表面的未含浸在损伤的内部的非磁性物质被去除，因此能够提供试验体整体的清洗作业容易且再现性高，并能够避免磁粉进入损伤的内部以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

此外，对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的试验体的制造方法包括：在损伤的表面涂敷非磁性物质的工序；使用真空使非磁性物质含浸直到损伤的内部的大致底部的工序；以及将未含浸在损伤的内部的非磁性物质去除的工序，因此能够提供即使进行清洗作业损伤内部的非磁性物质也不会被去除，以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

此外，在本发明的磁粉探伤检查用试验体的制造方法中，真空为负70kPa以下，因此能够提供即使进行清洗作业损伤内部的非磁性物质也不会被去除，以实现再现性高的损伤检测性能评价的磁粉探伤检查用试验体。

附图说明

图1是本实施方式的磁粉探伤检查用试验体的立体图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本实施方式的另一磁粉探伤检查用试验体的立体图。

图4是图3的B-B剖视图。

图5为试验体的荧光磁粉探伤检查的发光量的角度依存性。

图6A是实施例1的试验前的放大照片。

图6B是实施例1的清洁后的放大照片。

图7A是对比例1的试验前的放大照片。

图7B是对比例1的清洁后的放大照片。

附图标记说明

1、11 磁粉探伤检查用试验体

2、12 损伤

3、13 非磁性物质

4、14 底部

具体实施方式

磁粉探伤检查系统在以微小损伤为对象的情况下，通常使用添加有荧光物质的荧光磁粉。若通过轴向通电法或线圈法等使铁制坯料等磁性体的被检查物体磁化，则由于表面的损伤或靠近表面的损伤而磁通泄漏。若在此处涂敷磁粉，则磁粉被磁通吸引并聚集。当向该荧光磁粉照射紫外线时发出荧光，能够获得荧光磁粉指示图案。

轴向通电法为，沿轴向向长尺寸的磁性体检查物体通入电流，使用在与电流的方向正交的方向上产生的磁场。由于关于与磁场的方向正交的方向的损伤具有灵敏度，因此在该情况下能够检测轴向的损伤。

线圈法为，沿长尺寸的磁性体检查物体的轴向从外部施加磁场。由线圈的磁极和被检查体形成磁回路。在该情况下，也由于关于与磁场的方向正交的方向的损伤具有灵敏度，因此能够检测周向的损伤。

在由线圈法与轴向通电法的交叉形成的复合磁化中，将相互正交的线圈法和轴向通电法的磁场合成而产生方向性旋转的磁场。能够通过该旋转的磁场检测全部方向的损伤。

另一方面，既然要诊断该磁粉探伤检查系统是否正常运行或荧光磁粉液是否适合，则需要使用自然或人工形成的损伤进行性能评价。

在沿与损伤正交的方向施加磁场的情况下，在被检查体为铁等强磁性体的情况下，被检查体的透磁率远大于损伤的间隙的透磁率，因此在损伤部产生磁极。若在此处赋予磁粉，则磁粉被从磁极漏出的磁通捕捉而聚集。若该损伤开口，则磁粉会进入损伤的内部。进入该损伤内部的磁粉的去除需要进行被检查物体的消磁并用刷子等刷掉，非常困难。若在损伤内的磁粉无法完全去除的状态下循环使用，则未被去除的磁粉会影响再试验时的结果。即，存在得出表现原本性能以上的损伤检测性能的结果的情况。

作为磁粉探伤检查用试验体使用铁等强磁性体的材料，制作图1所示的试验体1。图2为A-A剖视图。人工损伤2通过激光加工或放电加工来制作。宽度为10-100μm、长度为2-20mm、深度为0.1-3.0mm。该损伤2为轴向，在轴向通电法中有效。在该损伤2中，作为树脂的非磁性物质3含浸直到大致底部4。试验体的表面的未含浸在损伤的内部的作为树脂的非磁性物质在固化后使用切刀等去除。

此外，作为本发明的另一实施方式，图3示出试验体11。图4为B-B剖视图。人工损伤12按照与上述相同的方式制作，其为周向，在线圈法中有效。在该人工损伤12中，作为树脂的非磁性物质13含浸直到大致底部14。

作为磁粉探伤检查用试验体，除了图1的轴向的损伤、图3的周向的损伤以外，也可以是未图示的斜方向的损伤。该斜方向的损伤在在斜方向上产生磁场的由线圈法和轴向通电法的交叉形成的复合磁化中有效。

图1、3的被检查物体为圆柱状，但也可以是棱柱状或其他形状。

损伤2、12中含浸的非磁性物质3、13为树脂，优选粘度70Pa·s以下的硅酮。若粘度超过70Pa·s，则损伤内部的空气在真空中不会排出，因而无法含浸直到损伤深部。此外，作为树脂，也可以是环氧树脂、清漆等天然树脂。

在使用通常的试验体进行磁粉探伤检查时，磁粉从损伤的开口部进入内部。在向其照射紫外线并观察磁粉指示图案时，若紫外线照明、目视、摄像头这样的观察部在宽度方向上带有角度，则视觉辨认性降低。即，必须从被检查物体的表面的垂直方向进行摄像。在宽度50μm、长度5mm、深度0.3mm的损伤的情况下，若存在10°的角度，则大约降低50％明亮度。

在将一次磁粉探伤检查使用的试验体循环使用时，需要预先将磁粉去除。首先，必须对被检查物体进行消磁。损伤内部的磁粉需要在使用刷子等机械去除后通过超声波清洗再清洗几分钟。若损伤内部残留磁粉，则除了因原本的磁粉探伤系统的性能而附着的磁粉以外还对残留的磁粉进行评价，导致对性能评价过高。

在用手等将硅酮等作为树脂的非磁性物质涂入该试验体的表面的损伤内部的情况下，无法插入至损伤内部，而仅在加工面表面或损伤的表层部薄薄地涂敷。在该情况下，若使用刷子等以机械方式清洗试验面，则所混入的硅酮等树脂容易被去除。

另外，如引用文献1所示，还存在在损伤表面粘贴0.1-0.5mm程度的厚度薄的非磁性体的片材的方法。在该情况下，片材的厚度越薄越好，但薄至0.1mm以下的片材在强度上存在问题。所获得的磁粉指示图案依存于片材的厚度而变得不明显，因此不优选。

因而，在本发明中，使用真空将硅酮等树脂含浸直到损伤内部。在所制作的人工损伤2、12的表面的损伤开口部以0.8mm以下的厚度涂布硅酮等树脂的非磁性物质。将其放入真空器，以负70kPa以下的真空度进行真空排气。由此，损伤内部的空气被排出。当在此处恢复为大气压时，损伤表面的非磁性物质被真空吸引，如图2、图4所示，含浸直到损伤的大致底部4、14。在硅酮等树脂的非磁性物质稳定后，将试验体的表面的未含浸在损伤的内部的硅酮去除，得到图2、图4所示的非磁性物质3、13。

使用真空将硅酮等树脂含浸至损伤内部时的真空度为低于负70的低真空的情况下，含浸未到达损伤的大致底部，非磁性物质的充填变得不完全。在该情况下，存在通过使用刷子的清洁而容易被去除的情况。

对于作为树脂的非磁性物质而言，优选硅酮。硅酮的粘度优选70Pa·s以下。硅酮的厚度如以下的表1所示依存于粘度，在粘度大的情况下需要涂敷得薄。表1为应用于宽度50μm、长度5mm、深度0.3mm的损伤时的数据。在硅酮的粘度大于70Pa·s的情况下或在待涂敷的厚度比0.8mm厚的情况下，损伤内部的空气在真空中不会排出，因而无法含浸在损伤内部。

【表1】

硅酮的粘度[Pa·s]	厚度
		15	0.8mm以下可用
40	0.5mm以下可用
		50	0.4mm以下可用
70	0.2mm以下可用
		100	不可用

在本发明的试验体1、11为无法进入真空槽的大型物体的情况下，使用可搬式真空装置形成真空。使具有O型圈等真空密封件的吸引器紧贴于损伤部并进行真空吸引，使非磁性物质含浸在损伤中。作为真空泵使用旋转泵、隔膜泵等。也可以使用手动式泵。

在向本发明中制作的试验体1、11的表面涂敷了磁粉的情况下，磁粉不会进入损伤2、12的内部。因此，即使将照明、观察部倾斜配置也能够观察磁粉指示图案。另外，由于磁粉未进入损伤2、12内部，因此检查后的清洁容易。

在磁粉探伤检查方法中，首先，在使用溶剂等清洗钢铁等强磁性体的被检查物体的表面后使之干燥。接下来，通过电磁铁等使强磁性体磁化。已有在磁化过程中施加磁粉的连续法和在去除磁场后进行检测的残留法。对于磁粉而言，已有将磁粉散布在空气中倒洒的干式法和使用水、有机溶媒的湿式法。将附着有萤光物质的磁粉倒洒。若在倒洒磁粉的部位存在损伤部而具有泄漏磁场，则磁粉停留在该处。当照射紫外线时，粘在磁粉上的荧光物质发光，形成损伤部的指示图案。损伤部的判定能够通过目视或使用摄像装置图像化并通过计算机自动判定。存在在检测到损伤部的部位进行标识而标注标记的情况。在使用计算机进行自动判定的情况下，能够通过自动标识而高效地确认损伤部。

探伤检查结束的被检查物体进行消磁、清洗、防锈等后处理。

对于本发明的磁粉探伤检查用试验体而言，在作为被检查物体的铁等强磁性体部件上通过人工地进行激光加工或放电加工来形成损伤，在该损伤的表面以0.8mm以下的厚度涂敷硅酮等作为树脂的非磁性物质。使用真空装置或可搬式真空器将该试验体置于负70kPa以下的真空中以使损伤内部成为真空，在使之从真空状态恢复为大气压的过程中使表面的非磁性物质含浸直到损伤内部的大致底部。在硅酮等作为树脂的非磁性物质固化后，将损伤表面的残余非磁性物质去除。

在将该试验体用于磁粉探伤检查时，能够形成不依存于照明角度、观测角度的磁粉指示图案。此外，由于是磁粉不进入损伤内部的构造，因此能够在使用后容易地将磁粉去除，再现性高。

【实施例】

接下来，举出实施例来具体地说明本发明，但这些实施例均非对本发明加以限制。

(实施例1)

作为本发明的实施例1，如图1所示，使用激光加工法在铁棒上沿轴向制作宽度50μm、长度5mm、深度0.3mm的人工损伤。在该试验体上以0.5mm的厚度涂敷粘度40Pa·s的硅酮后，以负75kPa的真空将损伤内部的空气去除，在使之恢复为大气压的过程中，使硅酮含浸直到损伤内部的大致底部。使用轴向通电法通电5秒500A的电流使该试验体磁化。涂敷荧光磁粉而获得磁粉指示图案。

(对比例1)

作为对比例1，在具有与在实施例1中制作的损伤相同的人工损伤的铁棒上，手动涂入硅酮来制作试验体。使用轴向通电法使该试验体磁化，涂敷荧光磁粉而获得磁粉指示图案。

(对比例2)

作为对比例2，使用具有与实施例1中制作的损伤相同的人工损伤的铁棒，制作在损伤内部没有任何填充的状态的试验体。使用轴向通电法使该试验体磁化，涂敷荧光磁粉而获得磁粉指示图案。

(磁粉探伤检查)

将作为磁粉探伤检查而获得的磁粉指示图案进行对比。图5中示出荧光磁粉光量的角度依存性。角度为与损伤正交的方向的角度。在实施例1及对比例1中，即使如图5所示使损伤的宽度方向的观测角度变化，指示图案的明亮度也基本上没有变化。另一方面，在对比例2中，如图5所示出现很大的观测角度依存性。与表面垂直的方向最亮，若将观测角度设为10°，则明亮度降低至50％。

(清洁和循环使用)

为了试验体的循环使用而进行消磁并进行刷洗。对于实施例1和对比例1，在图6A、6B、7A、7B中示出表面的放大照片。在图的右下方示出0.1mm的比例尺。图6A示出实施例1的使用前的状态，图6B示出实施例1的清洁后。在实施例1中，清洁后磁粉被去除而损伤内部的硅酮未被去除，能够循环使用。图7A示出对比例1的使用前的状态，图7B示出对比例1的清洁后。在对比例1的情况下，磁粉被去除，但人工损伤内的硅酮也被取出一部分。对于对比例1而言，若循环使用，则磁粉进入损伤内部，因此无法获得再现性。在对比例2的情况下，人工损伤内部的磁粉无法完全去除。

【表2】

	磁粉指示图案	清洁	循环使用
				实施例1	○	○	○
对比例1	○	△	×
				对比例2	△	×	×

(结果汇总)

作为磁粉探伤检查用试验体的实施例，进行实施例1、对比例1、对比例2的磁粉探伤检查的结果为，实施例1和对比例1获得了不依存于观测角度的磁粉指示图案。另一方面，在对比例2中，虽然获得了磁粉指示图案，但存在当测定角度变化时明亮度降低的缺陷。

此外，在清洁中，实施例1和对比例1将磁粉去除，但对比例2的磁粉残留在损伤中。另外，关于循环使用，实施例1良好，而对比例1由于涂入损伤内的硅酮在清洁时被去除，因此无法循环使用。对比例2也由于磁粉残留在损伤内部而无法循环使用。

工业实用性

本发明的磁粉探伤检查用试验体在轴向通电法、线圈法等的磁粉探伤检查中，关于磁粉探伤检查系统的磁场、电流的优化、所使用的的磁粉的粒径、浓度等的优化，能够进行再现性高的损伤检测性能评价。

Claims

1.一种磁粉探伤检查用试验体，其为对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的铁等强磁性体的试验体，其特征在于，

在损伤的内部含浸有非磁性物质。

2.根据权利要求1所述的磁粉探伤检查用试验体，其特征在于，

所述非磁性物质含浸直到所述损伤的大致底部。

3.根据权利要求1或2所述的磁粉探伤检查用试验体，其特征在于，

所述非磁性物质为硅酮。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁粉探伤检查用试验体，其特征在于，

5.一种磁粉探伤检查用试验体的制造方法，其为对磁粉探伤检查系统的损伤检测性能进行评价的试验体的制造方法，其特征在于，包括：

在损伤的表面涂敷非磁性物质的工序；

将未含浸在所述损伤的内部的所述非磁性物质去除的工序。

6.根据权利要求5所述的磁粉探伤检查用试验体的制造方法，其特征在于，

所述真空为负70kPa以下。