JP2000028548A - 蛍光探傷法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】紫外線による弊害を被らずに済み、しかも明る
い雰囲気中で作業することが可能な蛍光探傷法およびそ
の装置を提供。 【解決手段】被検査物に探傷用蛍光材を予め付与してお
き、これに励起用光源からの励起光を照射し、この励起
光の照射により励起されて前記探傷用蛍光材から発光す
る蛍光の発光状況に基づいて、前記被検査物の欠陥の検
出を行なう蛍光探傷法において、蛍光励起用の光源とし
て波長が４６０ｎｍ付近の青色光を発光する青色光源(1
7a,17b…、27) を用い、探傷用蛍光材として前記青色光
で励起され波長が６３０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍
光物質（蛍光顔料，蛍光染料等）を選定し、この蛍光物
質と当該蛍光物質を前記被検査物(11,21) に予め付与す
るための付与媒体（磁粉，浸透剤等）とを一体化して得
た蛍光材(16,26) を用いる蛍光探傷法。この蛍光探傷法
の実施に直接使用する蛍光探傷装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧力容器の
溶接部等における損傷や変質等の欠陥を、蛍光材による
蛍光発光現象を利用して検査する蛍光探傷法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているこの種の蛍光探傷
法として、蛍光磁粉探傷法および蛍光浸透探傷法があ
る。図５の（ａ）〜（ｃ）は蛍光磁粉探傷法の概略を示
す図である。まず前処理として板状の被検査物１の表面
が清浄化される。しかる後、図５の（ａ）に示すよう
に、被検査物１の溶接部２における探傷領域についての
磁化が行なわれる。この磁化は、電磁石４（コの字形磁
心４ａにコイル４ｂが巻装されたもの）に対し電源５か
らの電気エネルギーを供給することにより行なわれる。
この時、電磁石４から発生した磁力線が、欠陥３の長手
方向に対して直角に交差した状態で磁化されることが好
ましい。磁化が行なわれると、図５の（ｂ）に示すよう
に、欠陥３が存在している箇所には、いわゆる漏洩磁束
が生じる。そこで上記欠陥３の周辺部位に微小な磁性体
粉末である磁粉を散布（例えば水や油に磁粉を懸濁した
ものを散布）すると、図５の（ｃ）に示すように、散布
された磁粉６は上記漏洩磁束が生じている部分にのみ集
中的に付着し他は流出する。この磁粉６の付着状態を観
察することによって、上記溶接部２における欠陥３の存
在および大きさ等を検知できる。ただし、通常の磁粉６
は被検査物１の色に近い色をしている場合が多く、見に
くいため、一般には磁粉６の表面に蛍光物質が付着され
る。この蛍光物質を付着された、いわゆる蛍光磁粉６に
対し、図５の（ｃ）に示すように紫外線ランプ７から紫
外線（波長３６５ｎｍ）を照射すると、蛍光磁粉６から
は黄緑色の蛍光（波長５５０ｎｍ）が発生する。この蛍
光の発光状況を観察することによって探傷が行なわれ
る。なお観察終了後において脱磁処理が行なわれる。

【０００３】この蛍光磁粉探傷法においては、蛍光励起
光として非可視光である紫外線が使用されているため、
発生した黄緑光を蛍光励起光とは分離して抽出する必要
はなく、そのまま観察できる利点がある。しかしなが
ら、上記ＵＶＡ３６５ｎｍの紫外線は、作業員の健康管
理上あまり好ましいものではない。また外来光を避ける
必要があるために暗い雰囲気内での作業となる。このた
め作業性が悪く、しかも安全性確保の点でも不利であ
る。

【０００４】図６の（ａ）〜（ｅ）は蛍光浸透探傷法の
概略を示す図である。まず前処理として板状の被検査物
１の表面が清浄化される。しかる後、図６の（ａ）に示
すように、被検査物１の欠陥３′を検出するために、蛍
光物質を含む例えば油性の蛍光浸透剤８を被検査物１の
表面に塗布し、蛍光浸透剤８を欠陥３′の内部に十分浸
透させる。次に被検査物１の表面に残存している蛍光浸
透剤８を（ｂ）に示すようにシャワー水９ａを吹き付け
て洗浄するか、（ｃ）に示すように溶剤を含ませた布９
ｂ等で拭き取ることによって除去する。そして自然乾燥
が行なわれた後（ｄ）に示すように、白色粉末からなる
現像剤１０を被検査物１の表面に散布して、欠陥３′内
の蛍光浸透剤８を染み出させる。そして（ｄ）に示すよ
うに、蛍光浸透剤８が染み出した現像剤１０に、紫外線
ランプ７から紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射すると、
図６の（ｅ）に示すように、蛍光浸透剤８からは黄緑色
の蛍光（波長５５０ｎｍ）が発生する。かくして黄緑色
の発光状況を観察することにより欠陥３′の大きさや形
状を検知できる。なお観察修了後、後処理として被検査
物１の表面から現像剤１０を除去する作業が行なわれ
る。

【０００５】この蛍光浸透探傷法においても、前述した
蛍光磁粉探傷法と同様のメリットおよびデメリットがあ
る。ただし蛍光浸透探傷法においては、観察時のみなら
ず、浸透剤８を欠陥３′の内部に浸透させたのち被検査
物１の表面に残存している蛍光浸透剤８を除去する際に
おいても、紫外線ランプ７から紫外線を照射して確認す
る必要がある。この点で前者よりも紫外線による弊害が
更に顕著となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
蛍光探傷法では、蛍光磁粉探傷法または蛍光浸透探傷法
のいずれおいても、励起光としてＵＶＡ３６５ｎｍの紫
外線が使用されていることから、作業員の健康管理上好
ましくない上、暗い雰囲気中で作業することが必要にな
るため、作業性が悪く、しかも安全性確保の点でもその
改善が望まれる。本発明の目的は、紫外線による弊害を
被らずに済み、しかも明るい雰囲気中で作業することが
可能な蛍光探傷法およびその装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は下記に示す如く構成されてい
る。なお下記以外の特徴ある構成については、実施形態
の中で明らかにする。 （１）本発明の蛍光探傷法は、被検査物に探傷用蛍光材
を予め付与しておき、これに励起用光源からの励起光を
照射し、この励起光の照射により励起されて前記探傷用
蛍光材から発光する蛍光の発光状況に基づいて、前記被
検査物の欠陥の検出を行なう蛍光探傷法において、蛍光
励起用の光源として、波長が４６０ｎｍ付近の青色光を
発光する青色光源（ＬＥＤ等）を用い、探傷用蛍光材と
して、前記青色光で励起され波長が６３０ｎｍ付近の赤
色光を発光する蛍光物質（蛍光顔料，蛍光染料等）を選
定し、この蛍光物質と、当該蛍光物質を前記被検査物に
予め付与するための付与媒体（磁粉，浸透剤等）とを一
体化して得た蛍光材を用いることを特徴としている。 （２）本発明の蛍光探傷装置は、波長が４６０ｎｍ付近
の青色光を発光する蛍光励起用の光源と、この蛍光励起
用の光源から発した励起光を、被検査物の特定された探
傷領域に対して照射する照射手段と、この照射手段によ
る照射によって励起され、波長が６３０ｎｍ付近の赤色
光を発光する如く被検査物に予め付与される探傷用蛍光
材と、この探傷用蛍光材が発光した赤色光を取り出す赤
色フィルターと、この赤色フィルターで取り出された赤
色光の発光状況に基づいて前記被検査物の欠陥の検出を
行なう手段と、を備えてなることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本発明の
第１実施形態に係る蛍光探傷法すなわち「蛍光磁粉探傷
法」の構成（作業手順）を示すフロー図である。

【０００９】「ステップＳ１１」従前と同様の手法にて
前処理を行なう。 「ステップＳ１２」従前と同様の手法にて磁性体からな
る被検査物１１（図２の（ａ）参照）の磁化を行なう。

【００１０】「ステップＳ１３」磁粉の散布を行なう。
ここで用いられる磁粉は、青色光による励起で赤色光を
発光する蛍光磁粉１６（図２の（ａ）参照）である。更
に具体的には、上記蛍光磁粉１６は、波長が４６０ｎｍ
付近の青色光を照射されると、波長が６３０ｎｍ付近の
赤色光を発光する蛍光物質すなわち蛍光顔料を、付与媒
体であるフェライト磁粉等の磁粉に付着させたものであ
る。蛍光磁粉１６の散布は従前と同様の手法を用いて行
なわれる。

【００１１】「ステップＳ１４」観察を行なう。この観
察は、青色光を照射しながら欠陥１３（図２の（ａ）参
照）に付着している蛍光磁粉１６が発光する赤色光の発
光状況をフィルター１８（図２の（ａ）参照）を通して
見ることにより行なわれる。なおこの観察に関しては後
で詳細に説明する。

【００１２】「ステップＳ１５」脱磁を行なう。すなわ
ち磁化装置に交流を流して消磁を行ない、被検査物１１
の磁化を解く。

【００１３】図２の（ａ）（ｂ）は具体的な観察方法を
示す図であり、（ａ）は屋外にある板状の被検査物の欠
陥を観察する場合の方法を示す図であり、（ｂ）はガス
タンク内においてタンク内壁の欠陥を観察する場合の方
法を示す図である。

【００１４】図２の（ａ）において、１１は被検査物、
１３は傷などの欠陥、１６は蛍光磁粉である。また１７
ａ，１７ｂ…は波長４６０ｎｍ付近の青色光を発光する
蛍光励起用の光源としての複数の青色ＬＥＤである。さ
らに１８は上記励起光の照射によって励起され蛍光磁粉
１６が発した波長６３０ｎｍ付近の赤色光のみを取り出
すための赤色フィルターである。

【００１５】１９は上記青色ＬＥＤ１７ａ，１７ｂ…か
ら発した励起光を、外来光を介入させずに被検査物１１
の特定された探傷領域に対して照射するための中空円錐
台状の非透光性カバーであり、本発明の「照射手段」の
一部を構成している。

【００１６】２０は上記赤色フィルター１８で取り出さ
れた赤色光を、外来光を介入させずに観察者の目へ導
き、当該赤色光の発光状況を伝えるための非透光性の観
察用筒体であり、本発明の「検知手段」の一部を構成し
ている。

【００１７】屋外において被検査物１１の欠陥１３を観
察する場合においては、蛍光励起用の光源である複数の
青色ＬＥＤ１７ａ，１７ｂ…から発した波長４６０ｎｍ
付近の青色光を蛍光磁粉１６に照射する。そうすると蛍
光磁粉１６が励起され赤色光が発生する。この赤色光の
発光状況は欠陥１３の状態に応じたものである。上記赤
色光は赤色フィルター１８によって可視光である前記青
色光とは分離されて取り出され、観察用筒体２０を通し
て観察者の目まで導かれる。かくして赤色光の発光状況
に基づいて欠陥１３の大きさや形状等が検知される。

【００１８】図２の（ｂ）において、２１はガスタンク
であり、２３はタンク内壁に存在する欠陥であり、２６
は蛍光磁粉である。また２７は波長４６０ｎｍ付近の青
色光を発光する蛍光励起用の光源としての青色ＬＥＤで
あり、２８は上記青色ＬＥＤ２７から発した励起光の照
射により励起されて蛍光磁粉２６から発生した波長６３
０ｎｍ付近の赤色光を取り出すための赤色フィルター付
きの眼鏡である。２９は青色ＬＥＤからなる照明ランプ
であり、作業期間中、ガスタンク２１の内部を照明す
る。

【００１９】ガスタンク２１内においてタンク内壁の欠
陥２３を観察する場合においては、作業員は青色ＬＥＤ
２７を手で持って波長４６０ｎｍ付近の青色光を励起光
として蛍光磁粉２６に照射する。そうすると、蛍光磁粉
２６が励起され赤色光が発生する。この赤色光の発光状
況は欠陥２３の状態に応じたものである。上記赤色光は
赤色フィルター付き眼鏡２８を通して作業員の目に達す
る。かくして観察者により赤色光の発光状況が観察さ
れ、欠陥２３の大きさや形状等が検知される。なおタン
ク内部全体の照明として青色ＬＥＤ照明ランプ２９によ
る青色光の照明が行なえるので、従来のように暗室内で
の作業に比べて作業環境が格段に改善される。その結
果、作業性が向上し、安全性が確保され、探傷の信頼性
が大幅に向上する。

【００２０】図３の（ａ）は青色ＬＥＤ光源のスペクト
ルを示す図である。図示の如く、この青色ＬＥＤ光源
は、波長４６０ｎｍ付近に鋭い発光強度のピーク値を持
つスペクトル分布を有しており、単色光に近い青色光を
発光する。実際に使用する場合には、青色ＬＥＤを２０
個程度並べて集積化したものを光源として使用すること
が望ましい。

【００２１】実験した結果によれば、上記青色ＬＥＤ光
源により、被検査物から２０ｍｍ離れた距離で被検査物
に対して青色光を照射したとき、約１５００Lux の照度
で５０ｍｍ×５０ｍｍの範囲を照射することができ、そ
の範囲内の探傷が良好に行なえることが分かった。これ
に必要な電力は僅か約２Ｗであり、電池でも十分供給可
能な電力である。

【００２２】図３の（ｂ）は蛍光磁粉を得るために選定
された蛍光物質すなわち蛍光顔料のスペクトルを示す図
である。図示の如く、鮮明な赤色光である「レッド」は
波長が６３０ｎｍ付近においてピーク値を有しており、
図３の（ａ）に示すようなスペクトルをもつ青色光で励
起したとき、強い赤色光を発光することが分かった。

【００２３】図３の（ｃ）は光の波長での励起光と発生
蛍光との関係を示す図である。なお本発明方法を従来方
法と対比できるように、この図の下段には本発明方法に
よる場合が示してあり、上段には従来方法による場合が
示してある。

【００２４】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態に係る蛍光探傷法すなわち「蛍光浸透探傷法」の構
成（作業手順）を示すフロー図である。

【００２５】「ステップＳ２１」従前と同様の手法にて
前処理を行なう。 「ステップＳ２２」従前同様の手法にて被検査物に対す
る蛍光浸透剤の浸透処理を行なう。ここで用いられる蛍
光浸透剤は、青色光による励起で赤色光を発光する蛍光
浸透剤である。更に具体的には、上記蛍光浸透剤は波長
が４６０ｎｍ付近の青色光を照射されると、波長６３０
ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質すなわち蛍光染料
を、付与媒体である浸透液に溶し込んだものである。蛍
光浸透剤の浸透は、従前と同様の手法を用いて行なわれ
る。

【００２６】「ステップＳ２３」被検査物の洗浄を行な
う。この洗浄処理には従前と同様の手法が用いられる。
ただし、青色光を照射しながらの洗浄なので作業性がよ
い。

【００２７】「ステップＳ２４」乾燥させる。この乾燥
処理には従前と同様の手法が用いられる。 「ステップＳ２５」現像を行なう。この現像処理には従
前と同様の手法が用いられる。

【００２８】「ステップＳ２６」観察を行なう。この観
察は、青色光を照射しながら欠陥に浸透している蛍光浸
透剤が発光する赤色光の発光状況をフィルターを通して
見ることにより行なわれる。なおこの観察の具体例に関
しては第１実施形態の場合と同様であるため説明は省
く。

【００２９】「ステップＳ２７」後処理を行なう。この
後処理には従前と同様の手法が用いられる。 （変形例）実施形態に示された蛍光探傷法及びその装置
は、下記の変形例を含んでいる。 ・青色光源としてＬＥＤ以外の光源を用いたもの。 ・検知手段として非透光性の観察用筒体２０にカメラを
装着したもの。

【００３０】（実施形態における特徴点） ［１］実施形態に示された蛍光探傷法は、被検査物に探
傷用蛍光材を予め付与しておき、これに励起用光源から
の励起光を照射し、この励起光の照射により励起されて
前記探傷用蛍光材から発光する蛍光の発光状況に基づい
て、前記被検査物の欠陥の検出を行なう蛍光探傷法にお
いて、蛍光励起用の光源として、波長が４６０ｎｍ付近
の青色光を発光する青色光源(17a,17b…、27) を用い、
探傷用蛍光材として、前記青色光で励起され波長が６３
０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質（蛍光顔料，蛍
光染料等）を選定し、この蛍光物質と当該蛍光物質を前
記被検査物(11,21) に予め付与するための付与媒体（磁
粉，浸透剤等）とを一体化して得た蛍光材(16,26) を用
いることを特徴としている。 ［２］実施形態に示された蛍光探傷法は、前記［１］に
記載の蛍光探傷法であって、波長４６０ｎｍ付近の青色
光を発光する青色光源は、青色ＬＥＤ(17a,17b…、27)
であることを特徴としている。 ［３］実施形態に示された蛍光探傷法は、前記［１］に
記載の蛍光探傷法であって、青色光の照射により波長が
６３０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質である蛍光
顔料を、付与媒体である磁粉に付着させてなる蛍光磁粉
(16,26) を探傷用蛍光材として用いることを特徴として
いる。 ［４］実施形態に示された蛍光探傷法は、前記［１］に
記載の蛍光探傷法であって、青色光の照射により波長が
６３０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質である蛍光
染料を、付与媒体である浸透液に溶かした蛍光浸透剤を
探傷用蛍光材として用いることを特徴としている。 ［５］実施形態に示された蛍光探傷装置は、波長が４６
０ｎｍ付近の青色光を発光する蛍光励起用の光源(17a,1
7b…、27)と、この蛍光励起用の光源(17a,17b…、27)
から発した励起光を、被検査物(16,26) の特定された探
傷領域に対して照射する照射手段(19 等) と、この照射
手段(19 等) による照射によって励起され、波長が６３
０ｎｍ付近の赤色光を発光する如く被検査物(11,21) に
予め付与される探傷用蛍光材(16,26)と、この探傷用蛍
光材(16,26) が発光した赤色光を取出す赤色フィルター
（１８，２８）と、この赤色フィルター（１８，２８）
で取り出された赤色光の発光状況に基づいて前記被検
査物(11,21) の欠陥を検知する検知手段(20 等) と、を
備えてなることを特徴としている。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、蛍光励起用の光源とし
て、波長が４６０ｎｍ付近の青色光を発光する青色光源
を用い、探傷用蛍光材として、前記青色光で励起され波
長が６３０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質（蛍光
顔料，蛍光染料等）を選定し、この蛍光物質と当該蛍光
物質を前記被検査物に予め付与するための付与媒体（磁
粉，浸透剤等）とを一体化して得た蛍光材を用いるよう
にしたので、紫外線による弊害を被らずに済み、しかも
明るい雰囲気中で作業することが可能な蛍光探傷法およ
びその装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る蛍光探傷法「蛍光
磁粉探傷法」の作業手順を示すフロー図。

【図２】本発明の第１実施形態に係る蛍光探傷法「蛍光
磁粉探傷法」の具体的な観察方法を示す図で、（ａ）は
屋外にある板状の被検査物の欠陥を観察する場合の方法
を示す図、（ｂ）はガスタンク内においてタンク内壁の
欠陥を観察する場合の方法を示す図。

【図３】本発明の第１実施形態に係る蛍光探傷法「蛍光
磁粉探傷法」に用いられる光源及び蛍光顔料のスペクト
ルを示す図で、（ａ）は青色ＬＥＤ光源のスペクトルを
示す図、（ｂ）は蛍光顔料のスペクトルを示す図、
（ｃ）は光の波長での励起光と発生蛍光との関係を示す
図。

【図４】本発明の第２実施形態に係る蛍光探傷法「蛍光
浸透探傷法」の作業手順を示すフロー図。

【図５】従来から知られている蛍光磁粉探傷法の概略を
示す図。

【図６】従来から知られている蛍光浸透探傷法の概略を
示す図。

【符号の説明】

１１…被検査物 １３，２３…欠陥 １６，２６…蛍光磁粉（探傷用蛍光材） １７ａ，１７ｂ，…青色ＬＥＤ（蛍光励起用の光源） １８…赤色フィルター １９…非透光性カバー ２０…観察用筒体 ２１…ガスタンク ２７…青色ＬＥＤ（蛍光励起用の光源） ２８…赤色フィルター眼鏡 ２９…青色ＬＥＤの照明ランプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物に探傷用蛍光材を予め付与してお
   き、これに励起用光源からの励起光を照射し、この励起
   光の照射により励起されて前記探傷用蛍光材から発光す
   る蛍光の発光状況に基づいて、前記被検査物の欠陥の検
   出を行なう蛍光探傷法において、 蛍光励起用の光源として、波長が４６０ｎｍ付近の青色
   光を発光する青色光源を用い、 探傷用蛍光材として、前記青色光で励起され波長が６３
   ０ｎｍ付近の赤色光を発光する蛍光物質を選定し、この
   蛍光物質と、当該蛍光物質を前記被検査物に予め付与す
   るための付与媒体とを一体化して得た蛍光材を用いるこ
   とを特徴とする蛍光探傷法。
2. 【請求項２】波長が４６０ｎｍ付近の青色光を発光する
   青色光源は、青色ＬＥＤであることを特徴とする請求項
   １に記載の蛍光探傷法。
3. 【請求項３】青色光の照射により波長が６３０ｎｍ付近
   の赤色光を発光する蛍光物質である蛍光顔料を、付与媒
   体である磁粉に付着させてなる蛍光磁粉を探傷用蛍光材
   として用いることを特徴とする請求項１に記載の蛍光探
   傷法。
4. 【請求項４】青色光の照射により波長が６３０ｎｍ付近
   の赤色光を発光する蛍光物質である蛍光染料を、付与媒
   体である浸透液に溶かした蛍光浸透剤を探傷用蛍光材と
   して用いることを特徴とする請求項１に記載の蛍光探傷
   法。
5. 【請求項５】波長が４６０ｎｍ付近の青色光を発光する
   蛍光励起用の光源と、 この蛍光励起用の光源から発した励起光を、被検査物の
   探傷領域に対して照射する照射手段と、 この照射手段による照射によって励起され、波長が６３
   ０ｎｍ付近の赤色光を発光する如く被検査物に予め付与
   される探傷用蛍光材と、 この探傷用蛍光材が発光した赤色光を取り出す赤色フィ
   ルターと、 この赤色フィルターで取り出された赤色光の発光状況に
   基づいて前記被検査物の欠陥を検知する検知手段と、 を備えてなることを特徴とする蛍光探傷装置。