JP2002062282A - 溶融金属用容器の欠陥部を測定する方法及び装置 - Google Patents
溶融金属用容器の欠陥部を測定する方法及び装置Info
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Abstract
の減肉や孔触等の欠陥部を槽内部から測定する装置を提
供する。 【解決手段】ニオブ酸リチウムよりなる振動子15に極
軟鋼16を活性銀ろう17で固定した探触子18よりな
る超音波センサーを用いる。極軟鋼16は溶融亜鉛との
濡れ性がよく、また亜鉛との合金層は一定の厚み以上に
は進行しないので、溶融亜鉛を触媒体として、正確な測
定が行えるようになる。
Description
Sn、アルミニウムAlなどの溶融金属を入れる容器に発生
する減肉や孔蝕などの欠陥部を容器内部から測定する方
法及び装置に関する。
えば、溶融亜鉛は鉄製品の防錆のため鉄製品を溶融亜鉛
中に漬けて亜鉛メッキを行う際に使用され、その容器と
しては一般に鉄板を溶接して槽状に形成した溶解槽が使
用され、バーナで槽を外部から加熱して亜鉛を溶融状態
にしている。
進行したり、鉄板中に孔蝕があって孔蝕部分で減肉が進
行すると、槽の破損事故をもたらす。そこでこうした槽
では、減肉や孔蝕などの欠損部を検出する必要があっ
た。
法としては、超音波センサーによる方法がよく知られて
いるが、溶解槽は、概してその周りに人が入り込める程
のスペースがないため測定できず、測定できたにしても
バーナを止めてから行うわねばならない。そこで従来は
通常、作業者が槽縁で先端を鉤状に折曲げた金属棒を持
ち、鉤部を槽内壁に当てゝ動かすことにより、その感触
で槽内壁の凹凸の程度を把握していた。
て槽の欠陥部を検出する方法は、溶融亜鉛の場合、44
0〜470℃と高温であるため作業者の熱疲労を起し易
く、火傷等の事故も生じ易いこと、溶融亜鉛は酸化防止
のため表面に塩化亜鉛ZnClや塩化アンモニウムNH 4Cl 等
のハロゲン化合物よりなるフラックス層を設けている
が、この臭化ガスにより作業環境が悪化し、長時間の作
業は危険であること、検出を作業者の感覚に頼っている
ため、作業者の個人差が出易く、測定しても正確な判断
ができにくいこと等の難点があった。
波センサーを用いて溶融金属中に漬け、溶解槽の欠陥部
を内部から検出しようとするものであるが、従来の超音
波センサーを単に用いたのでは次のような問題がある。
子の材質としては一般に銅Cu、チタンTi、ジルコニアZr
等の超音波透過性のよい金属が用いられているが、この
うち銅は例えば溶融亜鉛中で用いると、亜鉛との合金よ
りなる黄鋼層ができ、これが次第に成長して音響インピ
ーダンスが変化し、正確な測定が難しくなる。またチタ
ンやジルコニアの場合、空気中の酸素と反応して表面に
TiO2やZrO3などの酸化膜(セラミック膜)を形成し易
い。こうした酸化膜は、高融点でさびず、超音波センサ
ーを大気中で使用する場合には、被検査面と接触子の間
にグリセリン等の粘性の大なる接触体を使用しているた
め問題はないが、溶融金属中では酸化膜により溶融金属
との「濡れ性」が悪く、測定できない難点がある。
がない超音波センサーを用いて溶融金属を入れる容器の
欠損部を容器内部から測定する方法及び装置を提供する
ことを目的とする
いられる振動子に溶融金属との濡れ性がよく、溶融金属
とで形成される合金層が溶損して一定の厚み以上には成
長しない金属を固定した超音波センサーを用いて溶融金
属に漬け、溶融金属容器の欠陥部を容器内部から測定す
ることを特徴とし、請求項2に係る発明は、請求項1に
係わる発明で用いられる装置に関するもので、溶融金属
中に漬けられる超音波センサーよりなり、該超音波セン
サーの探触子に用いられる振動子には溶融金属との濡れ
性がよく、溶融金属とで形成される合金層が溶損して一
定の厚み以上には成長しない金属が固着されることを特
徴とする。
子に固着される金属の濡れ性がよく、溶融金属が触媒体
になると共に、溶融金属とで形成される合金層が一定の
厚み以上には成長しないため、正確な測定を行うことが
できる。
明において、振動子に固着される金属を軟鋼としたこと
を特徴とする。
鉛FeZnの合金層を形成する。
で取付けた探触子を示すもので、溶融亜鉛中に漬ける
と、およそ表層にZn75%、Fe25%の鉄亜鉛層4aが
1μm、その上にZn90%、Fe10%の鉄亜鉛層4bが
10μm 、更にその上にZn94%、Fe6%の鉄亜鉛層4
cが40μm ±5 μm 、最外層に酸化亜鉛ZnO2層4d が
40μm ± 5μm 形成されるようになる。この鉄亜鉛層
は、溶融亜鉛との「濡れ性」がよく、使用時の溶損によ
り厚みも最大限100μm 未満で、測定に支障を生じな
い。溶融鉛、溶融錫、溶融アルミニウムの場合も同様で
ある。
係る発明において、探触子に金属を銀Agと銅Cnとチタン
Tiよりなる活性銀ろうを用いて固着したことを特徴とす
る。
のA、Bの二種類のものが挙げられる。
0℃、Bの場合700℃であり、錫(融点280℃)、
鉛(融点380℃)、亜鉛(融点475℃)、アルミニ
ウム(融点700℃)の溶融金属中においても使用でき
る。因みにシリコン系やエポキシ系の接着剤は、融点が
最大230℃で、こうした接着剤を使用した超音波セン
サーは、上述するような溶融金属中で使用できない。
に係る発明において、超音波センサーの保持器は外面が
溶融金属との合金を作らないように酸化クロムCrO3で被
覆されていることを特徴とする。
して、その上に被覆するのが望ましい。
酸化クロムは茶色であるため、酸化クロムの脱落が黄色
の発現で判断できるようになり、黄色が出たところで、
超音波センサーを交換する際の目安となる。
に係る発明において、超音波センサーを備えた装置を吊
持する位置が装置の重心装置よりも容器の側壁側に位置
させることを特徴とする。
ェーン、ロッド等で吊下げたとき、装置6は吊下位置で
の作用線Fと重心での重力の作用線Gが一致するように
図の矢印方向に傾こうとし、作用線Fが作用線Gより容
器の壁面8側にあるため、装置6は容器の壁面8に当た
るようになる。このため装置6が壁面8に接触するよう
に操作する必要がない。
明において、上記装置の上下に車輪を設けたことを特徴
とする。
壁面に沿う装置の昇降がスムースに行われ、また探触子
と容器壁面との間隔を一定に維持することができる。容
器壁面との間隔を変えたいときには、車輪を径の異なる
ものと交換すればよい。
係る発明において、上記装置の昇降装置を設けると共
に、装置を容器の壁面に沿って移動させる移動機構を設
けたことを特徴とする。
トコントロールによって行うことができ、容器近くでの
作業を不要にすることができる。
1は上下に取外し可能な車輪12を取付け、容器である
槽の壁面13に接触して走行できるようになっており、
外面には図示していないが、窒化チタンTiN が被覆され
ると共に、その表面に更に酸化クロムCrO3が被覆されて
いる。センサー保持器11内に設けられる超音波センサ
ー14は、図4に示すように、ニオブ酸リチウムLiNbO3
よりなる振動子15に極軟鋼16を活性銀ろう17で固
着し、極軟鋼16を極軟鋼製のカップ19に捩込んで連
結した探触子18よりなっている。19は振動子15に
接続される白金線である。
された断熱パイプ22がセンサー保持器11に連結され
ると共に、ジョイント保持器23に接続され、超音波セ
ンサー14に繋がるケーブル24が通されている。図
中、25はジョイント保持器23に接続される断熱パイ
プである。
なる冷却パイプ27が接続され、断熱パイプ25、ジョ
イント保持器23、断熱パイプ22を通ってセンサー保
持器11内に送り込まれた冷却エアーが超音波センサー
14を冷却後、冷却パイプ22より排出されるようにな
っており、断熱パイプ25と冷却パイプ27は吊上げ金
具28により連結され、吊上げ金具28に止着された吊
上げボルト29に、図示省略した巻取装置に支持された
ワイヤーが連結され、ワイヤーの巻取り或いは巻き戻し
により全体の装置31を昇降させうるようになってい
る。
げ位置は、装置全体の重心位置よりも壁面13側にあ
り、そのため上下の車輪12は壁面13に押し付けられ
て、装置の昇降に伴い、壁面13を転動するようになっ
ている。
が、槽の壁面13に沿って敷設されたレール上を移動で
きるようになっており、巻取り及び移動はリモートコン
トロールできるようにしてある。
振動子に溶融金属との濡れ性がよく、溶融金属との合金
層が一定以上には形成されない金属を用いたことによ
り、溶融金属が触媒体となって容器の欠損部を正確に測
定することができるようになる。
での高温に耐えることができるようになり、アルミニウ
ム槽の欠陥部の測定にも使用可能となる。
サーの溶損を防ぎ、超音波センサーの寿命を延ばすこと
ができる。
の操作をすることなく容器の壁面に押付けることでがき
る。
がスムースに行われると共に、探触子と容器壁面との間
隔を所望の間隔に保って測定を行うことができる。
容器より離れた箇所でリモートコントロールにより行う
ことができる。
示す断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】探触子に用いられる振動子に溶融金属との
濡れ性がよく、溶融金属とで形成される合金層が溶損し
て一定の厚み以上には成長しない金属を固定した超音波
センサーを用いて溶融金属に漬け、溶融金属容器の欠陥
部を容器内部から測定することを特徴とする溶融金属用
容器の欠陥部を測定する方法。 - 【請求項2】溶融金属中に漬けられる超音波センサーよ
りなり、該超音波センサーの探触子に用いられる振動子
には溶融金属との濡れ性がよく、溶融金属とで形成され
る合金層が溶損して一定の厚み以上には成長しない金属
が固着されることを特徴とする溶融金属用容器の欠陥部
を測定する装置。 - 【請求項3】振動子に固着される金属を軟鋼としたこと
を特徴とする請求項2記載の溶融金属用容器の欠陥部を
測定する装置。 - 【請求項4】探触子に金属を銀Agと銅CnとチタンTiより
なる活性銀ろうを用いて固着したことを特徴とする請求
項2又は3記載の溶融金属用容器の欠陥部を測定する装
置。 - 【請求項5】超音波センサーの保持器は外面が溶融金属
との合金を作らないように酸化クロムCrO3で被覆されて
いることを特徴とする請求項2ないし4のいづれかの請
求項に記載の溶融金属用容器の欠陥部を測定する装置。 - 【請求項6】超音波センサーを備えた装置を吊持する位
置が装置の重心装置よりも容器の側壁側に位置させるこ
とを特徴とする請求項2ないし5のいづれかの請求項に
記載の溶融金属用容器の欠陥部を測定する装置。 - 【請求項7】上記装置の上下に車輪を設けたことを特徴
とする請求項6記載の溶融金属用容器の欠陥部を測定す
る装置。 - 【請求項8】上記装置の昇降装置を設けると共に、装置
を容器の壁面に沿って移動させる移動機構を設けたこと
を特徴とする請求項7記載の溶融金属用容器の欠陥部を
測定する装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000247132A JP2002062282A (ja) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | 溶融金属用容器の欠陥部を測定する方法及び装置 |
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---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0641942B2 (ja) * | 1986-01-13 | 1994-06-01 | アルミニウム カンパニ− オブ アメリカ | 溶融体中の介在物の超音波検出装置および方法 |
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JP2655258B2 (ja) * | 1984-05-17 | 1997-09-17 | ジェネラル シグナル コーポレイション | 溶融金属接触プローブ及びこの溶融金属接触プローブの使用方法 |
-
2000
- 2000-08-17 JP JP2000247132A patent/JP2002062282A/ja active Pending
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