JP2003215058A - 加圧式浸透探傷検査方法及び加圧式浸透装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の表層欠陥を非破壊的に検査する浸透探
傷検査において、被検査物の微細な表層欠陥内にも浸透
液を浸透させ、表層欠陥の検出を容易にする加圧式浸透
探傷検査方法及び装置を提供する。 【解決手段】 浸透液５が充填された耐圧密閉容器２に
被検査物６を浸漬させ、耐圧密閉容器２に充填された浸
透液５を加圧器３により加圧することにより、被検査物
６の微細な表層欠陥内へ浸透液５を浸透可能として、被
検査物６の微細な表層欠陥を容易に検出できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン材
料、エンジン部品、各種輸送機器部品、構造部品などの
各種材料を対象とした非破壊検査に係るもので、加圧式
による微細欠陥浸透探傷検査方法及びその装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、材料の表層欠陥の検出手段の一つ
として浸透探傷法が知られている。この一種である蛍光
浸透探傷法および染色浸透探傷法は、有効な非破壊検査
法として、特に表層部の欠陥を検出するのに広く利用さ
れている。これは、被検査物の表面を洗浄し、可視染料
（通常、赤色染料、例えばオイルレッド５ＢＮ：シラド
化学株式会社やＳｕｄａｎ Ｒｅｄ ４６２：ＢＡＳＦ
社）を有機溶剤に溶解させた浸透液や蛍光染料（通常、
紫外線灯下で黄緑色蛍光を発する染料、例えばフロレッ
セントブライトニスエージェント６８：日本化薬株式会
社やＦｌｕｏｒｏｌ ７ＧＡ：ＧＡＦ社）を有機溶剤に
溶解させた浸透液等を塗布した後、表面の浸透液を洗浄
液で拭き取り、現像液を塗布し、現像液中の現像粉によ
り欠陥内の浸透液を表面に浮き出させた後、直接または
紫外線を照射して観察する方法である。また、他の表層
欠陥の検出方法として特開平６−１８４５６号公報の材
料表層欠陥の検出方法においては、材料表面に特定の金
属元素の塩を含有する液体を塗布し、減圧または加圧下
により生じたマイクロクラックに含浸させ、次いで含浸
させた金属元素を加熱、乾燥または熱分解により付着固
定し、マイクロクラックを含む破面を電子プローブマイ
クロアナリシス（ＥＰＭＡ）により分析し付着固定した
金属元素の分布を調べることにより、クラックの長さや
形態を検出する方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た蛍光浸透探傷法および染色浸透探傷法では、浸透液は
液体の毛細管現象だけを利用して浸透しているために、
微細な欠陥には表面張力の影響で浸透液が浸入すること
ができなかった。例えば、亀裂欠陥のように、幅２μｍ
以下の欠陥では浸透液が浸透せず、また、亀裂などの欠
陥の内部が酸化物などで塞がっている場合にも同様に浸
透が妨げられ、重大な欠陥が検出漏れになってしまうと
いう問題があった。また、前記特開平６−１８４５６号
公報の材料表層欠陥の検出方法においては、マイクロク
ラックを含む破面を電子プローブマイクロアナリシス
（ＥＰＭＡ）により分析するものであり、分析試料の作
成に切断等の作業を要し、また、分析試料の寸法も限定
されるという問題があった。

【０００４】本発明は前記の問題を解消するためになさ
れたものであり、材料の表層欠陥の微細部分に浸透液を
加圧して浸透させることにより、微細な表層欠陥を容易
に検出することが可能な加圧式浸透探傷検査方法及び装
置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１では、材料の表層欠陥を非破壊的
に検査する浸透探傷検査方法において、浸透液が充填さ
れた耐圧密閉容器に被検査物を浸漬し、前記耐圧密閉容
器内を加圧することにより、検出しようとする表層欠陥
内に浸透液を浸透させ、前記被検査物を洗浄、乾燥さ
せ、現像剤を前記被検査物の表面に付着させ表層欠陥を
検出する加圧式浸透探傷検査方法としている。また、請
求項２では、被検査物の微細な表層欠陥内に浸透液をよ
り浸透させる手段として、浸透液が充填された耐圧密閉
容器と、前記耐圧密閉容器内を加圧するための加圧器
と、前記耐圧密閉容器と前記加圧器とを連結し前記耐圧
密閉容器内へ加圧用ガスを導入するための加圧用ガス導
入管と、前記加圧用ガス導入管内に設けられた開閉弁と
から構成されている加圧式浸透装置としている。これに
より、耐圧密閉容器内の浸透液は加圧されて被検査物の
微細な表層欠陥内に浸透していき、微細な表層欠陥の検
出を容易にすることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実
施形態になんら限定されるものではなく、適宜変更して
実施が可能なものである。図１は、本発明の第１実施形
態を示すフロー図である。本実施形態では、（１）前処
理工程、（２）浸漬処理工程、（３）加圧処理工程、
（４）洗浄及び乾燥処理工程、（５）現像処理工程及び
（６）観察処理工程を実施する。

【０００７】（１）前処理工程は、被検査物の表層欠陥
内に浸透液が十分に浸透するように被検査物に付着した
油脂や汚れを洗浄したり、塗料、スケール及びさび等を
溶剤または除錆剤等で除去する処理である。 （２）浸漬処理工程は、浸透液が充填された容器に被検
査物を浸漬し、被検査物の表層欠陥内に浸透液を浸透さ
せる処理である。 （３）加圧処理工程は、被検査物が浸漬された容器を密
封し、高圧の窒素ガスや高圧のアルゴンガス等を注入し
て、容器内を加圧し、容器に浸漬された被検査物の表層
欠陥内に浸透液をより浸透させる処理である。

【０００８】（４）洗浄及び乾燥処理工程は、浸透液が
充填された容器から被検査物を取り出し、被検査物表面
の余剰浸透液を滴下させた後、水洗浄を実施し、乾燥さ
せる処理である。水洗浄を実施する際には、噴霧形ノズ
ル等を使用して、３０〜４０ｃｍの距離から噴霧状流水
で洗浄する。洗浄時の噴霧状流水の水圧は被検査物の表
層欠陥中の浸透液を洗い流して検出感度を低下させない
ために、２〜３ｋｇ／ｃｍ^２の水圧とすることが好まし
い。また、洗浄時の噴霧状流水の水温は、温水の方が冬
期に作業しやすく水洗後に表面に付着している水分の乾
燥除去が容易であるなどの理由から３０〜３５℃が好ま
しい。なお、乾燥には熱風乾燥器等を用いる。 （５）現像処理工程は、白色微粉末の現像剤を被検査物
の表面に付着させ、その毛細管現象を利用して表層欠陥
中の浸透液を表面に吸い出し、表層欠陥を拡大して指示
させ発見を容易にする処理である。 （６）観察処理工程は、浸透液が蛍光の特徴をもつ場合
には、暗室内で紫外線探傷灯等により被検査物に紫外線
を照射して、被検査物に形成された黄緑色等の欠陥指示
模様を観察する処理であり、また、浸透液が着色の特徴
を持つ場合には、直接被検査物に形成された赤色等の欠
陥指示模様を観察する処理である。

【０００９】図２は、本発明の第２実施形態を示す概略
説明図である。図２において、加圧式浸透装置１は、浸
透液５が充填された耐圧密閉容器２と、前記耐圧密閉容
器２内を加圧するための加圧器３と、前記耐圧密閉容器
２と前記加圧器３とを連結し前記耐圧密閉容器２内へ加
圧用ガスを導入するための加圧用ガス導入管４と、前記
加圧用ガス導入管４内に設けられた開閉弁４１とから構
成されている。耐圧密閉容器２は高圧雰囲気下で被検査
物６に浸透液５を浸透させるために必要な容積を有する
容器である。また、耐圧密閉容器２の上面には、被検査
物６及び浸透液５の出入りが可能なように開閉口等（図
示しない）が設けられている。さらに、耐圧密閉容器２
内には、その内部圧力を測定するための圧力センサー
（図示しない）が設置されている。

【００１０】前記加圧器３はその内部にヒーター３１を
備えている。ヒーター３１は電気ヒーター等の公知のヒ
ーターを用いる。また、加圧器３の上面には液化窒素や
液化アルゴン等の液化ガスを注入するための液化ガス注
入口３２が設けられている。さらに、加圧器３内には、
その内部圧力を測定するための圧力センサー（図示しな
い）が設置されている。

【００１１】次に、加圧式浸透装置１を用いた加圧式浸
透探傷検査方法について図２に基づいて説明する。ま
ず、加圧器３内に外部から液化ガスを所定量注入する。
加圧器３内に注入された液化ガスはヒーター３１によっ
て加熱されて気化し、加圧器３内は高圧状態になる。液
化ガスの気化によって、加圧器３内の圧力が所定の圧力
に達した後に、加圧用ガス導入管４内に設けられた開閉
弁４１を開いて、耐圧密閉容器２内に高圧ガスを流して
いく。加圧器３内から流れてきた高圧ガスによって、耐
圧密閉容器２内の圧力は上昇していき、耐圧密閉容器２
内部に充填された浸透液５は加圧される。耐圧密閉容器
２内の圧力が所定の圧力に達した後に、開閉弁４１を閉
じて高圧ガスの流入を停止し、所定の時間その状態を保
持する。

【００１２】耐圧密閉容器２内の圧力は、加圧器３内に
注入する液化ガス量及び加圧用ガス導入管４内に設けら
れた開閉弁４１の開閉時間を調整することによって適宜
変更することができる。また、保持時間としては、３０
〜６０秒の範囲が望ましい。この範囲以上であれば、浸
透が十分に完了しているので、それ以上加圧しても意味
がなく、この範囲以下であれば、十分に浸透しきれてい
ないからである。これによって、被検査物６の微細な表
層欠陥内に浸透液５が浸透することができる。

【００１３】その後に耐圧密閉容器２に設けられた開閉
口（図示しない）を開いて、耐圧密閉容器２内の高圧ガ
スを大気中に放出させる。次に耐圧密閉容器２から被検
査物６を取り出し、洗浄、乾燥及び現像処理を行い、被
検査物６の表層欠陥を観察する。現像処理を行う場合、
耐圧密閉容器２から被検査物６を取り出して大気中で行
ってもよいし、被検査物６を取り出さずに耐圧密閉容器
２内の浸透液５を現像液に入れかえて検査を実施しても
よい。

【００１４】図３は、本発明の第３実施形態を示す概略
説明図である。本実施形態は大型の被検査物の一部分に
浸透液を加圧して浸透させる装置を示したものである。
図３において、加圧式浸透装置１ａは、被検査物６を載
置するための試料台７と、試料台７に載置された被検査
物６を固定するための被検査物固定器８と、被検査物６
と被検査物固定器８とによって形成された空間内を加圧
するための加圧器３と、前記被検査物固定器８と前記加
圧器３とを連結し被検査物６と被検査物固定器８とによ
って形成された空間内へ加圧用ガスを導入するための加
圧用ガス導入管４と、該加圧用ガス導入管４内に設けら
れた開閉弁４１とから構成されている。

【００１５】被検査物固定器８の下部は被検査物６の検
査面を一定の範囲で覆うことができるように半円形の形
状をしている。また、被検査物固定器８には、浸透液５
の注入が可能なように開閉口等（図示しない）が設けら
れている。さらに、被検査物固定器８には、被検査物６
と被検査物固定器８とによって形成された空間内の圧力
を測定するための圧力センサー（図示しない）が設置さ
れている。

【００１６】前記加圧器３はその内部にヒーター３１を
備えている。ヒーター３１は電気ヒーター等の公知のヒ
ーターを用いる。また、加圧器３の上面には液化窒素や
液化アルゴン等の液化ガスを注入するための液化ガス注
入口３２が設けられている。さらに、加圧器３内には、
その内部圧力を測定するための圧力センサー（図示しな
い）が設置されている。

【００１７】次に、加圧式浸透装置１ａを用いた加圧式
浸透探傷検査方法について図３に基づいて説明する。ま
ず、試料台７に載置された被検査物６を被検査物固定器
８で固定する。そして、被検査物６と被検査物固定器８
によって形成された空間内に被検査物固定器８に設けら
れた開閉口（図示しない）から浸透液５を所定量注入す
る。次に、加圧器３内に外部から液化ガスを所定量注入
する。加圧器３内に注入された液化ガスはヒーター３１
によって加熱されて気化し、加圧器３内は高圧状態にな
る。液化ガスの気化によって、加圧器３内の圧力が所定
の圧力に達した後に、加圧用ガス導入管４内に設けられ
た開閉弁４１を開いて、被検査物６と被検査物固定器８
によって形成された空間内に高圧ガスを流していく。加
圧器３内から流れてきた高圧ガスによって、被検査物６
と被検査物固定器８によって形成された空間内の圧力は
上昇していき、被検査物６と被検査物固定器８によって
形成された空間内に注入された浸透液５は加圧される。
被検査物６と被検査物固定器８によって形成された空間
内の圧力が所定の圧力に達した後に、開閉弁４１を閉じ
て高圧ガスの流入を停止し、所定の時間その状態を保持
する。

【００１８】被検査物６と被検査物固定器８によって形
成された空間内の圧力は、加圧器３内に注入する液化ガ
ス量及び加圧用ガス導入管４内に設けられた開閉弁４１
の開閉時間を調整することによって適宜変更することが
できる。また、保持時間としては、３０〜６０秒の範囲
が望ましい。この範囲以上であれば、浸透が十分に完了
しているので、それ以上加圧しても意味がなく、この範
囲以下であれば、十分に浸透しきれていないからであ
る。これによって、被検査物６の微細な表層欠陥内に浸
透液５が浸透することができる。

【００１９】その後に被検査物固定器８に設けられた開
閉口（図示しない）を開いて、被検査物６と被検査物固
定器８によって形成された空間内の高圧ガスを大気中に
放出させる。次に被検査物固定器８をゆるめて被検査物
６を取り出し、洗浄、乾燥及び現像処理を行い、被検査
物６の表層欠陥を観察する。現像処理を行う場合、被検
査物固定器８をゆるめて被検査物６を取り出して大気中
で行ってもよいし、被検査物６を取り出さずに被検査物
６と被検査物固定器８によって形成された空間内の浸透
液５を現像液に入れかえて検査を実施してもよい。な
お、本実施形態では、被検査物６を連続的に移動して被
検査物６の表層欠陥内に浸透液５を浸透させた後で、大
気中で現像液を用いて表層欠陥を現出させることが可能
である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、浸透液を加圧することにより、浸透液中に浸漬され
た被検査物の微細な表層欠陥中にも浸透液が浸透し、微
細な表層欠陥を容易に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すフロー図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示す概略説明図であ
る。

【図３】本発明の第３実施形態を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１、１ａ 加圧式浸透装置 ２ 耐圧密閉容器 ３ 加圧器 ４ 加圧用ガス導入管 ５ 浸透液 ６ 被検査物 ７ 試料台 ８ 被検査物固定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料の表層欠陥を非破壊的に検査する浸
   透探傷検査方法において、浸透液が充填された耐圧密閉
   容器に被検査物を浸漬し、前記耐圧密閉容器内を加圧す
   ることにより、検出しようとする表層欠陥内に浸透液を
   浸透させ、前記被検査物を洗浄、乾燥させ、現像剤を前
   記被検査物の表面に付着させ表層欠陥を検出することを
   特徴とする加圧式浸透探傷検査方法。
2. 【請求項２】 浸透液が充填された耐圧密閉容器と、前
   記耐圧密閉容器内を加圧するための加圧器と、前記耐圧
   密閉容器と前記加圧器とを連結し前記耐圧密閉容器内へ
   加圧用ガスを導入するための加圧用ガス導入管と、前記
   加圧用ガス導入管内に設けられた開閉弁とから構成され
   ていることを特徴とする加圧式浸透装置。