JP2005172681A - 浸透探傷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱容量の小さな被検査物、或いは、熱容量の大きな被検査物でも蒸気洗浄処理が出来る浸透探傷方法及び装置を提供する。
【解決手段】蒸気洗浄槽の内周壁の上周縁近傍に溶剤蒸気の発散を防ぐ冷却管を設け、槽の底部に溶剤液を加熱して溶剤蒸気を発生する加熱ヒーターを設けた蒸気洗浄槽を使用する浸透探傷装置において、浸透液槽内で被検査物を浸透処理した後、蒸気洗浄槽内で被検査物を溶剤蒸気中で洗浄して浸透液を除去した後、被検査物をほぼ冷却管が配置されている位置まで引き上げて、その位置に所定時間保持し、その後、再び被検査物を溶剤蒸気中に投入して余剰浸透液の除去を行う。更に、洗浄が必要ならば、被検査物をほぼ冷却管が配置されている位置まで再び引き上げて、その位置に所定時間保持し、その後、被検査物を溶剤蒸気中に再投入して残余の浸透液の除去処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、浸透探傷方法及び装置に関し、特に、被検査物表面に残留付着している余剰浸透液の除去方法及びその装置に関する。

従来から鋳造、鍛造、切削、焼成等によって製造される機械部品等の表面の微細な開口欠陥等の探傷に非破壊検査法の１つである浸透探傷法が知られている。

実公平３−４２３６０号公報に記載の浸透探傷法は、（１）被検査物の表面に浸透液を付着させて、被検査物表面に存在する開口欠陥部中に浸透液を浸透させる浸透工程、これに続く（２）欠陥部内に浸透せずに被検査物表面に残留付着している余剰浸透液を洗浄液によって除去して、浸透液が欠陥部内のみに残留している状態とする洗浄工程、これに続く（３）洗浄液が乾燥した後で、被検査物表面に現像剤（通常、粒径１〜１０μ程度の無機質微細粉末）の均一な薄層を形成し、欠陥部内に浸透している浸透液を吸出させ層表面にニジミ模様、換言すれば欠陥指示模様を現出させる現像工程、これに続く（４）可視光下又は紫外線ランプ照射下で欠陥指示模様を確認する検査工程、を含んでいる。しかし、（２）の洗浄工程が終了した時点で、欠陥部内に残留している浸透液の存在によって可視光下又は紫外線ランプ照射下で欠陥都が確認できるときには（３）の現像工程が省略され、（２）の浸透工程から直ちに（４）の検査工程に入る。又、（１）の浸透工程を行う前に、被検査物の表面に油汚れ等がある場合は、有機溶剤等を用いて表面を清浄にする前洗浄工程が行われる。なお、前記浸透液としては、通常、赤色染料又は蛍光染料を石油系混合溶剤、芳香族系溶剤等に溶解し可塑剤、界面活性剤等を添加してなる非揮発性で浸透性の強い液体が用いられている。又、前記余剰浸透液を洗浄する洗浄液には、通常、前記浸透液を溶解する有機溶剤が用いられている。

又、実公平３−２９７３８号に記載の浸透探傷法は、浸透液とフロン溶剤又は塩素系炭化水素溶剤との混合液を用い、溶剤が蒸発した蒸気中で被検査物の表面を洗浄し、混合液中で、被検査物表面の開口欠陥部に浸透液を浸透させるものである。

いずれの浸透探傷法においても、被検査物に対する浸透処理後、通常は洗浄処理工程が行われ、洗浄処理方法として、水洗または溶剤による除去方法が用いられている。

水洗の場合はスプレー法を用いるのが一般的で、１Ｋｇ／ｃm2 以上の水圧により洗浄処理を行うため、被検査物が軽重量の小型部品であると水圧により飛散したり、目的とする部分が完全に洗浄できない状態になる。又、複雑な形状の被検査物には液溜り等が発生し安定した洗浄が出来ない欠点がある。

一方、溶剤による洗浄の場合は手作業になるため、大量の処理が不可能であったり、重量物は洗浄処理は困難である。また、形状が複雑な被検査物に対しては時間が掛かったり、洗浄ムラが発生し、安定した探傷作業が出来ない等の欠点がある。

又、現像剤を用いない無現像法では、乾燥処理を行って被検査物表面の開口欠陥部の中に入っている浸透液を膨張させ、浸透液を表面に出させる操作が必要である。

水洗性浸透液を用いた探傷試験では、浸透処理⇒洗浄処理⇒乾燥処理⇒観察の各処理工程が実施される。溶剤除去性浸透液を用いた探傷試験では、浸透処理⇒洗浄処理⇒乾燥処理⇒観察の各処理工程が実施される。又、乳化剤を加えて水洗する後乳化性探傷試験では、浸透処理⇒乳化処理⇒洗浄処理⇒乾燥処理⇒観察の各処理工程が実施される。いずれの浸透探傷試験においても洗浄処理後、乾燥処理工程を必要としている。

実公平３−１７２４９号公報 実公平３−２９７３８号公報 実公平３−４２３６０号公報

被検査物と溶剤蒸気との温度差により被検査物の表面に溶剤を結露させて浸透液を洗浄する蒸気洗浄槽を用いる浸透探傷装置に於いて、浸透液槽内で被検査物を浸透処理した後、蒸気洗浄槽内の溶剤蒸気が充満した中に被検査物を投入して被検査物の表面を洗浄処理中に被検査物温度が上昇すると、溶剤の結露が無くなり、浸透液の洗浄が十分にできない問題があった。従って、熱容量の小さな被検査物では洗浄処理中に浸透液の洗浄が十分に出来ないうちに被検査物の温度が上昇し、洗浄処理が不可能になる。又、逆に熱容量の大きな被検査物を洗浄する場合、或いは、熱容量が小さくとも大量の被検査物を洗浄する場合、洗浄処理中に溶剤蒸気が急激に結露し、蒸気の全量が不足することにより、被検査物に対して十分な溶剤液量（結露の量）が得られないうちに被検査物の温度が上昇してしまい、十分な洗浄が不可能であった。
本発明は、これの問題を解決するための蒸気洗浄方法及びそれに使用する蒸気洗浄槽を有する浸透探傷装置を提供するものである。

本発明は、蒸気洗浄槽の内周壁の上周縁近傍に溶剤蒸気の発散を防ぐ冷却管を設け、槽の底部に溶剤液を加熱して溶剤蒸気を発生する加熱ヒーターを設けた蒸気洗浄槽を使用する浸透探傷装置において、浸透液槽内で被検査物を浸透処理した後、蒸気洗浄槽内で被検査物を溶剤蒸気中で洗浄して浸透液を除去した後、被検査物をほぼ冷却管が配置されている位置まで引き上げて、その位置に所定時間保持し、その後、再び被検査物を溶剤蒸気中に投入して余剰浸透液の除去を行う。更に、洗浄が必要ならば、被検査物をほぼ冷却管が配置されている位置まで再び引き上げて、その位置に所定時間保持し、その後、被検査物を溶剤蒸気中に再投入して残余の浸透液の除去処理を行う。被検査物をほぼ冷却管位置まで引き上げて、所定時間後に溶剤蒸気中に再投入するサイクルは十分な洗浄に必要な回数だけ行うことが好ましい。ここで、前記所定時間は、被検査物の熱容量が小さい場合、被検査物が冷却されて被検査物表面に溶剤蒸気の結露が浸透液の洗浄に十分な量になる時間であり、又、熱容量の大きな被検査物を洗浄する場合、或いは、熱容量が小さくとも大量の被検査物を洗浄する場合、被検査物表面の浸透液を洗浄に十分な蒸気の量が発生する時間である。

本発明によれば、浸透液洗浄中に、熱容量の小さい被検査物の温度が溶剤蒸気の結露を生じなくなる前、又は、結露を生じなくなった時点で、被検査物温度を下降させる目的で、ほぼ冷却管位置に引き上げて所定時間保持することによりに被検査物を結露可能な温度まで低下させることがことが出来るので、十分な浸透液洗浄が行える。更に、本発明によれば、浸透液洗浄中に、熱容量の大きな被検査物を洗浄する場合、或いは、熱容量が小さくとも大量の被検査物を洗浄する場合、直ちに、溶剤蒸気量が不足してしまうため、ほぼ冷却管の位置に引き上げて所定時間保持することにより、被検査物の温度上昇を防ぐとともに、蒸気の回復を待つことが可能となり、大形の被検査物でも、或いは、大量の被検査物でも、十分な浸透液洗浄が行え、且つ、大容量の溶剤蒸気発生用の熱源および大量の溶剤を必要としなくなる。

図１は、本発明を実施するための蒸気洗浄槽１３を備えた浸透探傷装置１の概略構成図である。蒸気洗浄槽１３は、上周縁近傍に溶剤蒸気１９を冷却する冷却管１５を有し、蒸気洗浄槽１３の底部に溶剤液１８を加熱して溶剤蒸気１９を発生する加熱ヒーター１６を有している。典型的には棒状ステレンレス合金から構成されるバスケット１７に被検査物を入れ、浸透液槽１１内の浸透液中２０にバスケット１７と共に被検査物を浸漬させる。被検査物表面に浸透液が十分に浸透したらバスケット１７を引き上げる。次に、排液槽１２にバスケット１７を移動させ、余分な浸透液を落下させる。浸透液が被検査物表面の欠陥部に浸透する時間、バスケット１７を排液槽１２内に滞留させる。しかし、次の洗浄工程での洗浄に要する時間によっては、浸透液槽１１で排液処理を実施し、特に排液槽１２を設けない場合もある。次に、排液槽１２から蒸気洗浄槽１３にバスケット１７を移動させる。蒸気洗浄槽１３内の溶剤液１８は、ヒーター１６によって加熱されて蒸発し、溶剤蒸気の層１９が生じる。バスケット１７を蒸気の層１９まで下降させ、蒸気を被検査物表面で結露させて余分な浸透液を洗浄する。次いで、バスケット１７を蒸気洗浄槽１３内の冷却管１５の存在する辺りの中間位置まで引き上げ、所定時間その位置に滞留させる。洗浄処理工程中に、被検査物の熱容量が小さいために被検査物温度が上昇して溶剤結露が不十分の場合は被検査物の温度を低下させた後、又、被検査物が大きく、或いは被検査物の量が多くて蒸気量が不足するために結露が不十分の場合、蒸気量の回復をさせた後、バスケット１７を蒸気層１９内に再度下降して、洗浄を行って、余剰浸透液の除去を行う。次に、蒸気洗浄により被検査物表面の浸透液が除去された被検査物を中間位置に停止させ、被検査物の冷却と溶剤の飛散を防止する目的でその中間位置に一定時間おいた後、バスケット１７を上昇させ、次の浸漬洗浄槽１４に移動させる。浸漬洗浄槽１４では被検査物とバスケット１７との接触面等の蒸気洗浄だけでは洗浄出来ていない部分の洗浄を行う。図２は、蒸気洗浄槽１３及び浸漬洗浄槽１４の部分を拡大した概略構成図で、バスケット１７が冷却管１５の位置付近の中間位置にある状態を示している。前述した、浸透液洗浄後にバスケット１７を冷却管１５の位置の辺りまで引き上げ、その位置で滞留させ、蒸気層１９に再度投入するサイクル数、及び、洗浄時間、滞留時間は、洗浄処理の結果から判断して予め実験的に決めておく。

図３は、本発明の実施に使用した蒸気洗浄槽１３の概略構成図である。バスケット１７の上下移動方法はエアシリンダー３１による駆動方法を用い、蒸気洗浄槽１３内の図示した、左右搬送位置（最上端）、冷却位置（中間位置）、及び、洗浄位置（最下端）の３箇所の位置にバスケット１７を移動し、保持した。バスケット１７は、ステンレス合金の棒（６ｍｍφ）を用いて、６００ｍｍ（長さ）×６００ｍｍ（幅）×２００ｍｍ（高さ）の構造の籠状のものとした。蒸気洗浄槽１３の寸法は、１０００ｍｍ（長さ）×１０００ｍｍ（幅）×１３００ｍｍ（高さ）である。被検査物は、チタン合金（自動車部品）で、概略外形寸法は４００ｍｍ（長さ）×７０ｍｍ（幅）×２０ｍｍ（厚さ）のものを用いた。この被検査物をバスケットに２４個×２段とし、合計４８個入れて浸透探傷処理をした。

浸透液槽１１内での浸透液の浸透処理時間は、浸透液が被検査物表面に十分に塗布される時間だけ保持する必要があるが、実施例では、バスケット１７を下限位置での浸透液での浸透処理時間は２分とした。次いで、排液槽１２内の下限位置で２分間だけバスケット１７を滞留して余分の浸透液を落下させた。その後、バスケット１７を蒸気洗浄槽１３に搬送し、該槽内を下限位置（蒸気層１９）まで下降し、その位置で５秒間だけ蒸気洗浄を行った。次いで、バスケット１７を中間位置（冷却管１５の位置）まで上昇させ、その位置に３０秒間滞留させた。本実施例では、被検査物の量が多く蒸気量が不足して、１回の洗浄処理では、十分な浸透液の洗浄ができなかったので、バスケット１７を再び下限位置まで下降して、５秒間蒸気洗浄を行った。バスケット１７を下降して洗浄、上昇して冷却するサイクルを７回繰り返した。ここで、洗浄用溶剤液１８には１−ブロモプロパンを使用し、ヒーター１６で加熱して温度を摂氏７２度として溶剤を蒸発させた。又、冷却管１５には摂氏１０度の冷却水を流した。

蒸気洗浄処理終了後、バスケット１７を浸漬洗浄槽１４に搬送し、該槽内を下限位置まで下降し、溶剤中で５秒間洗浄をし、冷却管１５位置まで上昇して３０秒間冷却し、その後、又、溶剤中に浸漬して洗浄した。浸漬洗浄槽１４内でのバスケット１７を下降洗浄、上昇冷却は３回繰り返した。

図４は、バスケット１７の横方向移動用のエアシリンダー４１を用いてバスケット１７が各槽の最上端位置にあるときに、バスケット１７を爪４２で引っ掛けて押し、各槽間を移動させる構成の概略構成を示している。バスケット１７の位置が、各槽内で中間位置、又は、最下端位置にある時にエアシリンダー４１を作動して、爪４２を戻し、バスケット１７の次の槽間搬送に備える。各槽間のバスケット１７の搬送時間（横送り速度）は約１０秒であった。蒸気洗浄槽内での蒸気洗浄・冷却のサイクルが４回以下では洗浄が十分でなかったので、前記したように７回としたが、６回でも洗浄は十分できていると判断できた。

図３及び図４では駆動源にエアシリンダーを使用したが、当業者に容易に分かるように電動モーターを用いて駆動するように構成してもよい。又、バスケットを吊り下げる方式にして、運搬クレーンによりバスケットを左右上下に駆動してもよい。いずれの方式によっても、バスケットを槽間で左右に移動し、蒸気洗浄槽で、前記したようにバスケットを上下少なくとも３箇所の位置に移動することにより本発明が達成できる。

図５は、バスケット１７をメインバスケット１７ａとサブバスケット１７ｂとから構成し、メインバスケット１７ａの内壁にはビーム部材５１が固定され、サブバスケット１７ｂが、ビーム部材５１のほぼ中央に枢動回転可能に取り付けられている。サブバスケット１７ｂにはアーム５２がその一端で枢動可能に取り付けられ、アーム５２の他端を矢印で示す上下方向にエアシリンダー等を用いて動かすことによりサブバスケット１７ｂを揺動或いは回転せる。被検査物をサブバスケット１７ｂ内に入れてサブバスケット１７ｂを揺動或いは回転させることにより、浸透処理及び洗浄処理の際に、被検査物の凹み部等に液が溜まることを防ぎ、安定した探傷が可能となる。

図６に示すように、サブバスケット１７ｂを複数個設けて各アーム５２を連結バー６１で連結し、連結バー６１をエアシリンダー６２で上下方向に動かすことにより、一度に多数の被検査物を揺動或いは回転させて、浸透処理及び洗浄処理をすることもできる。

本発明を実施するための蒸気洗浄槽を備えた浸透探傷装置の概略構成図を示す。 蒸気洗浄槽及び浸漬洗浄槽の部分を拡大した概略構成図を示す。 本発明の実施に使用した蒸気洗浄槽の概略構成図で、被検査物を入れたバスケットを槽内で上下方向に移動する位置を示す。 本発明の実施に使用した浸透探傷装置で、バスケットを各槽間で移動する構成の概略図を示し、図(ａ)は平面図、図（ｂ）は正面図である。 メインバスケットの中にサブバスケットを設けたバスケットの概略図を示す。 メインバスケットの中に複数のサブバスケットを設けたバスケットの概略図を示す。

符号の説明

１ 浸透探傷装置
１１ 浸透液槽
１２ 排液槽
１３ 蒸気洗浄槽
１４ 浸漬洗浄槽
１５ 冷却管
１６ ヒーター
１７ バスケット
１７ａ メインバスケット
１７ｂ サブバスケット
１８ 洗浄用溶剤
１９ 溶剤蒸気
２０ 浸透液
３１，４１，６２ エアシリンダー

Claims (10)

1. 被検査物に浸透液を浸透処理する浸透液槽と、内周壁の上周縁近傍に溶剤蒸気の発散を防ぐ冷却管を設け、更に、底部に溶剤液を加熱して溶剤蒸気を発生する加熱ヒーターを設け、被検査物と溶剤蒸気との温度差により被検査物の表面に溶剤を結露させて浸透液を洗浄する蒸気洗浄槽とを有する浸透探傷装置における蒸気洗浄方法であって、前記浸透液槽内で前記被検査物に浸透液を浸透処理した後、前記蒸気洗浄槽内で前記被検査物を溶剤蒸気中で洗浄して浸透液を除去した後、前記被検査物をほぼ前記冷却管が配置されている位置まで引き上げて、その位置に所定時間保持し、その後、再び前記被検査物を溶剤蒸気中に投入して余剰浸透液の除去を行う蒸気洗浄方法。
2. 前記被検査物をほぼ前記冷却管位置まで引き上げて、所定時間後に溶剤蒸気中に再投入するサイクルを２回以上繰り返して蒸気洗浄処理を行う請求項１に記載の蒸気洗浄方法。
3. 前記所定時間を、被検査物の熱容量が小さい場合、被検査物が冷却されて被検査物表面に溶剤蒸気の結露が浸透液の洗浄に十分な量になる時間に設定する請求項１又は２に記載の蒸気洗浄方法。
4. 前記所定時間を、熱容量の大きな被検査物を洗浄する場合、或いは、熱容量が小さくとも大量の被検査物を洗浄する場合、被検査物表面の浸透液を洗浄に十分な蒸気の量が発生する時間に設定する請求項１又は２に記載の蒸気洗浄方法。
5. 前記浸透探傷装置が、更に、浸漬洗浄槽を有し、前記蒸気洗浄処理後に被検査物を浸漬洗浄により仕上げ洗浄処理を行う請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蒸気洗浄方法。
6. 被検査物に浸透液を浸透処理する浸透液槽と、内周壁の上周縁近傍に溶剤蒸気の発散を防ぐ冷却管を設け、更に、底部に溶剤液を加熱して溶剤蒸気を発生する加熱ヒーターを設け、被検査物と溶剤蒸気との温度差により被検査物の表面に溶剤を結露させて浸透液を洗浄する蒸気洗浄槽とを有する浸透探傷装置であって、前記被検査物を入れるバスケットを前記浸透液槽から前記蒸気洗浄槽へ搬送する手段と、前記蒸気洗浄槽内で、前記バスケットを左右槽間で搬送可能位置、冷却位置、及び、洗浄位置の３箇所の位置に上下移動させることができる手段とを有する浸透探傷装置。
7. 前記蒸気洗浄槽内で、前記バスケットを前記３箇所の位置に上下移動させることができる手段、及び、前記前記浸透液槽から前記蒸気洗浄槽へ搬送する手段が、エアシリンダーを含む請求項６に記載の浸透探傷装置。
8. 更に、浸漬洗浄槽を有し、前記蒸気洗浄槽から該浸漬洗浄槽へ前記バスケットが搬送されるように構成された請求項６又は７に記載の浸透探傷装置。
9. 前記バスケットが、メインバスケットとサブバスケットとから構成され、前記メインバスケットの内壁にはビーム部材が固定され、前記サブバスケットが、前記ビーム部材のほぼ中央に枢動回転可能に取り付けられ、前記サブバスケットにはアームがその一端で枢動可能に取り付けられ、前記アームの他端がエアシリンダーに連結されていて、前記エアシリンダーを作動して前記サブバスケットを揺動或いは回転せるように構成した、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の浸透探傷装置。
10. 前記サブバスケットが２個以上設けられ、それぞれのサブバスケットに枢動可能に取り付けられたアームを連結バーで結合し、エアシリンダーで連結バーを上下に駆動することにより前記２個以上のサブバスケットを同時に揺動或いは回転するように構成した請求項６乃至８のいずれか１項に記載の浸透探傷装置。
    

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