JP2021096087A - Contrast agent for nondestructive inspection and nondestructive inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、非破壊検査用造影剤および非破壊検査方法に関する。 The present invention relates to a non-destructive inspection contrast agent and a non-destructive inspection method.
工業製品およびそれらの製造に用いられる材料などでは、製品評価および耐久性評価を目的とした非破壊検査が行われる。非破壊検査では、産業用X線装置を使用して被検査物の内部構造を可視化している。物の組成および物の厚みによりX線透過率が異なるため、被検査物にX線を照射し、被検査物を通過したX線をX線検出器により検出することで、被検査物の内部像を得ることができる。X線フィルムを現像したX線写真ではX線が強く当った部分が黒く写るため、X線検出器を介して得たデジタル画像を表示装置に表示する場合でも、白黒の諧調画像としてユーザに提示することが多い。 Non-destructive inspection is performed for the purpose of product evaluation and durability evaluation for industrial products and materials used for their production. In non-destructive inspection, an industrial X-ray device is used to visualize the internal structure of the inspected object. Since the X-ray transmittance differs depending on the composition of the object and the thickness of the object, the inside of the object to be inspected is detected by irradiating the object to be inspected with X-rays and detecting the X-rays that have passed through the inspected object with an X-ray detector. You can get an image. In an X-ray photograph developed from an X-ray film, the part strongly hit by the X-ray appears black, so even when the digital image obtained through the X-ray detector is displayed on the display device, it is presented to the user as a black-and-white gradation image. I often do it.
被検査物の表面もしくは内部に発生したき裂をX線撮影により可視化するために、X線撮影用の造影剤が使用されている(特許文献1および非特許文献1参照)。造影剤は、例えば、白と黒の濃淡で表されるX線画像において、白黒差を強調して特定部分を撮影するために、X線撮影前に被検査物に導入されるものである。造影剤は、一般に、医学の分野で用いられているものであり、検査する臓器と周囲組織との間にX線の透過率に差を生じさせる物質を含んでいる。造影剤は、X線画像上での写り方の違い、すなわち、造影剤が注入された部分が周辺よりも白く写るか黒く写るかにより、陽性造影剤と陰性造影剤に大きくわけられる。非特許文献1では、陽性造影剤であるバリウム系とヨード系の造影剤について、コンクリートのひび割れ検出への適用が検討されている。バリウム系の造影剤は、硫酸バリウム粒子に懸濁化剤を混合し、さらに水を加えて懸濁液として用いる。また、ヨード系の造影剤は、トリヨードベンゼン環を有する化合物を水に溶解して水溶液として用いる。 A contrast agent for X-ray photography is used to visualize cracks generated on the surface or inside of the object to be inspected by X-ray photography (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). The contrast medium is introduced into the object to be inspected before the X-ray imaging in order to emphasize the black-and-white difference and photograph a specific portion in the X-ray image represented by shades of black and white, for example. Contrast media are generally used in the medical field and contain substances that cause a difference in X-ray transmittance between the organ to be examined and the surrounding tissue. The contrast medium is roughly divided into a positive contrast medium and a negative contrast medium depending on the difference in the appearance on the X-ray image, that is, whether the portion in which the contrast medium is injected appears whiter or blacker than the periphery. In Non-Patent Document 1, application of barium-based and iodine-based contrast media, which are positive contrast media, to crack detection of concrete is studied. The barium-based contrast agent is used as a suspension by mixing barium sulfate particles with a suspending agent and further adding water. Further, as the iodine-based contrast agent, a compound having a triiodobenzene ring is dissolved in water and used as an aqueous solution.
また、特許文献1では、コンクリートのひび割れ検出に用いる造影剤として、炭酸セシウム水溶液からなるX線造影剤が提案されている。原子番号が大きい元素ほどX線吸収能が高い傾向にあることから、セメントの主たる構成成分のカルシウム(Ca)より原子番号が大きいセシウム(Cs)を含む化合物について、造影剤への使用が検討されている。なお、X線吸収能は、次式(1)で表すことができる。 Further, Patent Document 1 proposes an X-ray contrast agent composed of an aqueous solution of cesium carbonate as a contrast agent used for detecting cracks in concrete. Since elements with higher atomic numbers tend to have higher X-ray absorption capacity, the use of compounds containing cesium (Cs), which has a higher atomic number than calcium (Ca), which is the main component of cement, as a contrast medium has been studied. ing. The X-ray absorption capacity can be expressed by the following equation (1).
I/I0=exp(−μρχ) ・・・ (1)
なお、I:透過X線強度、I0:入射X線強度、μ:質量吸収係数、ρ:密度、χ:物質の厚さ、である。
I / I 0 = exp (−μρχ) ・ ・ ・ (1)
In addition, I: transmitted X-ray intensity, I 0 : incident X-ray intensity, μ: mass absorption coefficient, ρ: density, χ: thickness of substance.
非特許文献1によれば、バリウム系の造影剤は、粘度が大きく、微細な隙間への注入が難しい。そして、懸濁液という溶液の性質上、時間が経つと水と硫酸バリウム粒子が分離してしまい使用安定性に欠ける。このため、産業用への応用には不向きである。ヨード系の造影剤は、水溶液であるため、バリウム系の造影剤のような分離の問題がなく、動粘性率もバリウム系の造影剤より小さく、非特許文献1によれば、鉄筋コンクリートに生じた0.65mmの隙間にも注入可能であることが確認されている。しかしながら、医学分野で用いられている造影剤は医薬品であり、価格も高額であるため、誰もが簡単に入手して使用できるものではない。 According to Non-Patent Document 1, the barium-based contrast medium has a high viscosity, and it is difficult to inject it into a fine gap. Due to the nature of the solution called suspension, water and barium sulfate particles separate over time, resulting in poor use stability. Therefore, it is not suitable for industrial application. Since the iodine-based contrast medium is an aqueous solution, there is no separation problem unlike the barium-based contrast medium, and the kinematic viscosity is smaller than that of the barium-based contrast medium. According to Non-Patent Document 1, it occurs in reinforced concrete. It has been confirmed that injection is possible even in a gap of 0.65 mm. However, contrast media used in the medical field are pharmaceutical products and are expensive, so that they cannot be easily obtained and used by everyone.
特許文献1でX線造影剤として提案された炭酸セシウムを含む水溶液は、容易に入手可能なものであるが、強アルカリ性の溶液である。このため、被検査物の素材によっては、強アルカリとの化学反応により被検査物そのものが溶けて変形することがあり、特に高分子物質への利用が制限される。また、ユーザには、接触による化学熱傷を避けるために、溶液の慎重な取り扱いが求められる。 The aqueous solution containing cesium carbonate proposed as an X-ray contrast agent in Patent Document 1 is an easily available but strongly alkaline solution. Therefore, depending on the material of the inspected object, the inspected object itself may be melted and deformed by a chemical reaction with a strong alkali, and its use as a polymer substance is particularly restricted. Users are also required to handle the solution carefully to avoid chemical burns due to contact.
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、X線撮影を行う被検査物の微細な空隙への浸透が良好で、様々な素材に利用可能な非破壊検査用造影剤および非破壊検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a non-destructive inspection contrast agent that can be used for various materials because it has good penetration into fine voids of an object to be X-rayed. It is an object of the present invention to provide a non-destructive inspection method.
この発明の第1の態様は、産業用X線装置でX線撮影を行う被検査物の空隙に浸透させる非破壊検査用造影剤であって、金属粒子を溶媒に分散してなる分散液を含む、非破壊検査用造影剤である。 The first aspect of the present invention is a non-destructive inspection contrast agent that permeates the voids of an object to be X-rayed with an industrial X-ray apparatus, and is a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in a solvent. Contrast medium for non-destructive inspection including.
この発明の第2の態様は、産業用X線装置でX線撮影を行う被検査物の非破壊検査方法であって、前記被検査物の空隙に造影剤を浸透させるステップと、前記被検査物を前記産業用X線装置におけるX線照射部とX線検出器との間に設置するステップと、前記X線照射部から照射され前記被検査物を通過したX線を前記X線検出器で検出するステップと、前記X線検出器により検出されたX線に基づくX線像を取得するステップと、を含み、前記造影剤は、この発明の第1の態様の非破壊検査用造影剤である非破壊検査方法である。 A second aspect of the present invention is a non-destructive inspection method for an inspected object in which X-ray photography is performed with an industrial X-ray apparatus, in which a step of infiltrating a contrast agent into the voids of the inspected object and the inspected object are inspected. The step of installing an object between the X-ray irradiation unit and the X-ray detector in the industrial X-ray apparatus, and the X-ray detector that emits X-rays emitted from the X-ray irradiation unit and passes through the object to be inspected. The contrast agent comprises a step of detecting with the X-ray detector and a step of acquiring an X-ray image based on the X-ray detected by the X-ray detector, and the contrast agent is a non-destructive inspection contrast agent according to the first aspect of the present invention. It is a non-destructive inspection method.
この発明の第1の態様によれば、溶媒に金属粒子を分散している分散液であることから、従来のバリウム系の造影剤と異なり、分散液という溶液の性質により、時間の経過による分離の問題が低減され使用安定性を向上させることができる。従来のバリウム系の造影剤よりも粘度が小さいため、微細な隙間への浸透も良好である。炭素(C)、水素(H)、酸素(O)を主体とするプラスチック、高分子化合物、繊維、複合材料に比べて、X線吸収能が高い金属粒子を溶媒に分散したことで、微細構造の可視化性能を向上させた造影剤を提供することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since it is a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in a solvent, unlike a conventional barium-based contrast medium, it is separated over time due to the nature of the solution called the dispersion liquid. Problems can be reduced and usage stability can be improved. Since it has a lower viscosity than the conventional barium-based contrast medium, it can penetrate into fine gaps well. Fine structure by dispersing metal particles with high X-ray absorption ability in a solvent compared to plastics, polymer compounds, fibers, and composite materials, which are mainly composed of carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O). It is possible to provide a contrasting agent having improved visualization performance.
この発明の第2の態様によれば、溶媒に金属粒子を分散している分散液を含む非破壊検査用造影剤を被検査物に浸透させて産業用X線装置によるX線撮影を行うことから、X線撮影により得られるX線像において、従来の造影剤では検出できなかった被検査物の微細な表面欠陥や内部の微細配管を可視化することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, a non-destructive inspection contrast medium containing a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in a solvent is permeated into an object to be inspected, and X-ray photography is performed by an industrial X-ray apparatus. Therefore, in the X-ray image obtained by X-ray imaging, it becomes possible to visualize fine surface defects of the object to be inspected and fine internal piping that could not be detected by the conventional contrast medium.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[産業用X線装置]
図1は、X線CT装置1の概要図である。
[Industrial X-ray equipment]
FIG. 1 is a schematic view of the X-ray CT apparatus 1.
このX線CT装置1は、X線照射部11と、X線検出器12と、回転ステージ13とを備える。このX線CT装置1は、対向配置されたX線照射部11とX線検出器12との間に配設された回転ステージ13上に被検査物を設置して、非破壊による内部の観察を行うものである。検査対象を機械部品、工業製品に使用される材料等とするX線CT装置1は、産業用X線装置とも呼称される。
The X-ray CT apparatus 1 includes an
X線照射部11は、内部にX線源としてのX線管を備え、高電圧発生装置15から供給される管電圧、管電流に応じたX線をX線管から発生させる。この高電圧発生装置15はX線制御部16によって制御され、X線制御部16はX線CT装置全体の制御を行う制御用ソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータPCに接続されている。X線検出器12は、イメージインテンシファイア(I.I.)にCCDカメラを組み合わせたもの、もしくは、FPD(Flat Panel Detector)であり、CT画像再構成演算装置18を介してパーソナルコンピュータPCに接続される。なお、X線検出器12は、透視撮影領域の拡大縮小のために回転ステージ13に対して離接可能に構成される。また、回転ステージ13もX線照射部11に対して離接可能である。
The
回転ステージ13は、X線照射部11からX線検出器12を結ぶX線光軸Lに沿ったX軸に直交するZ軸を回転軸Rとして回転するとともに、ステージ駆動機構14により、XY方向の水平方向とZ方向の上下方向への移動が可能となっている。そして、ステージ駆動機構14は、ステージ制御部17を介してパーソナルコンピュータPCに接続されている。なお、装置内における被検査物の位置決めのためのステージ移動機構としては、図1を参照して説明したステージ駆動機構14のように、回転ステージ13の下側に配置されたものに限定されるものではなく、回転ステージ13の上に設けてもよい。
The
回転ステージ13上に設置された被検査物は、回転ステージ13に回転軸Rを中心とした回転が与えられることで回転する。このときX線照射部11から照射されたX線は、被検査物の周囲の所定の角度、すなわち、設定されている回転ステージ13の回転角度に応じた各方向から透過してX線検出器12により検出される。X線検出器12により検出されたX線透過データは、CT画像再構成演算装置18に取り込まれる。
The object to be inspected installed on the
CT画像再構成演算装置18は、プログラムやX線検出器12の検出データ等を記憶する記憶装置としてのROM、RAM、ハードディスク等と、演算装置としてのCPUと、を備えるコンピュータにより構成されている。CT画像再構成演算装置18では、取り込んだ任意の回転角度分のX線透過データを用いて、X−Y平面に沿った面でスライスした被検査物の断層像(CT画像)が構築される。CT画像は、CT画像再構成演算装置18からパーソナルコンピュータPCに送信され、パーソナルコンピュータPCにインストールされた三次元画像構築プログラムによる三次元画像化に利用される。
The CT image
パーソナルコンピュータPCには、液晶ディスプレイ等の表示装置23、および、キーボード22aとマウス22bから成る入力装置22が接続されている。なお、キーボード22aやマウス22bは、種々の操作において、オペレータによる入力を行うものである。表示装置23は、CT画像再構成演算装置18からパーソナルコンピュータPCに送信されたCT画像を表示するとともに、CT画像を利用して構築された三次元画像を表示する。なお、CT画像再構成演算装置18の機能は、パーソナルコンピュータPCと一体化されて、コンピュータの周辺装置やソフトウェアとして一つのコンピュータで実現してもよい。
A
なお、産業用X線装置として、X線CT装置1の構成を説明したが、他の産業用X線装置としては、X線管とX線検出器の間に被検体を載置するための回転しないステージが配置された、X線透視装置がある。また、X線検出器12には、イメージインテンシファイア(I.I.)にCCDカメラを組み合わせたもの、もしくは、FPDの他に、IP(イメージングプレート)またはフィルムを採用することも可能である。
The configuration of the X-ray CT device 1 has been described as an industrial X-ray device, but as another industrial X-ray device, a subject is placed between an X-ray tube and an X-ray detector. There is an X-ray fluoroscope in which a non-rotating stage is arranged. Further, the
[非破壊検査用造影剤]
この発明に係る非破壊検査用造影剤(以下、造影剤と表記する)は、被検査物内の微細構造、被検査物に生じたひび割れや亀裂などの微細な欠陥などの微細な空隙をX線撮影により可視化するために、被検査物の微細な空隙に浸透させるものである。
[Contrast agent for non-destructive inspection]
The non-destructive inspection contrast agent (hereinafter referred to as a contrast agent) according to the present invention has X-rays of fine voids such as microstructures in the object to be inspected and minute defects such as cracks and cracks in the object to be inspected. In order to visualize it by radiography, it penetrates into the fine voids of the object to be inspected.
造影剤を浸透させる被検査物としては、例えば、金属、セラミック、樹脂等の高分子材料、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)などの複合材料を挙げることができる。被検査物は、材料試験機により試験力を与える材料試験後の試験体、気象環境状態や特定の使用環境を人口的に作り出す環境試験後の試験体などであってもよく、材料の加工、成形時の欠陥検出、微細配管の確認が必要とされる部品などであってもよい。 Examples of the object to be inspected to be impregnated with the contrast agent include polymer materials such as metal, ceramic and resin, and composite materials such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics). The object to be inspected may be a test piece after a material test that gives a test force by a material tester, a test piece after an environmental test that artificially creates a meteorological environment condition or a specific usage environment, etc. It may be a part or the like that requires defect detection at the time of molding and confirmation of fine piping.
造影剤は、金属粒子を溶媒に分散してなる分散液である。金属としては、X線吸収能の高い金属が好ましい。X線画像のコントラストは物質のX線吸収率が異なることから生じる。X線フィルムを例に説明すると、フィルムを現像したX線写真では光が強く当った部分がより黒く写る。そして、原子番号が大きい元素ほどX線を遮蔽する能力が高く、X線写真においては、よりX線が透過しにくい部分が白く写ることになる。このような金属としては、元素の周期表の第3周期のアルミニウム(Al)以上の原子番号のものを挙げることができる。好ましくは、元素の周期表の第4周期のチタン(Ti)以上の原子番号のものを挙げることができる。より具体的には、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、錫(Sn)、金(Au)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、インジウム(In)を挙げることができる。 The contrast agent is a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in a solvent. As the metal, a metal having a high X-ray absorption ability is preferable. The contrast of X-ray images arises from the different X-ray absorption rates of substances. Taking an X-ray film as an example, in an X-ray photograph in which the film is developed, a portion exposed to strong light appears blacker. The element having a higher atomic number has a higher ability to shield X-rays, and in an X-ray photograph, a portion where X-rays are less likely to pass through appears white. Examples of such a metal include those having an atomic number equal to or higher than that of aluminum (Al) in the third period of the periodic table of elements. Preferably, the atomic number of titanium (Ti) or higher in the 4th period of the periodic table of elements can be mentioned. More specifically, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Cu), palladium (Pd), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), lead (Pb), cobalt ( Co), chromium (Cr), indium (In) can be mentioned.
分散液は、例えば、分散剤と還元剤を含む溶液に金属塩水溶液を滴下することにより、コロイド溶液として製造することができる。コロイド溶液の分散液の製造方法としては、特開2015−3970号公報に記載の分散液の製造方法等を採用することができる。金属が銀である場合の金属塩としては、例えば、酢酸銀、炭酸銀、酸化銀、硫酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、硫化銀、クロム酸銀、硝酸銀、二クロム酸銀等を挙げることができる。金属が上記例示された金属のうち銀以外の金属である場合、金属塩としてはそれぞれ対応する化合物を挙げることができる。分散剤と還元剤を含む溶液に滴下された金属塩は還元剤により還元されて金属粒子を形成する。分散剤は、金属粒子の表面に吸着してコロイド粒子を形成し、溶液中にコロイド粒子を均一に分散させコロイド溶液を安定化する。なお、金属粒子の平均粒径は、例えば、0.5〜300nm(ナノメートル)程度が好ましく、より好ましくは1〜100nmである。なお、このような平均粒径がナノメートルサイズの金属粒子は、金属ナノ粒子とも呼称される。 The dispersion liquid can be produced as a colloidal solution, for example, by dropping an aqueous metal salt solution into a solution containing a dispersant and a reducing agent. As a method for producing a dispersion liquid of a colloidal solution, the method for producing a dispersion liquid described in JP-A-2015-3970 can be adopted. Examples of the metal salt when the metal is silver include silver acetate, silver carbonate, silver oxide, silver sulfate, silver nitrite, silver chlorate, silver sulfide, silver chromate, silver nitrate, silver dichromate and the like. Can be done. When the metal is a metal other than silver among the metals exemplified above, the corresponding compound can be mentioned as the metal salt. The metal salt added dropwise to the solution containing the dispersant and the reducing agent is reduced by the reducing agent to form metal particles. The dispersant is adsorbed on the surface of the metal particles to form colloidal particles, and the colloidal particles are uniformly dispersed in the solution to stabilize the colloidal solution. The average particle size of the metal particles is, for example, preferably about 0.5 to 300 nm (nanometers), more preferably 1 to 100 nm. Such metal particles having an average particle size of nanometer size are also referred to as metal nanoparticles.
コロイド溶液中には、金属粒子の他に還元剤の残留物や分散剤が存在しているため、コロイド粒子を形成させた後に洗浄が行われる。しかる後、pH調整剤が添加され、最終的なpHを6〜11とした分散液が調整される。pHを調整することにより、金属粒子の分散を安定化することができる。また、pHを中性域(例えば、pH6〜8)に調整することにより、ユーザによる取扱いが容易となるとともに、様々な素材の造影剤として利用が可能となる。 Since the reducing agent residue and the dispersant are present in the colloidal solution in addition to the metal particles, cleaning is performed after the colloidal particles are formed. After that, a pH adjuster is added to prepare a dispersion having a final pH of 6-11. By adjusting the pH, the dispersion of metal particles can be stabilized. Further, by adjusting the pH to a neutral range (for example, pH 6 to 8), it becomes easy for the user to handle it, and it can be used as a contrast medium of various materials.
金属粒子を分散させる溶媒としては、例えば、水;エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶媒;ピリジン、ピロール等の芳香族複素環化合物系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;アセトアルデヒド等のアルデヒド系溶媒を挙げることができる。溶媒の種類、量、2種類以上の溶剤を混合する場合の混合比などは、金属の濃度、溶液の粘度、表面張力などに応じて調整される。 Examples of the solvent for dispersing the metal particles include water; an alcohol solvent such as ethanol, methanol, butanol, propanol and isopropanol; an ether solvent such as 1,4-dioxane and tetrahydrofuran (THF); and aroma such as pyridine and pyrrole. Group heterocyclic compound solvent; amide solvent such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA); nitrile solvent such as acetonitrile; aldehyde solvent such as acetaldehyde. .. The type and amount of the solvent, the mixing ratio when two or more kinds of solvents are mixed, and the like are adjusted according to the metal concentration, the viscosity of the solution, the surface tension, and the like.
分散液は、いわゆる熱分解法により製造した金属ナノ粒子を、適切な有機溶媒(分散媒体)中に懸濁状態で分散させることにより作製することができる。熱分解法は、金属−アミン錯化合物の熱分解により金属ナノ粒子を生成させる方法である。ここでのナノ粒子とは、動的光散乱法による粒度分布から求められた一次粒子の大きさ(平均一次粒子径)が1000nm未満であることを意味している。また、粒子の大きさは、表面に存在(被覆)している保護剤(安定剤)を除外した大きさを意図している。熱分解法による銀ナノ粒子の製造方法としては、特開2015−131991号公報に記載の製造方法等を採用することができる。 The dispersion liquid can be prepared by dispersing metal nanoparticles produced by a so-called thermal decomposition method in a suitable organic solvent (dispersion medium) in a suspended state. The thermal decomposition method is a method for producing metal nanoparticles by thermal decomposition of a metal-amine complex compound. The nanoparticles here mean that the size of the primary particles (average primary particle diameter) determined from the particle size distribution by the dynamic light scattering method is less than 1000 nm. Further, the size of the particles is intended to be the size excluding the protective agent (stabilizer) present (coating) on the surface. As a method for producing silver nanoparticles by a thermal decomposition method, the production method described in JP-A-2015-131991 can be adopted.
金属−アミン錯化合物は、脂肪族炭化水素アミン(保護剤)と金属化合物とを室温で混合することにより生成される。金属が銀である場合の金属化合物としては、加熱により容易に分解して金属銀を生成する、ギ酸銀、酢酸銀、シュウ酸銀、マロン酸銀、安息香酸銀、フタル酸銀などのカルボン酸銀;フッ化銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀などのハロゲン化銀;硫酸銀、硝酸銀、炭酸銀等を用いることができる。なお、分解により容易に金属銀を生成し且つ銀以外の不純物を生じにくいという観点から、シュウ酸銀が好ましい。シュウ酸銀は、銀含有率が高く、かつ、還元剤を必要とせず熱分解により金属銀がそのまま得られ、還元剤に由来する不純物が残留しにくい点で有利である。金属が上記例示された金属のうち銀以外の金属である場合、金属化合物としては、加熱により容易に分解して、目的とする金属を生成する、例えば、金属のカルボン酸塩;金属ハロゲン化物;金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属炭酸塩等の金属塩化合物を用いることができる。これらのうち、分解により容易に金属を生成し且つ金属以外の不純物を生じにくいという観点から、金属のシュウ酸塩が好ましく用いられる。 The metal-amine complex compound is produced by mixing an aliphatic hydrocarbon amine (protective agent) and a metal compound at room temperature. When the metal is silver, the metal compound is a carboxylic acid such as silver formate, silver acetate, silver oxalate, silver malonate, silver benzoate, and silver phthalate, which are easily decomposed by heating to produce metallic silver. Silver; silver halide such as silver fluoride, silver chloride, silver bromide, silver iodide; silver sulfate, silver nitrate, silver carbonate and the like can be used. Silver oxalate is preferable from the viewpoint that metallic silver is easily generated by decomposition and impurities other than silver are less likely to be generated. Silver oxalate is advantageous in that it has a high silver content, metallic silver can be obtained as it is by thermal decomposition without the need for a reducing agent, and impurities derived from the reducing agent are unlikely to remain. When the metal is a metal other than silver among the above-exemplified metals, the metal compound is easily decomposed by heating to produce the desired metal, for example, a metal carboxylate; a metal halide; Metal salt compounds such as metal sulfate, metal nitrate, and metal carbonate can be used. Of these, metal oxalates are preferably used from the viewpoint that metals are easily generated by decomposition and impurities other than metals are unlikely to be generated.
銀−アミン錯化合物を摂氏80〜120度で熱分解することにより生成される銀ナノ粒子は、例えば0.5nm〜100nm、好ましくは0.5nm〜50nm、より好ましくは0.5nm〜35nm、さらに好ましくは0.5nm〜32nm又は0.5nm〜25nmの平均一次粒子径を有している。 The silver nanoparticles produced by thermally decomposing a silver-amine complex compound at 80 to 120 degrees Celsius are, for example, 0.5 nm to 100 nm, preferably 0.5 nm to 50 nm, more preferably 0.5 nm to 35 nm, and further. It preferably has an average primary particle size of 0.5 nm to 32 nm or 0.5 nm to 25 nm.
熱分解法により製造された金属ナノ粒子を適切な有機溶剤(分散媒体)中に懸濁状態で分散させることにより、造影剤組成物である分散液を作製することができる。分散液を作製するための有機溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、キシレン、メシチレン等のような芳香族炭化水素溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、n−ノナノール、n−デカノール等のようなアルコール溶剤等が挙げられる。有機溶剤の種類、量、2種類以上の溶剤を混合する場合の混合比などは、金属の濃度、溶液の粘度、表面張力などに応じて調整される。 By dispersing the metal nanoparticles produced by the thermal decomposition method in a suitable organic solvent (dispersion medium) in a suspended state, a dispersion liquid as a contrast agent composition can be prepared. Examples of the organic solvent for preparing the dispersion include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane and tetradecane; aromatics such as toluene, xylene and mesitylen. Hydrocarbon solvents; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, n-decanol and the like can be mentioned. The type and amount of the organic solvent, the mixing ratio when two or more kinds of solvents are mixed, and the like are adjusted according to the metal concentration, the viscosity of the solution, the surface tension, and the like.
熱分解法により製造された金属ナノ粒子は、保護剤により被覆された安定な被覆金属ナノ粒子であることから、安定性に優れた分散液を得ることができる。例えば、脂肪族炭化水素アミンを保護剤として製造された銀ナノ粒子を有機溶剤に分散させた銀濃度50重量%の分散液は、2週間程度の期間において室温で、凝集や融着を起こすことなく安定である。 Since the metal nanoparticles produced by the thermal decomposition method are stable coated metal nanoparticles coated with a protective agent, a dispersion liquid having excellent stability can be obtained. For example, a dispersion liquid having a silver concentration of 50% by weight in which silver nanoparticles produced using an aliphatic hydrocarbon amine as a protective agent is dispersed in an organic solvent causes aggregation and fusion at room temperature for a period of about 2 weeks. Not stable.
造影剤としての分散液中の金属粒子の含有量は、20〜80重量%程度であるのが好ましい。金属粒子の含有量が下限値未満であると、被検査物に造影剤を浸透させたときの金属の密度(ρ)の不足によりX線吸収能が低下し、造影剤としての造影性能が低下する。また、金属粒子の含有量が上限値以上であると、造影剤の粘度が高くなり、被検査物の空隙への浸透性が低下する。なお、金属粒子の含有量は、原子番号の大きい金属ほど少なくても良い。金属粒子の金属が銀の場合は、銀の含有量が35〜55重量%程度であることがより好ましい。 The content of the metal particles in the dispersion liquid as a contrast medium is preferably about 20 to 80% by weight. If the content of the metal particles is less than the lower limit, the X-ray absorption capacity is lowered due to the lack of metal density (ρ) when the contrast medium is infiltrated into the object to be inspected, and the contrast performance as the contrast medium is lowered. To do. Further, when the content of the metal particles is not more than the upper limit value, the viscosity of the contrast medium becomes high, and the permeability of the object to be inspected into the voids decreases. The content of the metal particles may be smaller as the atomic number of the metal is larger. When the metal of the metal particles is silver, the silver content is more preferably about 35 to 55% by weight.
また、イオン化していない金属粒子そのものは、溶液のpHに影響を及ぼすことがないため、ユーザによる取り扱いが容易なpHが中性域の溶液として供給することが可能となる。さらに、pHが中性域の溶液として供給できることで、様々な素材に利用可能な非破壊検査用造影剤を提供することが可能となる。特に炭素(C)、水素(H)、酸素(O)を主体とするプラスチック、高分子化合物、繊維、複合材料に比べて、X線吸収能が高い金属粒子を溶媒に分散することで、微細構造の可視化性能を向上させた造影剤を提供することが可能となる。 Further, since the non-ionized metal particles themselves do not affect the pH of the solution, it is possible to supply the solution at a pH in the neutral range, which is easy for the user to handle. Furthermore, since the pH can be supplied as a solution in the neutral range, it becomes possible to provide a contrast agent for non-destructive inspection that can be used for various materials. In particular, by dispersing metal particles with high X-ray absorption capacity in a solvent compared to plastics, polymer compounds, fibers, and composite materials that are mainly composed of carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O), they are finer. It is possible to provide a contrast agent with improved structural visualization performance.
[X線CT撮影および評価]
(評価1)
コンクリートに生じたひび割れ、CFRPなどの複合材料を構成する炭素繊維および炭素繊維とプラスチックとの接着面の空隙は、被検査物の端から端まで通じた毛細管と考えることができる。以下に、被検査物の一部を造影剤に浸漬させた後にX線CT撮影を実行し、毛管作用に基づく造影剤の浸透を検討した結果について説明する。
[X-ray CT imaging and evaluation]
(Evaluation 1)
The cracks generated in concrete, the carbon fibers constituting the composite material such as CFRP, and the voids on the adhesive surface between the carbon fibers and the plastic can be considered as capillaries extending from end to end of the object to be inspected. The results of examining the penetration of the contrast medium based on the capillary action by performing X-ray CT imaging after immersing a part of the object to be inspected in the contrast medium will be described below.
図2および図3は、造影剤を浸透させる2重配管30の説明図である。図2は、2重配管30の平面図であり、図3は、2重配管30の一端を造影剤に浸漬した状態を説明する図である。図4は、この発明の実施例の造影剤を浸透させた2重配管30と比較例の造影剤を浸透させた2重配管30の任意のZ位置でのX−Y平面のX線断層像である。図5は、この発明の実施例の造影剤の貫通孔33への浸透状況を示す断層像である。図6は、比較例の造影剤の貫通孔33への浸透状況を示す断層像である。なお、図4から図6の断層像の表示設定では、X線吸収率が高い部分の方を白く、X線吸収率が低い部分の方を黒く表示する設定となっている。
2 and 3 are explanatory views of the
被検査物は、図2および図3に示すように、鉄にクロムとニッケルを含有させた合金鋼(SUS)の配管31に、内径50μm(マイクロメートル)の貫通孔33を形成したPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂製の配管32が挿入された2重配管30である。この2重配管30の一端は、造影剤に浸漬される。しかる後、貫通孔33への造影剤の浸透状況は、X線CT装置1によるX線CT撮影により取得した断層像により確認される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the object to be inspected is PEEK (poly) in which a through
この実施例の造影剤は、平均粒子径20〜60nmの銀ナノ粒子を炭化水素/アルコール系混合溶剤に分散させた銀粒子50重量%の銀ナノ粒子分散液であり、粘度は、8.0〜12.0mPa・s(ミリパスカル秒)程度である。このような造影剤として、例えば、株式会社ダイセル製の銀ナノ粒子インク「Picosil」(Picosilは株式会社ダイセルの登録商標)を採用することができる。図2に示すように、2重配管30の一端をこの造影剤に3分間浸漬させることで、貫通孔33に造影剤を浸透させX線CT撮影用の被検査物とした。比較例の造影剤としては、従来からコンクリートのひび割れ検出用の造影剤として知られている濃度50%の炭酸セシウム水溶液を使用した。2重配管30の一端を比較例の造影剤に15分間浸漬させて、X線CT撮影用の被検査物とした。
The contrast agent of this example is a silver nanoparticle dispersion liquid having 50% by weight of silver particles in which silver nanoparticles having an average particle diameter of 20 to 60 nm are dispersed in a hydrocarbon / alcohol-based mixed solvent, and has a viscosity of 8.0. It is about 12.0 mPa · s (millipascal seconds). As such a contrast agent, for example, silver nanoparticle ink "Picosil" manufactured by Daicel Corporation (Picosil is a registered trademark of Daicel Corporation) can be adopted. As shown in FIG. 2, by immersing one end of the
X線CT撮影は、この実施例の造影剤に浸漬させた2重配管30と比較例の造影剤浸漬させた2重配管30とを、回転ステージ13上に並べて設置することで、同時に実行した。図4においては、紙面右側がこの実施例の造影剤に浸漬させた2重配管30であり、紙面左側が比較例の造影剤に浸漬させた2重配管30である。
The X-ray CT imaging was performed at the same time by arranging the
X線画像においては、基本的に物質のX線吸収の差によりコントラストが付けられる。そして、原子番号が大きい物質ほど質量吸収係数は高くなる傾向にあり、X線吸収係数は物質の質量吸収係数が高いほど高くなる。配管31は、鉄、ニッケル等を含むSUSであることから、X線吸収率が他の領域より高く、X線CT撮影により得られる断層像では白く写る。そして、配管32を形成するPEEK樹脂等のプラスチックは、構成元素の主体が炭素(C)、水素(H)、酸素(O)であることから、X線吸収率が他の領域より低く、X線CT撮影により得られる断層像では、黒く写る。この実施例の造影剤は、PEEK樹脂の構成元素よりも原子番号が大きい銀を含み、また、比較例の炭酸セシウム溶液のセシウムもPEEK樹脂の構成元素よりも原子番号が大きいことから、毛管作用により貫通孔33に造影剤が吸い上げられていれば、X線CT撮影により得られる断層像においては、貫通孔33の形状が白く写る。
In an X-ray image, contrast is basically added by the difference in X-ray absorption of a substance. The mass absorption coefficient of a substance having a higher atomic number tends to be higher, and the X-ray absorption coefficient is higher as the mass absorption coefficient of the substance is higher. Since the
図5に示す断層像では、貫通孔33の形状が白く写っており、銀ナノ粒子分散液が2重配管30の造影剤に浸漬させた側とは反対側の端部に達するまで貫通孔33中に浸透したことが確認できた。すなわち、この実施形態の造影剤が、シリンジ等を使用して造影剤に圧力を与えた状態で被検査物に注入するのではなく、毛管作用により被検査物の空隙に造影剤を浸透させることができることが確認できた。なお、比較例である炭酸セシウム溶液の溶媒が水100%であるのに対し、本発明の分散液の溶媒は、表面張力が水より小さいことが好ましい。具体的には、水の表面張力が72mN/m(ミリニュートン毎メートル)であるので、分散液の溶媒としては、表面張力が50mN/m以下であることが好ましく、さらに35mN/m以下であることがより好ましい。本実施例の分散液の溶媒としての炭化水素/アルコール系混合溶剤は、好ましい表面張力の範囲となるように、混合比が調製されている。
In the tomographic image shown in FIG. 5, the shape of the through
これに対し、図6に示す断層像では、2重配管30の造影剤に浸漬させた側の約0.1mm程度しか貫通孔33中に炭酸セシウム溶液が吸い上げられていない状態である。また、同時にCT撮影している図5と図6を比較すると、配管32のPEEK樹脂の領域と造影剤が浸透した貫通孔33の領域とのコントラストは、実施例と比較例とで差がない。すなわち、金属粒子を分散させた分散液は、炭酸セシウム溶液よりも、微細な空隙への浸透性が高く、炭酸セシウム溶液と変わらないコントラストの断層像を得ることができる。
On the other hand, in the tomographic image shown in FIG. 6, the cesium carbonate solution is sucked up into the through
上述したX線CT撮影の結果から、金属粒子を分散させた分散液が、非破壊検査に用いる造影剤として有効であることが確認できた。 From the results of the above-mentioned X-ray CT imaging, it was confirmed that the dispersion liquid in which the metal particles were dispersed was effective as a contrast agent used for non-destructive inspection.
(評価2)
次に、この発明に係る造影剤によるき裂検出の有効性についての他の評価について説明する。この評価においては、市販の顕微鏡観察用スライドガラス(ガラス板)にき裂を生じさせたものを被検査物とした。図7は、き裂を生じさせたガラス板の断層像である。図8は、この発明の実施例の造影剤を浸透させたガラス板の断層像である。なお、図7および図8の断層像の表示設定では、X線吸収率が高い部分の方を白く、X線吸収率が低い部分の方を黒く表示する設定となっている。
(Evaluation 2)
Next, another evaluation of the effectiveness of crack detection by the contrast medium according to the present invention will be described. In this evaluation, a commercially available slide glass (glass plate) for microscopic observation with cracks was used as the object to be inspected. FIG. 7 is a tomographic image of a glass plate in which a crack is generated. FIG. 8 is a tomographic image of a glass plate impregnated with a contrast medium according to an embodiment of the present invention. In the tomographic image display settings of FIGS. 7 and 8, the portion having a high X-ray absorption rate is displayed in white, and the portion having a low X-ray absorption rate is displayed in black.
図7と図8のガラス板は、同一のガラス板である。図8の断層像は、図7の造影剤を浸透させていないガラス板のX線CT撮影の後、ガラス板に生じたき裂の起点部に造影剤を滴下させ、余剰分を除いて、図7の場合と同条件でX線CT撮影を行って得たものである。図7と図8は同一断面において比較することで、造影剤によるき裂検出の有効性について検討した。 The glass plates of FIGS. 7 and 8 are the same glass plates. In the tomographic image of FIG. 8, after X-ray CT imaging of the glass plate not impregnated with the contrast medium of FIG. 7, the contrast medium is dropped on the starting point of the crack generated in the glass plate, and the surplus is removed. It was obtained by performing X-ray CT imaging under the same conditions as in the case of 7. By comparing FIGS. 7 and 8 in the same cross section, the effectiveness of crack detection by a contrast medium was examined.
図7の造影剤を浸透させていないガラス板の断層像では、き裂部分は何もない状態、すなわち、X線を吸収する物質のない空隙であるため、ガラス領域よりも黒く写っている。一方、図8に示す断層像では、き裂部分が周囲のガラス領域に比べて明るく(白く)写っており、き裂の起点部に滴下した銀ナノ粒子分散液が浸透したことが確認できる。また,造影剤を浸透する前のCT撮影結果である図7の断層像と比較して、図7で矢印により示した不明瞭であったき裂部分が、造影剤を浸透させた図8では明瞭に観察することができるようになった。すなわち、金属微細粒子を分散させた分散液が微細な空隙へ浸透し、造影剤を浸透させない場合に比べてコントラストの大きな断層像を得られることが確認された。 In the tomographic image of the glass plate impregnated with the contrast medium in FIG. 7, the cracked portion is in a state of nothing, that is, it is a void without a substance that absorbs X-rays, so that it appears blacker than the glass region. On the other hand, in the tomographic image shown in FIG. 8, the crack portion appears brighter (whiter) than the surrounding glass region, and it can be confirmed that the silver nanoparticle dispersion liquid dropped on the crack starting point has permeated. In addition, the indistinct crack portion indicated by the arrow in FIG. 7 is clear in FIG. 8 in which the contrast medium is infiltrated, as compared with the tomographic image of FIG. 7 which is the result of CT imaging before the contrast medium is infiltrated. It became possible to observe. That is, it was confirmed that the dispersion liquid in which the metal fine particles were dispersed permeated into the fine voids, and a tomographic image having a large contrast was obtained as compared with the case where the contrast medium was not permeated.
上述したX線CT撮影の結果から、金属微細粒子を分散させた分散液が、被検査物のき裂検出に用いる造影剤として有効であることが確認できた。 From the results of the above-mentioned X-ray CT imaging, it was confirmed that the dispersion liquid in which the metal fine particles were dispersed was effective as a contrast agent used for detecting cracks in the object to be inspected.
[態様]
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the above-described exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.
(第1項)一態様に係る非破壊検査用造影剤は、産業用X線装置でX線撮影を行う被検査物の空隙に浸透させる造影剤であって、金属粒子を溶媒に分散してなる分散液を含む。 (Item 1) The contrast agent for non-destructive inspection according to one aspect is a contrast agent that penetrates into the voids of an object to be X-rayed by an industrial X-ray apparatus, and metal particles are dispersed in a solvent. Contains a dispersion of
第1項に記載の非破壊検査用造影剤によれば、溶媒に金属粒子を分散している分散液であることから、従来のバリウム系の造影剤と異なり、分散液という溶液の性質により、時間の経過による分離の問題が低減され使用安定性を向上させることができる。従来のバリウム系の造影剤よりも粘度が小さいため、微細な隙間への注入も容易となる。炭素(C)、水素(H)、酸素(O)を主体とするプラスチック、高分子化合物、繊維、複合材料に比べて、X線吸収能が高い金属粒子を溶媒に分散したことで、微細構造の可視化性能を向上させた造影剤を提供することが可能となる。なお、被検査物の空隙には、被検査物の表面および/または内部のき裂、欠陥、微細構造など、固体および液体で満たされていない微小空間が含まれる。 According to the non-destructive inspection contrast medium described in item 1, since it is a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in a solvent, unlike conventional barium-based contrast media, due to the nature of the solution, which is a dispersion liquid, The problem of separation over time can be reduced and use stability can be improved. Since it has a lower viscosity than conventional barium-based contrast media, it can be easily injected into minute gaps. Fine structure by dispersing metal particles with high X-ray absorption ability in a solvent compared to plastics, polymer compounds, fibers, and composite materials, which are mainly composed of carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O). It is possible to provide a contrasting agent having improved visualization performance. The voids of the test object include microspaces that are not filled with solids and liquids, such as cracks, defects, and microstructures on the surface and / or inside of the test object.
(第2項)第1項に記載の非破壊検査用造影剤において、前記金属粒子は、平均粒径が0.5nm以上300nm以下である。 (Item 2) In the contrast medium for non-destructive inspection according to item 1, the metal particles have an average particle size of 0.5 nm or more and 300 nm or less.
第2項に記載の非破壊検査用造影剤によれば、金属粒子は、平均粒径が0.5nm以上300nm以下の、粒子形状が所定の範囲内に整った金属微細粒子であることから、被検査物の微細な空隙への浸透が、より良好なものとなる。 According to the contrast medium for non-destructive inspection described in item 2, the metal particles are fine metal particles having an average particle size of 0.5 nm or more and 300 nm or less and having a particle shape within a predetermined range. Penetration of the object to be inspected into the fine voids becomes better.
(第3項)第1項に記載の非破壊検査用造影剤において、前記金属粒子は、周期表の第3周期のアルミニウム以上の原子番号の元素から選択される少なくとも1種類の金属である。 (Item 3) In the non-destructive inspection contrast agent according to item 1, the metal particles are at least one kind of metal selected from the elements having atomic numbers equal to or higher than aluminum in the third period of the periodic table.
第3項に記載の非破壊検査用造影剤によれば、周期表の第3周期のアルミニウム以上の原子番号の元素は、炭素(C)、水素(H)、酸素(O)を主体とするプラスチックおよび炭素繊維よりも原子番号が大きい元素であるため、これらの元素から少なくとも1種類の金属を選択することにより、プラスチックおよび炭素繊維から成る製品のひび割れ検出に有効な造影剤を提供することができる。 According to the non-destructive inspection contrast agent described in Section 3, the elements having atomic numbers higher than that of aluminum in the third period of the periodic table are mainly carbon (C), hydrogen (H), and oxygen (O). Since it is an element having an atomic number higher than that of plastic and carbon fiber, it is possible to provide an effective contrast agent for crack detection of a product composed of plastic and carbon fiber by selecting at least one kind of metal from these elements. it can.
(第4項)第1項に記載の非破壊検査用造影剤において、前記金属粒子は、周期表の第4周期のチタン以上の原子番号の元素から選択される少なくとも1種類の金属である。 (Item 4) In the non-destructive inspection contrast agent according to item 1, the metal particles are at least one kind of metal selected from elements having atomic numbers equal to or higher than titanium in the fourth period of the periodic table.
第4項に記載の非破壊検査用造影剤によれば、周期表の第4周期のチタン以上の原子番号の元素は、セメントの主たる構成成分であるカルシウム(Ca)、ケイ素(Si)よりも原子番号が大きい元素であるため、これらの元素から少なくとも1種類の金属を選択することにより、コンクリートの亀裂やひび割れ検出に有効な造影剤を提供することができる。 According to the non-destructive inspection contrast agent described in Section 4, the elements having atomic numbers higher than that of titanium in the 4th period of the periodic table are higher than calcium (Ca) and silicon (Si), which are the main constituents of cement. Since it is an element having a large atomic number, it is possible to provide a contrasting agent effective for detecting cracks and cracks in concrete by selecting at least one kind of metal from these elements.
(第5項)第1項から第4項のいずれかに記載の非破壊検査用造影剤において、前記溶媒が、水または有機溶剤である。 (Item 5) In the contrast medium for non-destructive inspection according to any one of items 1 to 4, the solvent is water or an organic solvent.
第5項に記載の非破壊検査用造影剤によれば、被検査物の材質や金属の性質に応じて、金属粒子を適切な溶媒(分散媒体)に分散させることで、被検査物内の微細な空隙に、より浸透させることが可能となる。 According to the non-destructive inspection contrast medium described in item 5, the metal particles are dispersed in an appropriate solvent (dispersion medium) according to the material of the object to be inspected and the properties of the metal, thereby forming the inside of the object to be inspected. It is possible to penetrate more into the fine voids.
(第6項)産業用X線装置でX線撮影を行う被検査物の非破壊検査方法であって、前記被検査物の空隙に造影剤を浸透させるステップと、前記被検査物を前記産業用X線装置におけるX線照射部とX線検出器との間に設置するステップと、前記X線照射部から照射され前記被検査物を通過したX線を前記X線検出器で検出するステップと、前記X線検出器により検出されたX線に基づくX線像を取得するステップと、を含み、前記造影剤は、第1項から第5項のいずれかに記載の非破壊検査用造影剤である。 (Section 6) A non-destructive inspection method for an object to be inspected, in which an X-ray image is taken with an industrial X-ray apparatus, in which a step of infiltrating a contrast agent into the voids of the inspected object and the inspected object are subjected to the industry. A step of installing between the X-ray irradiation unit and the X-ray detector in the X-ray apparatus for use, and a step of detecting the X-rays irradiated from the X-ray irradiation unit and passing through the object to be inspected by the X-ray detector. The contrast agent comprises a step of acquiring an X-ray image based on the X-ray detected by the X-ray detector, and the contrast agent is a non-destructive inspection contrast according to any one of items 1 to 5. It is an agent.
第6項に記載の非破壊検査方法によれば、第1項から第5項のいずれかに記載の溶媒に金属粒子を分散している分散液を含む非破壊検査用造影剤を被検査物に浸透させて産業用X線装置をによる撮影を行うことから、X線撮影により得られるX線像において、従来の造影剤では検出できなかったX線吸収能の差による色の濃淡により、被検査物の微細な表面欠陥や内部の微細配管を可視化することが可能となる。なお、X線像には、単純撮影によるX線透視像(静止画像)、CT撮影により得られたX線透過データから構築された三次元画像およびその断層像が含まれる。 According to the non-destructive inspection method according to the sixth item, a contrast medium for a non-destructive inspection containing a dispersion liquid in which metal particles are dispersed in the solvent according to any one of the first to fifth items is used as an object to be inspected. Because the image is taken with an industrial X-ray device, the X-ray image obtained by X-ray photography is covered by the difference in color due to the difference in X-ray absorption capacity, which could not be detected by conventional contrast media. It is possible to visualize minute surface defects of the inspection object and fine piping inside. The X-ray image includes a fluoroscopic image (still image) obtained by simple imaging, a three-dimensional image constructed from X-ray transmission data obtained by CT imaging, and a tomographic image thereof.
なお、上述した記載はこの発明の実施形態の説明のためのものであり、この発明を限定するものではない。 The above description is for the purpose of explaining the embodiment of the present invention, and does not limit the present invention.
1 X線CT装置
11 X線照射部
12 X線検出器
13 回転ステージ
14 ステージ駆動機構
15 高電圧発生装置
16 X線制御部
17 ステージ制御部
18 CT画像再構成演算装置
22 入力装置
23 表示装置
30 2重配管
31 配管
32 配管
33 貫通孔
PC パーソナルコンピュータ
1
Claims (6)
前記金属粒子は、平均粒径が0.5nm以上300nm以下である、非破壊検査用造影剤。 In the non-destructive inspection contrast agent according to claim 1,
The metal particles are non-destructive inspection contrast agents having an average particle size of 0.5 nm or more and 300 nm or less.
前記金属粒子は、周期表の第3周期のアルミニウム以上の原子番号の元素から選択される少なくとも1種類の金属である、非破壊検査用造影剤。 In the non-destructive inspection contrast agent according to claim 1,
A non-destructive inspection contrast agent, wherein the metal particles are at least one kind of metal selected from elements having an atomic number higher than that of aluminum in the third period of the periodic table.
前記金属粒子は、周期表の第4周期のチタン以上の原子番号の元素から選択される少なくとも1種類の金属である、非破壊検査用造影剤。 In the non-destructive inspection contrast agent according to claim 1,
The metal particle is a non-destructive inspection contrast agent, which is at least one kind of metal selected from elements having an atomic number of titanium or higher in the fourth period of the periodic table.
前記溶媒が、水または有機溶剤である、非破壊検査用造影剤。 In the non-destructive inspection contrast agent according to any one of claims 1 to 4.
A contrast agent for non-destructive inspection, wherein the solvent is water or an organic solvent.
前記被検査物の空隙に造影剤を浸透させるステップと、
前記被検査物を前記産業用X線装置におけるX線照射部とX線検出器との間に設置するステップと、
前記X線照射部から照射され前記被検査物を通過したX線を前記X線検出器で検出するステップと、
前記X線検出器により検出されたX線に基づくX線像を取得するステップと、
を含み、
前記造影剤は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の非破壊検査用造影剤である非破壊検査方法。 It is a non-destructive inspection method for objects to be inspected that performs X-ray photography with an industrial X-ray device.
The step of infiltrating the contrast medium into the voids of the object to be inspected,
The step of installing the object to be inspected between the X-ray irradiation unit and the X-ray detector in the industrial X-ray apparatus, and
A step of detecting X-rays irradiated from the X-ray irradiation unit and passing through the object to be inspected by the X-ray detector, and
The step of acquiring an X-ray image based on the X-ray detected by the X-ray detector, and
Including
The non-destructive inspection method, wherein the contrast medium is the non-destructive inspection contrast medium according to any one of claims 1 to 5.
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- 2019-12-13 JP JP2019225640A patent/JP2021096087A/en active Pending
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