JP2966468B2 - 自動浸透探傷試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非破壊検査装置のうちの浸透探傷装置に係
り、特に人が接近できない小径管内面深部の探傷試験を
可能にするに好適な構造を有する自動浸透探傷試験装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の浸透探傷試験装置は試験材料表面に開口してい
る肉眼では発見しにくいような微細な傷を肉眼で見つけ
易いように着色したり、拡大指示させることによって傷
の検出性を高めるものであるが（第４図参照）、この浸
透探傷試験に必要な前処理、浸透処理、洗浄処理等の各
処理手順の自動化はジェットエンジンやガスタービンブ
レードのように試験材を容易にハンドリングできる小物
部品以外には殆ど実用化されていない。また昭和61年中
国Ｘ線株式会社発行の粉体処理による染色浸透探傷試験
及び全姿勢型半自動探傷装置には、試験材を移動させる
ことが困難な大型の平板突合せ溶接部に対する試験の自
動化を試みたものが紹介されている。本文献による方法
は、余剰浸透液の除去に粉体を使ったユニークなもので
あるが、装置が大型化して管内等に挿入できるものには
なっていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は平板の突合せ溶接部を試験対象として
いるものでは、管内面のような狭隘な部位への適用はも
とより、全処理を１回遠隔操作で行う等の作業性につい
ても考慮がされておらず、被試験管たとえば伝熱管を多
数組込んだ構造の熱交換器における伝熱管内周面（第６
図参照）のように人が接近できない狭隘部への適用がで
きないという問題があった。

本発明の目的は熱交換器伝熱管等の被試験管内周面の
ように人が接近できない狭隘部への適用を可能にすると
同時に、全試験プロセスを試験ユニットの１回の挿入だ
けで実施可能にする自動浸透探傷試験装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、小径管
の内周面である試験面内に挿入可能な挿入棒が１本から
なり、その１本の挿入棒に、小径管の内周面である試験
面に洗浄液を吹付け洗浄する前処理用のノズルと、試験
面に対し浸透液を吹付け、かつ該試験面に発生している
傷部分に浸透させる浸透処理用のノズルと、試験面の不
必要な部分の浸透液を洗浄する洗浄処理用のノズルと、
試験面の傷部分に現像液を塗布する現像処理用のノズル
と、試験面を乾燥させる乾燥処理用のノズルとをそれぞ
れ個々に組み込み、かつ該前記各々のノズルは、円形形
状をなすと共に、その全周面に所定の液を吹付けるノズ
ル部を複数有することを特徴とするものである。

〔作 用〕

上記の自動浸透探傷試験装置は、管内の浸透探傷試験
に必要な各処理用のノズルを１本の挿入棒の上にタンデ
ム配置して一体化したものを管内に挿入することによ
り、人が直接接近できないような直径の小さな管内周面
に対して、前処理・浸透処理・洗浄処理・乾燥処理・現
像処理のような一連の処理が１回の挿入操作により可能
となる。しかも、各前処理用のノズル，浸透処理用のノ
ズル，洗浄処理用のノズル，現像処理用のノズルには円
形の形状にすると共に、全周面に所定の液を吹付けるノ
ズル部が配置されているので、挿入棒を回転させること
なしに管内周面の全方向を一度挿入するだけで処理する
ことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図から第７図により説明
する。

第１図は本発明による自動浸透探傷試験装置の一実施
例を示す試験ユニットの構成図である。第１図におい
て、本試験ユニット100は、人が接近できない狭隘部を
もつ熱交換器伝熱管等のような小径をなす被試験管61に
適用したものであって、この被試験管61の内部に挿入し
得る大きさからなる挿入棒51の先端部に下段から順に、
浸透探傷試験に必要な前処理を行うための前処理ノズル
11及び乾燥空気ノズル31aと、被試験管61の試験すべき
内周面に浸透液を浸透させるための浸透液スプレーノズ
ル21と、被試験管61の内周面の不要な浸透液を除去する
ための洗浄液スプレーノズル12及び乾燥空気ノズル31b
と、現像液を塗布するための現像液スプレーノズル32及
び乾燥空気ノズル31cとがそれぞれ個別に挿入しかつ配
置されると共に、それら各ノズルの送給管73も個別に配
管されている。これら各ノズル11,21,12,31a〜31c,32は
何れも、円形形状をなすと共にその周面に周囲に沿い複
数のノズル部が設けられ、被試験管61の内周面に所定の
液や乾燥空気を吹付けるようにしている。

また、挿入棒51において現像液スプレーノズル32より
先端部にはフランジ52を介し中空円柱状のカメラホルダ
53が取付けられ、このカメラホルダ53内に観察用のTVカ
メラ41が取付けられると共に、該TVカメラ41の先端部に
被試験管61の内面の像を映すための反射鏡42が装着され
ている。

そして、カメラホルダ53の先端部には内ベローズ46お
よび外ベローズ44を介しカメラカバー43が移動可能に取
付けられ、しかもカメラカバー43を挿通するガイドロッ
ド54を介しガイド55が取付けられている。このガイド55
は、第１図に示す如く、下部がカメラホルダ53に固定さ
れたガイドロッド54の上先端部に設けられ、被試験管61
の内周面に接する大きさをなしている。内ベローゼ46と
外ベローズ44には空気送出・吸引管47が接続されてい
る。

さらに、カメラホルダ53の外周部には反射鏡42と対応
する位置に撮像用の窓45が穿設され、後述するが、空気
送出・吸引管47によって空気を送出し、カメラカバー43
が第１図に示す位置から第３図に示すように上昇したと
き、TVカメラ41が窓45から反射鏡42により被試験管61の
内壁を撮像し得るようにしている。なお、TVカメラ41に
接続されるカメラケーブル48も挿入棒51の内部を挿通し
て外部に引き出されている。

第２図は第１図の試験ユニット100の付属機構を含め
た試験装置全体の構成図である。

第２図において、試験ユニット100の前処理ノズル11
と洗浄液スプレーノズル12には送給管73と接続された切
換弁13を介し洗浄液ポンプ14が接続されると共に、洗浄
液ポンプ14の吸込側が洗浄液タンク15に接続されてい
る。洗浄液タンク15内の洗浄液は、前処理時、被試験管
61の内周面である試験面に吹付けられたとき、その内周
面に付着している異物や油脂類を取除くためのものであ
る。

浸透液スプレーノズル21には同様に送給管73を介し浸
透液ポンプ22が接続され、該浸透液ポンプ22の吸込側が
浸透液タンク23に接続されている。浸透液タンク23内の
浸透液は、被試験管61の試験面に吹付けられたとき、そ
の材料傷の中に浸透させるものである。

現像液スプレーノズル32には同様にして現像液ポンプ
33が接続されると共に、現像液ポンプ33の吐出側が現像
液タンク34に接続されている。現像液タンク34内の現像
液は吹付けられることより、試験面に微粒子粉末の現像
塗膜を形成させるものであり、詳細には後述する。な
お、乾燥空気ノズル31a〜31cにそれぞれ接続された送給
管73は空気加熱器35を経て空気ポンプ36に接続され、そ
れぞれのノズル31a〜31cが独立的に熱風を供給するよう
にしている。

一方、空気送出・吸引管47には切換弁48を介し空気ポ
ンプ49,真空ポンプ491が並列に接続され、これらが選択
的に駆動されることにより、カメラカバー43が昇降する
ようにしている。第３図は第１図のカメラカバーを駆動
して撮像用の窓45を開いた状態図である。

具体的に述べると、例えば第１図に示す如くカメラカ
バー43がカメラホルダ53の窓45を塞いだ状態にあると
き、空気ポンプ49の駆動により空気が空気送出・吸引管
47を経て内ベローズ46及び外ベローズ44間に送られ、カ
メラカバー43をガイドロット54に沿い被試験管61内で上
昇させることにより、第３図に示す如くカメラホルダ53
の窓45が開放され、また真空ポンプ491の駆動によって
空気送出・吸引管47を経て内ベローズ46及び外ベローズ
44間を真空引きすることにより、カメラカバー43が被試
験管61内で下降し、カメラホルダ53の窓45を塞ぐ。

従って、各ノズルによる処理時、カメラカバー43を下
降した状態にしてカメラホルダ53の窓45を塞いでおく
と、観察用光学系の反射鏡42やTVカメラ41のレンズが洗
浄液，浸透液等によって汚染されるのを防ぐことができ
る。

次に、第４図を用いて浸透探傷試験の手順について説
明するが、ここでは、被試験管61に挿入棒51が予め挿入
され、各処理順毎に被試験管61の試験面である所定位置
に各ノズルが位置決めされるものとして述べる。

第４図において、まず同図（ａ）に示す前処理では、
前処理ノズル11が送給管73から供給される洗浄液の溶剤
を被試験管61の内周面である試験面に吹付けることによ
り、該試験面の異物や油脂類を取除いて清浄にする。な
お本実施例では、洗浄液の吹付け後、乾燥空気ノズル31
aからの熱風によって試験面を乾燥させる。

ついで、第４図（ｂ）の浸透処理では、浸透液スプレ
ーノズル21が被試験管61の試験面に浸透液22を吹付ける
ことにより、その試験面の材料傷62の中に浸透液22を浸
透させる。

次の第４図（ｃ）の洗浄処理では、洗浄液スプレーノ
ズル12が水を試験面に吹付け、材料傷62周辺部の浸透液
22以外の余剰浸透液を洗い流して除去する。本実施例で
は、試験面に水分が残存するおそれがあることから、こ
れを乾燥空気ノズル31bからの熱風によって乾燥させ
る。なお、洗浄処理に揮発性の強い溶剤を使用する場合
には熱風の吹付けによる乾燥処理を除くことも可能であ
る。

つぎに第４図（ｄ）の現像処理では、現像液スプレー
ノズル32が試験面に現像液を吹付けてこれを乾燥させ、
試験面に微粒子粉末の現像膜（一般に白色）33を形成さ
せ、この現像膜33に材料傷62内の浸透液（一般に彩かな
赤色）を吸い上げて、材料傷62の形状を表示させる材料
傷62の指示模様63を現像膜33上に形成する。本実施例で
は乾燥空気ノズル31cにより乾燥処理する。

上述の如く、前処理，浸透処理，洗浄処理，現像処理
の各処理時には、それぞれ専用に設けられた各々のノズ
ル11及び31aと、21と、12及び31bと、32及び31cとの位
置を被試験管61に対し下方向に順次ずらすことにより、
行うことができ、即ち、第１図の試験ユニット100を被
試験管61に挿入して、上記各ノズルが試験面を順次通過
するように上から下に引き抜くことにより、各ノズルを
回転させることなく、管内全周面の浸透探傷試験に必要
な処理を実施することができる。

そして、これら各処理によって被試験管61の内周面に
発生した材料傷62の指示模様63は、第３図の状態でカメ
ラホルダ53の撮像用窓45から反射鏡42を経てTVカメラ41
により撮像され、材料傷62が検出されることとなる。こ
のようにして、一連の浸透探傷試験が遠隔操作で実施さ
れることとなる。また、TVカメラ41のカメラカバー43
は、外ベローズ44及び内ベローズ46の伸縮によって上下
昇降するように駆動され、これによって撮像用窓45が開
閉され、撮像時以外のときに反射鏡42やTVカメラ41が汚
損するのを防止することができる。さらに、最先端のガ
イドロッド54に支えられたガイド55は、ユニット100全
体を被試験管61の中心に保持するほか、ガイドロッド54
と共にカメラカバー43の上下動を案内する機能をもって
いる。

第５図は本発明による自動浸透試験装置の他の実施例
を示す試験ユニットの構成図である。第５図において、
試験ユニット100の上部および下部に被試験管61の内周
面に接触する吸引用の多孔質海綿体81,83と、これに接
続する真空吸引管82,84とを設け、洗浄廃液や余剰浸透
液等の余剰液87および被試験管61への浸入液体88を多孔
質海綿体81,83を介して真空吸引管82,83により回収液8
5,86として吸引回収することができ、試験液が試験ユニ
ット100の外部に漏れるのを防止することができる。

なお第１図の実施例では浸透処理に浸透液スプレーノ
ズル21を使用しているが、これに代えて第５図に示すも
のと同様な浸透液を含んだ多孔質海綿体を使用して浸透
液を塗布することも可能である。またカメラホルダ53に
設けた撮像用窓45の開閉はカメラカバー43の上下動によ
り行っているが、これに代えてカメラカバー43にも窓を
設けることにより、これを回転させて撮像用窓45と一致
した時に開で他の場合に閉とすることも可能である。

第６図は本発明による自動浸透試験装置の試験実施例
を示す被試験管（伝熱管）を有する熱交換器の構造図で
ある。第６図において、上下に上水室64と下水室65を有
し、上管板621と下管板622の間に被試験管61で代表され
るような伝熱管を多数組込んだ構造の熱交換器におい
て、これらの被試験管（伝熱管）61の内周面全面あるい
は胴板63の仕切板66と接している部分の局部的な内面の
浸透探傷試験を実施しようとするもので、人が接近でき
ない狭隘部への適用を可能にすると同時に全試験プロセ
スを試験ユニット100の１回の挿入（引抜き）だけで実
施できるようにしている。

第７図（ａ）〜（ｄ），（ｅ）〜（ｊ）は本発明によ
る自動浸透探傷試験装置のさらに他の実施例を示すより
具体的な試験ユニットのTVカメラ直下部の各種スプレー
ノズルおよびその送給管の構造例の各部詳細断面図であ
る。第７図（ａ）〜（ｄ）において、第７図（ａ）は試
験ユニット100のTVカメラ41の直下部の正面図、第７図
（ｂ）は第７図（ａ）の上視図、第７図（ｃ）は同じく
下視図、第７図（ｄ）は同じく縦断面図である。第７図
（ｅ）〜（ｊ）において、第７図（ｅ）は第７図（ａ）
のCC視図、第７図（ｆ）はそのEE視図、第７図（ｇ）は
第７図（ａ）のBB視図、第７図（ｈ）はそのDD視図、第
７図（ｉ）は第７図（ａ）のAA視図、第７図（ｊ）はそ
のFF視図である。

これらの試験ユニット100の具体的な構造は主として
浸透液、洗浄液、現像液、圧搾空気等の送給管73および
空気送出・吸引管47等をなす洗浄液送給孔731、現像液
供給孔（管）732、乾燥空気送給孔（管）733、圧搾空気
送給孔47、真空排気孔49、およびカメラケーブル48等
と、洗浄液スプレーノズル12、乾燥空気ノズル31、現像
液スプレーノズル32等とが相互に干渉することなく、か
つ現像液スプレーノズル32のように必要なスプレー距離
を細径管の中で確保できるようにしており、これらの構
造によって第６図に示した熱交換器の被試験管（伝熱
管）61等の小径管内面の遠隔自動浸透探傷を可能にして
いる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、小径管の内周面である試
験面内に挿入可能な１本の挿入棒が、前処理用のノズル
と浸透処理用のノズルと洗浄処理用のノズルと現像処理
用のノズルと乾燥処理用のノズルとをそれぞれ個々に組
み込むように構成したので、浸透探傷試験に必要な一連
の処理が１回の挿入操作により可能となり、しかも、各
ノズルが全周面に所定の液を吹付けるノズル部を配置し
た円形であるで、挿入棒を回転させることなしに管内面
の全方向を一度挿入するだけで処理することができ、作
業能率の向上を図ることができ、従って試験に必要な作
業を効率的に行うことができる効果がある。

そして上記効果に加え、本発明では、各ノズルが挿入
棒に対し、処理手順に従い軸方向に沿ってそれぞれ順次
配置されているので、処理時、挿入棒を一方向に移動さ
せることによって順次行うことができ、作業のより効率
化を図ることができる効果があり、また、カバーを空気
の送出吸引作用によつて移動することにより、光学系が
汚損されるのを防止でき、さらに、試験液が外部に漏れ
るのを確実に防止できると云う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動浸透探傷試験装置の一実施例
を示す試験ユニットの構成図、第２図は第１図の試験ユ
ニットの付属機構を含めた試験装置の構成図、第３図は
第１図のカメラカバーを駆動して撮像用窓を開いた状態
図、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は第１図の
浸透探傷試験の代表的手順の説明図、第５図は本発明に
よる自動浸透試験装置の他の実施例を示す試験ユニット
の構成図、第６図は本発明による自動浸透試験装置の試
験実施例を示す熱交換器の構成図、第７図（ａ）〜
（ｊ）は本発明による自動浸透試験装置のさらに他の実
施例を示す試験ユニット構造の各部詳細断面図である。 11……前処理ノズル、12……洗浄液スプレーノズル、21
……浸透液スプレーノズル、31a〜31c……乾燥空気ノズ
ル、32……現像液スプレーノズル、41……TVカメラ、42
……反射鏡、43……カメラカバー、44,46……ベロー
ズ、45……窓、47……空気送出・吸引管、48……カメラ
ケーブル、51……挿入棒、52……フランジ、53……カメ
ラホルダ、54……ガイドロッド、55……ガイド、61……
被試験管、73……送給管、81,83……多孔質海綿体、82,
84……真空吸引管、100……試験ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 隆広 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉田 洋司 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−147941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−266448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−102190（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−119755（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−116257（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/91

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小径管の内周面である試験面内に挿入棒を
   挿入し、かつ該試験面に試験に必要な処理液を吹付け処
   理するようにした自動浸透探傷試験装置において、前記
   挿入棒は１本からなり、その１本の挿入棒に、小径管の
   内周面である試験面に洗浄液を吹付け洗浄する前処理用
   のノズルと、試験面に対し浸透液を吹付け、かつ該試験
   面に発生している傷部分に浸透させる浸透処理用のノズ
   ルと、試験面の不必要な部分の浸透液を洗浄する洗浄処
   理用のノズルと、試験面の傷部分に現像液を塗布する現
   像処理用のノズルと、試験面を乾燥させる乾燥処理用の
   ノズルとをそれぞれ個々に組み込み、かつ該前記各々の
   ノズルは、円形形状をなすと共に、その全周面に所定の
   液を吹付けるノズル部を複数有することを特徴とする自
   動浸透探傷試験装置。
2. 【請求項２】前記前処理用，浸透処理用，洗浄処理用，
   現像処理用，乾燥処理用の各ノズルは、挿入棒に対し、
   処理手順に従い軸方向に沿ってそれぞれ順次配置されて
   いることを特徴とする請求項１記載の自動浸透探傷試験
   装置。
3. 【請求項３】前記挿入棒の先端部には、試験面を観察す
   るための観察処理装置を成す光学系を内蔵すると共に、
   撮像用の窓を設けたホルダと、該ホルダに対し小径管の
   軸方向に沿い移動可能に取付けられ、前記撮像用の窓を
   開閉し得るカバーと、該カバー及びホルダ間に介装さ
   れ、かつ空気の送出及び吸引によりカバーを駆動する空
   気の送出吸引手段とを有することを特徴とする請求項１
   記載の自動浸透探傷試験装置。
4. 【請求項４】前記挿入棒は、被試験管の内周面に接触
   し、かつ該内周面に付着している液を吸引する多孔質海
   綿体を有すると共に、その多孔質海綿体から吸引された
   液を外部に真空吸引する手段とを有することを特徴とす
   る請求項１記載の自動浸透探傷試験装置。