JP3353459B2 - 探傷方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材など被検査部材の
表面に存在する傷を検出するための探傷方法及びそのた
めの探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼材の表面に傷（亀裂を含む）が
あるか否かを検出するために、被検査部材の表面部を高
周波誘導加熱により加熱し、その表面温度を放射温度計
で測定することにより、表面の傷を検出する技術が知ら
れている。これは、特開平２−２９８８４６号公報、及
びこれに対応する米国特許第５０６９００５号に開示さ
れている。より具体的には、図２３に示すように、被検
査部材Ｗを送りつつ高周波誘導加熱コイル１０１でその
表層部を加熱し、かつ、この直後に配置した放射温度計
１０２により被検査部材Ｗの表面の温度分布を測定す
る。もし傷があれば、その傷部分の温度が周りの健全部
と異なる（例えば周囲より低くなる又は高くなる）こと
に基づいて、傷が検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
探傷を行う場合には、被検査部材は、スケールが付いた
ままでもよいが、一般には前処理としてその表面のスケ
ールを除去するためショット工程を通される。ショット
後の被検査部材Ｗはショットによって光沢のある肌（シ
ョット肌）となり、放射率εが低下し、放射温度計１０
２で検出される温度差ΔＴ、つまり傷信号のレベルは低
下する。また、被検査部材の表面には一般に取扱い跡
（例えばロールがこすった跡、バールをかけた跡、ある
いはワイヤをかけた跡）等が多く生じ易く、それらの部
分は鏡面状となって、ショット肌よりさらに著しい光沢
を有するため、放射率εはさらに低下する。放射率εが
低いと、放射温度計１０２で測定される温度は実際より
低くなる。したがって、傷の検出において、放射温度計
１０２で測定された、周囲より温度が低い部分が、傷な
のか取扱い跡なのかの判定が困難となる場合が生じる。
このため、実際は傷でない取扱い跡を傷として誤検出す
る可能性もあり、このことが探傷精度を低下させる原因
となりやすい。

【０００４】なお、スケールが付いたままで探傷を行う
場合は、前述のロール、バール、ワイヤ等による取扱い
跡は、スケール剥がれ部となって表れることがある。こ
の場合でも、そのような取扱い跡は周り（スケール）に
比べて放射率が低いため、放射温度計による測定温度が
低下する。このことは上述のショット肌における取扱い
跡の事情と基本的には同様である。

【０００５】本発明の課題は、上述のような取扱い跡等
のために、被検査部材の表面の放射率が均一でない場合
であっても、精度の高い探傷を可能にすることにある。
さらには、被検査部材の表面の放射率を全体として高め
ることにより、その表面の温度差ΔＴ（傷信号）を大き
くして、探傷をより容易にし、かつ探傷結果を信頼性の
高いものとすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明では、被検査部材の表面を粉体で被覆す
ることにより放射率を均一として、その状態で加熱し、
表面の温度分布を放射エネルギに基づき測定して傷を検
出するものである。

【０００７】すなわち、本発明の探傷方法は、静電気
などにより粉体を被検査部材の探傷すべき表面に付着さ
せて、その表面を粉体で被覆する工程と、高周波誘導
加熱を行う加熱コイル内に被検査部材を装入してその被
検査部材の表層部を加熱する工程と、その高周波誘導
加熱によって加熱された被検査部材の粉体が付着された
表面から放射される放射エネルギを利用して、被検査部
材の表面の温度分布を前記加熱コイルに形成された内側
から外側まで貫通する空隙部を介して、放射温度計によ
り測定する工程とを含み、その表面の温度分布に基づい
て被検査部材の傷を検出することを特徴とする。

【０００８】ここで、被検査部材としては、主にショッ
ト工程を経て表面がショット肌とされたものを例示する
ことができるが、必ずしもそれに限らず、スケールで覆
われたものを探傷の対象とすることもできる。いずれに
しても、被検査部材の表面に光沢のムラ等により放射率
にバラツキが生じているような場合、さらにはショット
肌等のように全体的に光沢により放射率が低くなってい
るような場合に、表面の放射率を均一化させ、更には全
体的に放射率を上げるために本発明の粉体被覆が有効で
ある。

【０００９】上述の粉体による被覆工程において、その
粉体を被検査部材の探傷すべき表面に、その表面が完全
に隠れるように充分な厚さで付着させることも、極薄で
付着させることもできる。極薄被覆の場合、被検査部材
の表面に対し、その一部が露出する程度に粉体を付着さ
せることができる。その度合としては、被検査部材の表
面を微視的に観察した場合に、被検査部材の地肌が散点
状に分布して認められる程度を、一つの例として示すこ
とができる。

【００１０】また、その被検査部材の表面の温度測定が
終了した後、被検査部材の表面に付着している粉体を除
去する工程を実施することが好ましい。この除去の工程
では、被検査部材に付着している粉体を、例えば吸引式
のクリーナで吸い取ったり、あるいは逆に高圧エアをノ
ズルやブロワから噴射して吹き飛ばしたりする。

【００１１】本発明の探傷方法において、被検査部材が
非磁性材（例えば非磁性ステンレス鋼材等）である場合
は、高周波誘導加熱の電流浸透深さは、検出すべき傷の
深さよりも深くされる。そして、放射温度計の温度測定
で、傷の存在する部分が他の部分より温度が低いことに
基づいて傷が検出される。すなわち、図２４に示すよう
に、高周波誘導加熱コイル１０１によって被検査部材Ｗ
の表層部に誘導電流（渦電流）が生じるが、図２５に示
すように、誘導電流の浸透深さδが、検出すべき傷の深
さｄより大きくされている場合、その誘導電流が傷の部
分を迂回して、大半の場合においてその付近の電流密度
が小さくなるため、温度も周りより低くなる（図２５で
は温度の高さを上向き矢印の長さで概念的に示した）。
この温度差ΔＴを放射温度計１０２が測定することによ
り傷を検出することができる。ただし、点状の傷や点状
の傷が連なった場合など、傷形態によっては、傷部の温
度は健全部の温度よりも高くなる場合がある。特に、角
材のコーナー部の割れ傷の場合はほとんど高くなる。

【００１２】なお、図２７に示すように、磁性材におい
ては、高周波誘導加熱による電流浸透深さδ₀が、検出
すべき傷の深さｄより浅くなるのが普通である。高周波
誘導加熱による発熱量は健全部より傷部の方が単位体積
当りの電流が密になるため大きくなり、したがって放射
温度計１０２で測定される温度も高くなる。この場合は
周囲より温度が高い部分が傷と判断されることとなる。
つまり、図２７に示す探傷原理を採用する場合でも、図
２８のように、例えば取扱い跡Ｓ1に傷が存在するよう
な場合、その部分は放射温度計１０２により温度が高い
部分として測定されるべきであるが、取扱い跡Ｓ1によ
って放射率が低下するため測定される見掛けの温度は低
くなる。この場合は本来検出されるべき傷が検出できな
くなる可能性があるが、本発明では粉体被覆により放射
率が均一化されるので、それを防ぐことができる。

【００１３】本発明に係る探傷装置は、被検査部材を
送る搬送ラインと、その搬送ラインに設けられ、被検
査部材の探傷すべき表面を静電気などを利用して粉体で
被覆する粉体被覆装置と、前記搬送ラインに設けら
れ、被検査部材を挿入させる加熱コイルを備えて被検査
部材の表層部を加熱する高周波誘導加熱装置と、前記
加熱コイルに形成された内側から外側まで貫通する空隙
部を介して、前記加熱コイル内において高周波誘導加熱
される粉体が付着された被検査部材の表面の温度分布を
測定する放射温度計と、その温度分布に基づいて被検
査部材の傷を検出する検出装置とを含む。

【００１４】このような探傷装置の上記搬送ラインに、
被検査部材の表面に付着している粉体を除去する粉体除
去装置を付加することができる。放射温度計は、高周波
誘導加熱装置で加熱された被検査部材の表面温度分布
を、できるだけその温度が低下しないうちに測定するこ
とが、傷データの信頼性を高める上で重要である。その
ためには加熱直後で放射温度計が測温することが望まし
く、さらには被検査部材の加熱状態で測温することも良
い。高周波誘導加熱装置は、一般に被検査部材を挿入さ
せる加熱コイルを備えるのが普通である。上記搬送ライ
ンにおいて、その加熱コイルの直後に測温ポイントがく
るように放射温度計を配置することは一つの例である
が、これ以外に、加熱コイル内において測温ポイントを
設定することも可能である。

【００１５】例えば加熱コイルにその内側から外側まで
貫通する空隙部（スリット、切欠、孔等）を形成し、そ
こを通過した放射エネルギを放射温度計で受ける構成、
あるいは加熱コイルと被検査部材の隙間から出る放射エ
ネルギを、加熱コイルに対し斜め方向においた放射温度
計で受ける構成を採用することができる。特に、非磁性
鋼では、磁性鋼よりも電力吸収が小さいため、搬送速度
を遅くして探傷させる必要があり、熱伝導等による温度
の低下を極力抑えるため、加熱コイル内で温度測定する
ことが望ましい。

【００１６】

【作用及び効果】本発明では、被検査部材の表面に静電
気などにより粉体が付着させられて、その表面が粉体で
被覆される。それによって、被検査部材の表面に、取扱
い跡等の放射率の低い部分が存在しても、その放射率が
粉体の被覆によりほぼ均一となり、その上で傷信号を検
出するため、誤検出等が少なくなる。また、放射率の低
いショット肌の被検査部材が粉体で被覆されることによ
り、放射率が全体として高められ、温度差ΔＴ（傷信
号）を大きくすることができる。かつ、ショット肌より
も放射率の低い取扱い跡が存在しても、その放射率が粉
体の被覆によりほぼ均一となる。つまり、ショット肌等
において、放射率のレベルを全体的に高めつつ放射率の
均一化を図ることができる。これにより強い探傷信号、
精度の高い探傷結果を得ることができる。

【００１７】被検査部材への粉体の付着量を比較的厚く
した場合は、放射率を均一化する作用が高まる。一方、
粉体を極薄（例えば微視的にみてある程度の地肌が存在
する程度）で被覆した場合は、経済性のメリットがある
ことは言うまでもないが、被検査部材を加熱する際に、
それに付着している粉体の昇温に要する熱量が少なく、
加熱に必要な時間もエネルギも従来とほぼ同程度で足り
る。また、粉体の被覆層が厚いと、粉体内での熱伝導等
により傷信号がぼけるが、極薄の被覆であればよりシャ
ープな傷信号が得られ、探傷の感度を上げる上で好まし
い。

【００１８】この粉体による被覆は、粉体静電塗装の原
理と同様に、一般には粉体を負に、被検査部材を正に帯
電させることにより実施されるが、粉体が被検査部材の
表面を覆うように付着すれば足り、一般の粉体塗装のよ
うな焼付けまでは必要ない。粉体被覆の後は、従来と同
様に高周波誘導加熱、さらに放射温度計による表面温度
の測定が行われ、その表面の温度分布に基づいて傷が検
出されることとなる。この際、加熱用誘導電流の浸透深
さが検出すべき傷より深いか浅いかで、または、傷の形
態によって検出すべき傷部分の温度が健全部より低くな
ったり高くなったりする。

【００１９】また、粉体を除去する工程又は装置が付加
された発明では、放射温度計による温度測定が終了した
後、被検査部材の表面に付着している粉体が、例えば吸
引式のクリーナ等により除去される。そのため、被検査
部材の表面に粉体が残らず、後の工程に悪影響を及ぼす
ようなことがない。また、加熱コイル内において被検査
部材の表面温度分布を測定する場合は、温度降下がない
ためレベルの高い傷信号が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、被検査部材Ｗは、例えば四角断面
の長手状の非磁性材で、その外周面は例えばショットブ
ラストによりスケールが落とされた後のショット面とな
っている。この被検査部材Ｗはつづみ状の搬送ローラ１
等を含む搬送ラインに沿って搬送される。

【００２１】搬送ラインには粉体被覆装置２が設けられ
ている。これは静電気を利用して所定の粉体を被検査部
材Ｗの表面に付着させるもので、その付着させる原理に
ついては粉体静電塗装と同様のものである。これを概念
的に示したのが図５及び図６である。粉体スプレーノズ
ル３に粉体供給槽４から所定の粉体が供給されるが、こ
の粉体スプレーノズル３と被検査部材Ｗとの間には、高
電圧発生装置５により粉体スプレーノズル３が負極、被
検査部材Ｗが陽極となるように電圧がかけられ、また、
被検査部材Ｗはアースされる。

【００２２】図６に示すように、粉体Ｐは例えば内部が
炭素Ｃ又はＴｉ、外層が樹脂（例えばアクリル樹脂等）
からなる。その平均粒径は例えば１０〜１００μｍ程
度、中でも２０〜５０μｍ、特に経済上の理由から４０
μｍ程度のものが好適に用いられる。そして、前述の電
圧（例えば約１００kV、電流約５０μＡ程度）により、
イオン化雰囲気で粉体Ｐの樹脂部分が負に帯電し、この
粉体Ｐが陽極側の被検査部材Ｗに引き寄せられてその表
面に付着することにより、その表面を被覆する。その被
覆ないしは付着の厚さは、微視的にみてその地肌が散点
状に露出する程度、すなわち付着している粉体を均一に
ならして平均化したと仮定した場合に、そのならされた
厚さが粉体粒径の１／３〜１／６程度の極薄に設定する
ことができる。

【００２３】ここで、粉体スプレーノズル３は、例えば
図７に示すように、被検査部材Ｗの搬送方向に、被検査
部材Ｗの各面を個別に粉体被覆するように構成できる。
この場合、このような粉体スプレーノズル３を被検査部
材Ｗを挟んで４基だけ設けることにより、被検査部材Ｗ
の全周囲を１度に粉体被覆することができるし、あるい
は１箇所に設けた粉体スプレーノズル３により片側半分
を粉体被覆した後、被検査部材Ｗを反転させて上流へ戻
すよう往復移動させるようにして、残る片側半分の粉体
被覆を行うことも可能である。

【００２４】そして、例えば図１０（ａ）に示すよう
に、被検査部材Ｗの表面Ｓに、取扱い跡Ｓ1が存在して
いる場合でも、この取扱い跡Ｓ1を含む被検査部材Ｗの
表面全体が粉体Ｐで被覆されて（同図（ｂ））、その表
面の放射率はほぼ均一なものとなる。ここで粉体Ｐの色
に制約は受けない。被検査部材Ｗの表面に付着した粉体
Ｐは、電気的に不良導体で負の電荷を維持するので、被
検査部材Ｗのアースを解除しても、ある程度の時間は粉
体が脱落することはない。なお、図１０においては、粉
体Ｐの塗布厚さは図面作成上の都合から意図的に拡大さ
れている。

【００２５】ここで、被検査部材Ｗがショット工程を経
たものであれば、その表面Ｓはショット肌であり、ロー
ル、バール、ワイヤ等による取扱い跡Ｓ1は一般にはシ
ョット肌より更に光沢のある鏡面状の部分である。ま
た、被検査部材Ｗがショット工程前のスケール付のもの
である場合は、その表面Ｓはスケール、取扱い跡Ｓ1は
スケール剥がれ部に相当するが、通常は表面Ｓはショッ
ト工程を経たショット肌であることが多い。

【００２６】図１に戻って、被検査部材Ｗの搬送ライン
において、粉体被覆装置２の下流側には、高周波誘導加
熱装置８が設けられている。これは被検査部材Ｗを取り
巻くように環状に形成され、図２４に示したような誘導
電流（渦電流）を被検査部材Ｗの表層部に生じさせる公
知のものである。被検査部材Ｗが非磁性材の場合、図２
５に示す電流浸透深さδは、検出すべき傷の深さｄより
大きくなるように、周波数が設定される。

【００２７】そして図１０（ｃ）に示すように、非磁性
材の被検査部材Ｗの表層部に誘導電流（渦電流）が発生
させられることにより、その表層部が加熱される。被検
査部材Ｗのコーナーの割れ傷の場合等は、健全部より傷
部の方が温度が高くなるが、多くの場合、傷の部分を渦
電流が迂回することによりその部分の温度は健全部より
低くなる。ここで、被検査部材Ｗは常温から上記のよう
に加熱され、常温より例えば２０〜３０℃程度高くされ
る。つまり、常温を例えば２０℃とすれば、加熱温度は
４０〜５０℃程度となる。

【００２８】図１において、高周波誘導加熱装置８の直
後には、放射温度計９が設けられ、表層部が加熱された
被検査部材Ｗの表面の温度を測定するようになってい
る。放射温度計９は、被検査部材Ｗの表面から放射され
る放射エネルギを、センサにて電気的出力に変換して測
定器に表示させる公知の温度計であり、図１において例
えば被検査部材Ｗの１つの面や角に対応して複数個設置
される。

【００２９】なお、図１２〜図１４に示すように、加熱
コイル８として、二又状のもの、言い換えれば、その中
央部に内側から外側まで貫通するスリット８ａ等の空隙
部を有するものを使用することができる。そのコイル８
内に被検査部材Ｗが挿入され、加熱される。その加熱部
分の表面温度が加熱コイル８内において、図１５に示す
ようにスリット８ａを通じて適数の放射温度計９により
測定される。このような加熱コイル８内における温度測
定により、その加熱部分の温度降下がほとんどなく、高
い測定精度が得られる。

【００３０】図１６もこれと同様な結果を得るものであ
る。この場合の放射温度計９は、加熱コイル８とその内
側に挿入された被検査部材Ｗとのスキマ（ギャップ）を
通じて、加熱コイル８内の被検査部材Ｗを斜め方向から
指向する位置及び向きに配置される。

【００３１】図１７は、その加熱コイル８の中心を基準
として、その中心線と平行な方向において、傷信号ΔＴ
の感度（強さ）を測定したグラフである。加熱コイルに
対する電力は１３０KVA、被検査部材の加熱コイルに対
する搬送速度は１０ｍ／min、２０ｍ／min、４０ｍ／mi
nの３通りに設定した。この結果によれば、搬送速度の
違いに拘らず、加熱コイルの中央から出口付近で温度測
定することが、傷信号ΔＴのレベルを高める上で好まし
いことが分かる。また、図１８は被検査部材の傷信号Δ
Ｔを、被検査部材Ｗの表面（肌）温度の上昇度との比
（肌温度の上昇に対し傷信号ΔＴがどれだけ強く生じる
のかの度合）で評価したものであるが、加熱コイルの幅
内で良好な感度が得られている。

【００３２】いま、被検査部材Ｗの表面に、例えば図１
１（ａ）、（ｂ）に示すような傷があったとすれば、放
射温度計９で測定される温度分布は図１１（ｃ）に示す
ようになる。ここで、図１０（ａ）に示すような取扱い
跡Ｓ1が存在しても、それが粉体Ｐで被覆されているた
め、被検査部材Ｗの表面における放射率はほぼ一定とな
り、この取扱い跡Ｓ1で放射温度計の測定値が低く表れ
ることはない。従って、取扱い跡Ｓ1が傷であるかのよ
うに誤って検出されることがない。

【００３３】なお、放射温度計９の測定値に基づく温度
分布を目視することにより傷を判定してもよいが、図１
に概念的に示すように、放射温度計９をコンピュータ等
で構成される判定手段１０に接続し、この判定手段１０
において温度分布の乱れが測定された場合に、それを自
動的に判断して警報を発するとともに、表示手段に傷の
位置、深さ等を表示させるように構成することもでき
る。あるいは、マーキング装置１５に指令を出して被検
査部材Ｗの表面に傷の位置をマークさせるように構成す
ることもできる。また、砥石研削装置１６に傷の位置信
号を送り、自動的に傷を除去することもできる。

【００３４】放射温度計９の下流側には、粉体除去装置
１１が設けられている。これは、被検査部材Ｗを取り囲
むように設けられた吸引部１２と、この吸引部１２に接
続された吸引ポンプ１３及び粉体回収部１４とを備える
もので、被検査部材Ｗの表面に付着している粉体を、放
射温度計９の温度測定の後に吸引・除去して、粉体回収
部１４に回収する。なお、粉体除去装置１１の吸引部１
２を被検査部材Ｗの長手方向に移動させるように構成す
ることもできる。

【００３５】なお、図１の装置概念をより具体的な探傷
装置として構成したものが図２〜図４に示すものであ
る。図２で、鋼材（被検査部材）Ｗはつづみ状の複数の
ローラ１で長手方向へ送られる。まず、鋼材Ｗは粉体塗
布ボックス２０の内部を通過する際に、その表面に粉体
が静電付着させられる。このボックス２０内には図示し
ない塗布ガンが鋼材の１面・１コーナに対応して１基の
割合で、例えば２基存在する。このボックス２０の下流
に、図３のような加熱コイル８があり、加熱コイル８に
加熱電源２１からコイルトランス２２を経て高周波電流
が供給される。

【００３６】この加熱コイル８を通過する過程で鋼材Ｗ
が加熱され、同時に粉体が鋼材Ｗからの熱伝達によって
加熱され、その下流に図２に示すように複数の放射温度
計９が配置される。これらの放射温度計９は、例えば図
４に示すように面温度計９ａが２台、コーナ温度計９ｂ
が２台の都合４台が配置され、１回で鋼材Ｗの片側の温
度測定を行う。この更に下流に図２のような粉体回収ボ
ックス２３があり、ここで鋼材Ｗの表面から粉体が回収
される。なお、２４は粉体集塵装置である。また鋼材Ｗ
は１サイクルで例えばその片側半分の探傷が行われ、一
旦上流へ戻して、あるいは更に下流で次の１サイクルが
行われ、残る片側半分の探傷を行うようにすることがで
きる。

【００３７】ところで、いま図９に示すように、粉体Ｐ
が被検査部材Ｗの表面（例えばショット肌）に複数層付
着した状態を想定する。この場合は、ショット地肌はす
べて覆い隠され、放射率は粉体Ｐのそれによって決まる
ため、放射率を同一化するという目的が達成される。た
だ、粉体の被覆層が厚くなると、その粉体を含めて被検
査部材Ｗを加熱する際に、加熱時間が長くかかるため、
その被検査部材Ｗの搬送速度を遅くするか、あるいは加
熱時間を一定とすれば単位時間の熱量を増やすことが必
要となる。また、被検査部材Ｗの傷信号を示す谷等の温
度傾斜が粉体Ｐの厚い被覆層の熱伝導で拡散し、傷信号
がぼけて探傷の感度を落とす場合がある。

【００３８】もとより、本発明において、粉体Ｐで被検
査部材Ｗの地肌を完全に覆えるように、充分な厚さの被
覆層を形成することを除外するものではないが、上述の
ような弊害を考慮すれば、粉体Ｐはできるだけ薄く付着
させることが望まれる。例えば図８（ｅ）に示すよう
に、粉体Ｐを一層のみ付着させれば、最小の粉体量で地
肌をほぼ被覆することができ、熱伝導の点でも無駄がな
い。しかし、このような一層の被覆状態を得ることは難
しく、被覆層の薄さを追究していけば地肌の露出した部
分が生じる。これは一見好ましくない状態と思われる
が、この部分的な地肌の露出がむしろ好結果をもたらす
のである。

【００３９】いま、図８（ａ）、（ｂ）等において、被
検査部材Ｗのショット肌等に対して、その地肌がある程
度露出する程度に粉体Ｐが極薄に付着した状態を想定す
る。なお、図８はあくまでも概念を説明するための図で
あり、実際の付着状態を忠実に描いたものではない。粉
体Ｐ間の平均的な間隔は、その間隔の中に検出すべき傷
（又は取扱い跡）が入り込んでしまう程の大きなもので
はなく、図８（ｂ）のように、傷等は一般には多数の粉
体Ｐの下に隠れるように存在する。いま、同図（ａ）の
ように、被検査部材Ｗ及び粉体Ｐが温度Ｔに加熱されて
いるとし、また粉体Ｐを黒体とみなせば、その放射エネ
ルギＱはＴの４乗に比例する（シュテフアンボルツマン
の放射法則）。同図（ｃ）のように、粉体Ｐからの放射
エネルギはＱ（放射率ε＝１とする）であり、粉体Ｐ間
の地肌部（ショット面）は光沢があり、粉体Ｐより放射
率εが低い（ε＜１）ため、その地肌部からの放射エネ
ルギはεＱとなる。

【００４０】これだけみると露出している地肌部では放
射温度計で検出される温度が周りより低くなるが、同図
（ｄ）に概念のみごく単純化して示すように、反射率の
高いショット地肌部が露出していることで、粉体Ｐから
周囲に発散する放射エネルギの一部がその地肌部で反射
し、この反射した放射エネルギ（これは地肌部の反射率
をγとすれば、ほぼγＱとみなし得る）が、地肌部から
直接放射される前述の放射エネルギεＱに加えられ、こ
れらの和（εＱ＋γＱ）の放射エネルギが放射温度計９
で検出されることとなる。つまり、反射率の大きい地肌
面が一部露出していることは、そこから直接発散される
放射エネルギεＱが低レベルとなることを意味するが、
逆に反射率が大きいことで、粉体から出て地肌面で反射
する分の放射エネルギは相当大きくなる。この合算の放
射エネルギは、説明を分かりやすくするためにごく単純
化すれば、（ε＋γ＝１）よりεＱ＋γＱ＝Ｑとなる。
これは、同図（ｅ）に示すように、地肌が粉体で覆わ
れ、かつ粉体が瞬時に加熱され、鋼材の温度と等しくな
る場合と同様な結果となる。そのため同図（ｆ）のよう
に、ショット地肌の検出温度レベルが全体的にアップ
し、他方、傷部の温度は大きく変わるものではないか
ら、谷状の傷信号が深くなり、感度が高まる結果とな
る。

【００４１】このように、ある程度地肌が露出していて
も、粉体で覆われる場合に比べて余り遜色がなく、不都
合がないばかりか、それが反射による放射エネルギの付
加という新たな結果をもたらす。そして、ほぼ同程度の
効果が得られるのであれば、使用する粉体は、被検査部
材の加熱時間、傷信号の感度等の点からできるだけ少な
い方がよい。そこで、積極的に地肌を露出させる程度の
極薄に、粉体を被検査部材に付着させることが推奨され
る。もっとも、前述のとおり粉体を地肌が露出しないよ
うに充分な厚さで付着させることを排除するものでなは
い。

【００４２】次に、図１９に示す表面状態を有する被検
査部材に、本発明の誘導加熱探傷法を適用した場合につ
いて説明する。

【００４３】（比較例）図１９に示す被検査部材を従来
の誘導加熱探傷法により探傷し、その結果を図２０に示
す。図２０より明らかなように、傷のみならず、コスレ
跡等の取扱い跡の温度も低く測定され、傷とコスレ跡と
の判別ができないことがわかる。

【００４４】（実施例１）図１９に示す被検査部材の表
面を平均粒径が４０μｍの粉体で被覆した。その際の塗
布速度は５０ｍ／分とした。しかるのち、誘導加熱探傷
を行い、その結果を図２１に示す。図２０より明らかな
ように、傷の部分のみの温度が低く測定されているのが
分かる。

【００４５】図２２に、実施例１の被検査部材における
表面の顕微鏡写真のスケッチ図を示す。図２２より、と
ころどころに被検査部材の地肌（図中で白く見えている
部分）が出ているのが分かる。すなわち、地肌が散点状
に分布しているのが認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である探傷方法及びそれを実
施する装置の概念図。

【図２】図１の装置概念をより具体化した探傷装置の斜
視図。

【図３】図２の一部拡大図。

【図４】図２の放射温度計の配置図。

【図５】粉体静電被覆の原理図。

【図６】それをさらに詳しくした原理図。

【図７】粉体被覆の具体例を示す説明図。

【図８】粉体を被検査部材に地肌が一部露出する程度に
極薄に付着させた場合の作用説明図。

【図９】粉体を被検査部材に地肌が表れない充分な厚さ
で付着させた場合の説明図。

【図１０】被検査部材の探傷工程を示す断面図。

【図１１】被検査部材に存在する傷と放射温度計が測定
する温度との関係を示す図。

【図１２】中央部にスリットがある加熱コイルを用いる
場合の斜視図。

【図１３】図１２の正面図。

【図１４】図１３の側面図。

【図１５】被検査部材の温度測定を加熱コイル内で行う
場合の第一の例を示す説明図。

【図１６】同じく第２の例を示す説明図。

【図１７】加熱コイル内で温度測定を行う場合の第一の
グラフ説明図。

【図１８】同じく第２のグラフ説明図。

【図１９】比較例及び実施例１が適用される被検査部材
の表面状態の説明図。

【図２０】比較例における探傷結果のグラフ。

【図２１】実施例１における探傷結果のグラフ。

【図２２】実施例１の被検査部材の表面の顕微鏡写真の
スケッチ図。

【図２３】従来の探傷方法の一例を示す斜視図。

【図２４】それの高周波誘導加熱コイル部分の断面図。

【図２５】傷の存在と誘導電流の経路との関係を示す説
明図。

【図２６】被検査部材に取扱い跡が存在する場合の放射
エネルギを説明する図。

【図２７】被検査部材の表層部の電流浸透深さを、傷の
深さより浅くした場合の説明図。

【図２８】その探傷方法で取扱い跡に傷が存在する場合
の説明図。

【符号の説明】

２ 粉体被覆装置 ３ 粉体スプレーノズル ８ 高周波誘導加熱装置 ９ 放射温度計 １１ 粉体除去装置 １２ 吸引部 １３ 吸引ポンプ １４ 粉体回収部

フロントページの続き (72)発明者 矢野 泰三 愛知県名古屋市南区泉楽通４−３−２ (56)参考文献 特開 昭64−57135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−114392（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−30052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−141542（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−71159（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 25/72 G01J 5/10 G01J 5/48

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査部材の表面に存在する傷を検出す
   るための探傷方法であって、 粉体を被検査部材の探傷すべき表面に付着させて、その
   表面を粉体で被覆する工程と、 高周波誘導加熱を行う加熱コイル内に被検査部材を装入
   してその被検査部材の表層部を加熱する工程と、 その高周波誘導加熱によって加熱された被検査部材の、
   粉体が付着された表面から放射される放射エネルギの温
   度分布を、前記加熱コイルに形成された内側から外側ま
   で貫通する空隙部を介して、放射温度計により測定する
   工程とを含み、 その表面の温度分布に基づいて被検査部材の傷を検出す
   ることを特徴とする探傷方法。
2. 【請求項２】 前記粉体を被検査部材の探傷すべき表面
   に極薄に付着させる請求項１記載の探傷方法。
3. 【請求項３】 前記粉体を被検査部材の探傷すべき表面
   に極薄に付着させて、その表面をその一部が露出する程
   度に前記粉体で被覆する請求項２記載の探傷方法。
4. 【請求項４】 前記粉体により被覆された被検査部材の
   表面を微視的に観察した場合、その地肌が散点状に分布
   して認められる請求項２又は３記載の探傷方法。
5. 【請求項５】 前記被検査部材の表面の温度分布を、前
   記高周波誘導加熱が行われる位置で、前記放射温度計に
   より測定する請求項１ないし４のいずれかに記載の探傷
   方法。
6. 【請求項６】 前記被検査部材の表面の温度測定が終了
   した後、その被検査部材の表面に付着している粉体を除
   去する工程を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の
   方法。
7. 【請求項７】 前記被検査部材が非磁性材であって、前
   記高周波誘導加熱の電流浸透深さは検出すべき傷の深さ
   より大きくされ、かつ、前記放射温度計の温度測定で傷
   の存在する部分の温度が他の部分より低いことに基づい
   て傷を検出する請求項１ないし６に記載の探傷方法。
8. 【請求項８】 被検査部材の表面に存在する傷を検出す
   るための探傷装置であって、 被検査部材を送る搬送ラインと、 その搬送ラインに設けられ、被検査部材の探傷すべき表
   面を粉体で被覆する粉体被覆装置と、 前記搬送ラインに設けられ、被検査部材を挿入させる加
   熱コイルを備えて前記被検査部材の表層部を加熱する高
   周波誘導加熱装置と、前記加熱コイルに形成された内側から外側まで貫通する
   空隙部を介して、前記加熱コイル内において高周波誘導
   加熱される粉体が付着された被検査部材の表面の温度分
   布を測定する放射温度計と、 その温度分布に基づいて被検査部材の傷を検出する検出
   装置と、 を含むことを特徴とする探傷装置。
9. 【請求項９】 前記被検査部材の表面に付着している粉
   体を除去する粉体除去装置が前記搬送ラインに設けられ
   ている請求項８記載の探傷装置。