JP3394515B2 - 磁粉探傷法および磁粉探傷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非破壊検査法に関
し、さらに、詳細には、強磁性材料を磁化し、割れなど
の欠陥の部分に生じる磁気の乱れを検知することにより
材料の欠陥を検出する方法である磁粉探傷法およびその
方法の実施に使用する磁粉探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】強磁性体の表面または表面直下に存在す
る欠陥を検出する方法として、被探傷材を磁化し、欠陥
部よりの漏れ磁束に磁粉を吸引させて生じる磁粉模様を
観察することにより欠陥を検出する方法である磁粉探傷
法は広く使用されている。

【０００３】この磁粉探傷法は、図９に示すように、強
磁性材である被探傷材５１上に磁石５２を載置し、被探
傷材５１を磁石５２で磁化して表面近傍の欠陥５３の部
分に現れる漏れ磁束５４に磁粉５５を吸引させて磁粉模
様を生じさせ、微小欠陥を可視化させる方法であり、Ｊ
ＩＳ−Ｇ０５６５−１９９２に規定された方法は、磁粉
を被探傷面に空気とともに吹き付けるか、または、磁粉
を均一に分散させた検査液を被探傷面上に静かに流し
て、漏れ磁束が生じている部分に現れる磁粉模様を肉眼
にて直接観察する方法（以下「ＪＩＳの磁粉探傷法」と
いう）である。

【０００４】しかし、上記ＪＩＳの磁粉探傷法は、微小
欠陥の検出に使用した場合、漏れ磁束が小さくて磁粉を
吸引する磁力が弱いので、空気あるいは液体とともに磁
粉を流すと、その流れの慣性力のために漏れ磁束部位に
磁粉を吸引しにくく、被探傷材を磁化しながら連続的に
磁粉を流す必要があり、目視で判断できる状態にするに
は時間がかかるという欠点がある。また、被探傷面が傾
斜していると、検査液の重力のために磁粉の移動速度が
速くなり、漏れ磁束に磁粉を吸引するのが困難になり、
特に、被探傷面が鉛直方向であると、洩れ磁束に磁粉を
吸引させるのにかなりの熟練を要する。さらに、被探傷
面が予め十分に清掃されていないと、被探傷面と磁粉模
様とのコントラストがつきにくくなるので、探傷前に被
探傷面を予め十分に清掃しておかなければならないとい
う煩わしい作業が必要であり、探傷作業後には磁粉や液
体の除去と清掃作業が必要である。その上、磁粉の再使
用が不可能であり、経済的に不利である。そして、被探
傷面に凹凸があると、磁粉が凹部に溜まり、疑似模様が
欠陥と誤判断される可能性がある。

【０００５】また、特公昭６０−３４０６６号公報に
は、図１０（ａ）に模式的に示すように、磁粉を分散さ
せた検査液５６を密閉された可撓性容器５７に封入し、
非導電性弾性薄膜５８を被探傷材に押しつけ、欠陥部の
漏洩磁束による磁粉模様を非導電性弾性薄膜５８上に画
かせて、この磁粉模様を容器５７の透明部５９を通して
観察する方式のもの（以下「従来の磁粉探傷法１」とい
う）が記載されている。この従来の磁粉探傷法１は、漏
れ磁束の大きい大型欠陥を対象とする場合には適用する
ことが可能である。しかし、一般構造物の微小欠陥の検
出に適用するのは困難である。というのは、従来の磁粉
探傷法１もＪＩＳの磁粉探傷法と同じく、磁粉を吸引す
る漏れ磁束の磁力が小さく、図１０（ｂ）に示すよう
に、被探傷材６０の表面の微小欠陥６１に対応して生じ
る洩れ磁束の磁力の及ぶ範囲の検査液中に分散した磁粉
を凝集し、凝集物６２を生じさせても、その凝集量が少
ないので、探傷前に透明部５９から見た状態を示す図１
０（ｃ）と、磁粉の凝集物６２による磁粉模様６３を透
明部５９から見た状態を示す図１０（ｄ）との差異はそ
れほど明瞭でなく（磁粉模様６３がうすくて判別しにく
く）、欠陥の検出が困難である。そこで、検査液中の磁
粉の濃度を高めると、凝集磁粉量は多くなるが、検査液
自体が磁粉により黒ずむなど、磁粉の凝集部分と他の部
分とのコントラストがつきにくくなる。また、連続的に
探傷する場合は、直前の探傷による磁粉の凝集物を再度
均一に分散させなければ、明確な磁粉模様を得ることは
できないが、密閉容器５７内の液体を流動化させること
は難しく、液体と磁粉の相対的な動きを液体の流れによ
り生じさせることも困難である。さらに、凹凸のある面
を探傷する際、非導電性弾性薄膜５８が可撓性を有する
としても、凸部に接触する容器の検査液の高さ（Ｈ）が
減少し、磁粉模様にバラツキが生じ、欠陥の検出感度が
低下する。

【０００６】さらに、特公昭６１−４５１８６号公報に
は、図１１（ｂ）に示すように、透明可撓性薄膜６４と
白色可撓性薄膜６５からなる可撓性ベルト６６内の空間
に磁粉を含有する検査液６７を封入し、図１１（ａ）に
示すように、この可撓性ベルト６６を３本の遊動輪６８
と１本の駆動輪６９との間に架け渡し、磁化電極７０に
よって被探傷材７１を連続的に磁化し、無限軌道を構成
する可撓性ベルト６６を被探傷材７１に接触させつつ磁
粉探傷する構成のもの（以下「従来の磁粉探傷法２」と
いう）が記載されている。しかし、この従来の磁粉探傷
法２は、可撓性容器が可撓性ベルトに代わっただけで、
上記した従来の磁粉探傷法１と同様の欠点を有してい
る。

【０００７】そこで、本出願人は、先に、微小欠陥の検
出感度が大きくて微小欠陥の有無の判定が容易な磁粉探
傷法および磁粉探傷装置に関する改良発明について特許
出願を行った（特願平１１−１８９３２８号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本出願人による改良発
明によれば、微少欠陥の検出感度を向上させることは可
能であるが、磁気シートに描かれた磁粉模様を肉眼で観
察して欠陥を検出する方法であるため、探傷結果の記録
を残そうとすれば、その磁粉模様をスケッチするか、写
真撮影することにより記録を残すことは可能であるが、
欠陥の大きさを三次元的に正確に計測することはでき
ず、スケッチや写真は時を経るにつれて画像が薄れた
り、汚れたり、または欠損したりすることがあるので、
探傷データを正確に長期間保存することができない。ま
た、探傷作業は作業者の判断のみで行われるので、疑似
模様を欠陥と誤判断することがあり、探傷作業を正常に
行うためには、極めて熟練を要するという問題がある。

【０００９】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、探傷
結果を確実に長期間記録することができる磁粉探傷法お
よび磁粉探傷装置を提供することにある。また、本発明
の目的は、欠陥の寸法および位置計測を容易に行うこと
ができる磁粉探傷法を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、探傷作業が正常に行われたことを容易に
確認しうる磁粉探傷法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、多数に仕切られた小室を備えた磁気シート
を準備し且つこれらの小室に磁粉を分散させた分散媒を
封入し、該磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させる
か又は押し当てて密着させ、被探傷材を磁化手段で磁化
すると、被探傷材の表面または表面近傍に存在する微小
欠陥に起因して生じる漏れ磁束の磁力により磁粉は瞬時
に小室内を泳動し、磁気シートに一定の磁粉模様を形成
する。この磁粉模様を画像読取装置で読み取り、この読
み取りデータを画像記憶装置でデジタルデータとして保
存する。

【００１１】

【発明の実施の形態】即ち、本発明の方法は、被探傷材
を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に
存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空
間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引する
ことにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出す
る磁粉探傷法において、多数に仕切られた小室を備えた
磁気シートを準備し且つこれらの小室に磁粉を分散させ
た分散媒を封入し、該磁気シートを被探傷材の探傷面に
当接させるか又は押し当てて密着させ、次いで、磁気シ
ートを被探傷材から引き離し、磁気シートに画かれた磁
粉模様を画像読取装置で読み取り、この読み取りデータ
を画像記憶装置でデジタルデータとして保存することを
特徴としている。

【００１２】次に、本発明による欠陥検出法および欠陥
の保存記録をするための本発明の画像処理システムの構
成要素ならびにその画像処理システムによる磁粉探傷の
詳細について説明する。 （１）磁気シート 磁気シートとは、図１（ａ）に示すように、２枚の透明
シート１ａ、１ｂ間に多数の小室２を有し、この小室２
内に微細な磁粉３（図では多数の微細な磁粉が凝集する
ことにより黒い塊で表されている）を分散させた白色分
散媒４を封入したものであり、一方のシート１ｂに磁粉
模様消去用磁石５を当接させつつ矢示方向に移動させる
ことにより小室内の磁粉３を一方のシート１ｂ側に一様
に移動させ、その結果、他方のシート１ａ側の小室２内
には磁粉３が存在しない状態にされ、シート１ａを観察
しても、図１（ｂ）に示すように、何も見えない。次い
で、図１（ｃ）に示すように、シート１ａに磁石ペン６
を当接させつつ紙面直角方向に移動させると、小室２内
の磁粉３が吸引されてシート１ａ側に移動し、図１
（ｄ）に示すように、シート１ａに瞬時に磁粉模様７を
画くことができる。 （２）欠陥の検出 係る構成の磁気シートを用いて、本発明によれば、以下
のようにして欠陥を検出することができる。 ａ．探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面とは
反対側の面に移動させた場合 図２（ａ）に示すように、シート１ａに当接させつつ磁
粉模様消去用磁石５を矢示方向に移動させると、小室内
の磁粉３はシート１ａ側に移動してシート１ｂ側の小室
には磁粉が存在しなくなり、図２（ｂ）に示すように、
シート１ｂを観察しても何も見えない。次いで、図２
（ｃ）に示すように、この磁気シートのシート１ｂ側を
被探傷材８上に載置し、適切な磁化手段で被探傷材８を
磁化すると、被探傷材８の表面近傍に欠陥９が存在する
場合、その部分に生じる洩れ磁束により小室２内のシー
ト１ａ側にある磁粉３の一部がシート１ｂ側に吸引され
て、図２（ｄ）に示すように、欠陥９に対応した磁粉模
様１０がシート１ｂ側に現れるのを観察できる。

【００１３】比較的大きい欠陥を検出する場合には、探
傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面とは反対側
の面に移動させておいても、欠陥に対応して生じる漏れ
磁束が大きく、磁粉模様が明瞭に現れやすくなるので、
欠陥の判定が比較的容易である。 ｂ．探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面側に
移動させた場合 微小欠陥を検出する場合、その漏れ磁束は僅かであり、
磁粉を極力探傷面側に近づけておくことが好ましい。そ
こで、図３（ａ）に示すように、磁粉模様消去用磁石５
をシート１ｂに当接させて矢示方向に移動させると、磁
粉３は磁石５の磁力で吸引されてシート１ｂ側に移動す
るが、小室２外に出ることはできないため、小室２の側
面に多くの磁粉が溜まった状態になり、このシート１ｂ
を観察すると、図３（ｂ）に示すように、全体的に灰色
を呈する状態が見られる。

【００１４】そして、図３（ｃ）に示すように、この磁
気シートのシート１ｂ側を被探傷材に当接する面側とし
て被探傷材８上に載置し、適切な磁化手段で被探傷材８
を磁化すると、被探傷材８に欠陥９が存在する場合、欠
陥９を挟んでその両側でＮ極、Ｓ極が形成されるが、欠
陥９が微小なものである場合、Ｎ極−Ｓ極は極めて接近
し、そのため、欠陥９の部分に生じる漏れ磁束の磁束密
度は大きくなり、しかも、磁束の移動がないので、欠陥
９直上の小室２ａ内にある磁粉のほぼ全量は欠陥９側に
引き寄せられ、欠陥９直上の小室２ａに隣接する小室２
ｂ、２ｃ内にある磁粉は、小室２ａ側に引き寄せられる
ので、図３（ｃ）に示すように、小室２ｂ、２ｃの被探
傷材に当接する面側には、磁粉が存在しない領域１１が
存在するようになる。

【００１５】そこで、被探傷材に当接する面側のシート
１ｂを観察すると、図３（ｄ）およびその部分拡大図で
ある図３（ｅ）に示すように、欠陥に対応する中央部に
は、黒色の磁粉模様１２が見られ、この黒色の部分の周
囲には白色の部分１３が存在する様子を観察することが
できる。このように、欠陥の存在を知らせる「色のコン
トラスト」が大きくなるので、目視で容易に微小欠陥の
存在を判定できるようになる。

【００１６】このような磁気シートを用いれば、磁粉は
小室内を移動するのみであり、探傷面が傾斜している場
合の影響も極小であり、磁粉は欠陥部に生じる漏れ磁束
による磁力により吸引されて、欠陥に対応した磁粉模様
を呈するので、欠陥の検出感度が比較的大きいという効
果がある。また、本発明の方法による磁粉模様は、中心
部に黒色の部分があり、その周囲に白色の部分があると
いう顕著な特徴を有しており、色のコントラスト（白枠
効果）による視覚に訴える効果が大きく、欠陥の判定が
容易であるという効果もある。その他、磁粉模様は瞬時
に形成されるので、欠陥の検出時間が短いという効果も
ある。

【００１７】上記したように、磁気シートを用いた磁粉
探傷法による磁粉模様は、中心部に黒色の部分があり、
その周囲に白色の部分があるという顕著な特徴を有して
おり、色のコントラスト（白枠効果）による視覚に訴え
る効果が大きく、欠陥の判定が容易である。その場合、
欠陥の大きさに比較して小室が大きすぎると、色のコン
トラストが現れにくくなるので、小さい方が好ましい
が、小さ過ぎると小室の製造コストが高くなるだけでな
く、小室内に含まれる磁粉の量が少なくなり、色のコン
トラストが小さくなるという不都合が生じる。そのた
め、磁粉を分散させた分散媒（水、白灯油またはアルコ
ール類等）を封入する小室の直径は、５〜１０００μｍ
（いわゆるマイクロカプセル相当の大きさ）が好まし
い。

【００１８】ところで、欠陥の観察結果を保存しようと
する場合、スケッチや写真では上記したような問題があ
り、探傷データを正確に長期間保存することができな
い。しかし、本発明によれば、被探傷材に当接する面側
のシートに描かれた磁粉模様を画像読取装置で読み取
り、この読み取りデータを画像記憶装置でデジタルデー
タとして保存することにより、探傷結果を確実に長期間
記録することができる。以下、本発明の他の特徴および
利点について、本発明の画像処理システム及びその画像
処理システムを備えた装置を参照しながら詳細に説明す
る。 （３）本発明の方法を実施するための画像処理システム 本発明の画像処理システムは、磁粉模様からなる画像を
読み取るための画像読取装置と、画像記憶装置と、画像
処理装置と、画像表示装置を主な構成要素とする。 〔画像読取装置〕 ａ．イメージスキャナ 画像読取り装置には、「画像を１画素単位のデジタル信
号に変換し、コンピュータシステムに入力する機器であ
る」イメージスキャナと称する機器を使用する方式を用
いることができる。画像をデジタル信号に変換するに
は、画像に光を照射してその反射光をＣＣＤ（電荷結合
デバイス）などの光電変換素子で、Ａ−Ｄ（アナログー
デジタル）変換するのが一般的であり、この読取り方式
には、画像に光を照射し、その反射光をミラー、レンズ
を介してＣＣＤセンサ上に結像させる方式である縮小光
学系方式と、読み取る画像の短辺の長さと同一寸法の基
板上に光導電膜を形成して画像を読み取る方式である密
着形センサがある。密着形センサは画像の明瞭さにやや
劣るという欠点があるので、焦点深度もとれ、高速読み
取りが可能である、縮小光学系、いわゆる光学式スキャ
ナを用いるのが好ましい。 ｂ．テレビカメラ ２次元の撮像デバイスとしては、撮像管と、ＣＣＤカメ
ラに代表される固体撮像デバイスの２つに大別される。
固体撮像デバイスは、撮像管における電子ビームを電気
スイッチに置き換えたもので、光電変換と蓄積の機能を
持つ２次元に配列された画素群と、各画素に蓄積された
信号電荷を順次取り出す走査機能とを一体構造として全
固体化したものである。固体撮像デバイスは、取り扱い
やすさ及び超高解像度・高感度化の点で優れているの
で、固体撮像デバイスを用いるのが好ましい。 ｃ．磁気センサ 磁粉模様が作り出す微弱な磁界強度をホール素子または
磁気抵抗素子で検知する方式であるが、極めて高感度で
ある磁気抵抗素子を用いるのが好ましい。磁気抵抗素子
としては、例えば、ＩｎＳｂの単結晶、Ｎｉ−Ｃｏの蒸
着膜を用いることができる。 〔画像記憶装置〕 画像記憶装置としては、従来から用いられているフロッ
ピーディスクや磁気ディスクに加えて、近年、急速に開
発が進められている、レーザ光で回転ディスク上に情報
を記録する「光ディスク」や、電界、光などによる刺激
でプロトンの変位が起こり、それに伴う電荷密度や双極
子モーメントの変化が誘起されて、電子的スイッチング
やメモリを行う「光スイッチング記憶」や、光のもつ熱
エネルギーを利用して形状変化、相変化などの物理的変
化を発現させて情報を記憶するヒートモード材料と、光
異性化などの光化学反応を利用して、スペクトル変化な
どとして情報を記憶するフォトンモード材料からなる
「有機薄膜記憶」を利用することもできる。 〔画像処理装置〕 画像処理装置は、以下の機能を有することが好ましい。
すなわち、画像として表示可能な濃度範囲の中の入力画
像の範囲の一部のコントラストを強調したり、濃度差を
誇張するために、のこぎり波状にしたり、表示可能な濃
度の入力レベルを０〜１とし、出力レベルを０〜１とし
た場合に、ある入力レベルのみの出力レベルを１とする
レベルスライス操作が可能である「濃度軸変換機能」
や、低周波成分、すなわち周波数空間の原点に近い周波
数成分を取り出し、高周波成分を遮断する「低域フィル
タ」と高周波成分、すなわち周波数空間の原点から遠い
周波数成分を取り出し、低周波成分を遮断する「高域フ
ィルタ」を有するのが好ましい。濃度軸変換機能によれ
ば、画像の強調が可能であり、低域フィルタによれば、
ゆるやかな変化、すなわち大局的な変化を取り出す働き
がある。また、高域フィルタによれば、急激な変化、す
なわち局所的な変化を取り出す働きがあり、画像の細部
を強調する効果がある。

【００１９】後記するパソコンは上記画像処理機能を有
することが好ましい。 〔画像表示装置〕 画像表示装置としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプ
レイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンス
などを用いることができる。 （４）画像読取装置、画像記憶装置、画像処理装置およ
び画像表示装置を有する画像処理システムによる磁粉探
傷 ａ．磁粉模様の記録 図４は回転体を用いた連続式欠陥検出方式による磁粉探
傷装置の一実施例を示し、図４（ａ）はその側面図、図
４（ｂ）は図４（ａ）の回転体の断面を拡大して示す図
である。図４（ａ）において、断面「コ」の字状の磁石
からなる可動型磁化器１４の下端部には、ローラ１５が
取り付けられている。１６は被探傷材、１７は磁気シー
ルドを形成する極く薄い塗膜である。塗膜１７は必ずし
も必要なものではないが、欠陥部の漏れ磁束を減衰させ
ないために、欠陥検出（磁粉模様の明瞭度）の要求レベ
ルに応じて設けることができる。そして、図４（ｂ）に
示すようなゴム製ローラ（回転体）１８の外周に磁気シ
ート１９を取り付けたものが軸２０により回転可能に可
動型磁化器１４に支持されている。磁気シート１９は、
探傷面側および反探傷面側がともに透明プラスチック製
のシートからなり、これら両シートの間に小室（図１〜
図３参照）を多数有し、この小室内に分散媒により多数
の微細な磁粉を分散させたものである。２１は磁粉模様
消去用のローラ磁石であり、磁気シート１９の全長に当
接するように可動型磁化器１４に支持されている。２２
は、スリップ防止用のタイヤである。

【００２０】２３はＩｎＳｂ単結晶の磁気抵抗素子を備
えた磁気センサであり、磁気シート１９に極く近接した
位置にあり、軸２３ａにより可動型磁化器１４に支持さ
れている。磁気センサ２３は、図４（ｂ）に示すよう
に、配線２４を経て後記するパーソナルコンピューター
(本明細書において「パソコン」ともいう)に接続されて
いる。

【００２１】図５は、画像読取装置としてＣＣＤカメラ
を使用した例を示し、図５（ａ）に示すように、ＣＣＤ
カメラ２５は、可動型磁化器１４の「コ」の字型を形成
する両腕部１４ａを連結する部分１４ｂに取り付けられ
た部材２６に沿って伸縮可能な伸縮ロッド２７に支持さ
れており、ＣＣＤカメラ２５は、伸縮ロッド２７が伸縮
することによりガイド２８にガイドされて、必要に応じ
て磁気シート１９に極力近づくことが可能である。ＣＣ
Ｄカメラ２５は、図５（ｂ）に示すように、配線２９を
経て後記するパソコンに接続されている。

【００２２】図４に示す構成の磁粉探傷装置によれば、
磁気シート１９を取り付けたローラ１８を被探傷材１６
上を回転移動させながら、被探傷材１６の表面に存在す
る微少欠陥３０に対応して形成される磁気シート１９の
表面の磁粉模様を磁気センサ２３で読み取り、この読み
取りデータを配線２４を経て図６（ａ）のパソコン３１
に転送し、フロッピーディスク３２に保存する。磁気セ
ンサ２３で読み取った後の磁粉模様は磁粉模様消去用の
ローラ磁石２１で消去することにより、被探傷材１６の
表面の広範囲にわたり、連続的に欠陥を検出し、同時に
その欠陥情報をデジタルデータとして記憶媒体（フロッ
ピーディスク等）に保存記録することができる。そし
て、図６（ｂ）に示すように、パソコン３１で適正な処
理を施すことにより、液晶ディスプレイ３３の上半分の
画面に探傷データの指示模様３４を表示し、磁気センサ
２３で検知した磁粉模様に対応する磁界強度のデータを
パソコン３１内で適正に処理することにより、液晶ディ
スプレイ３３の下半分の画面には、ある出力レベル３５
の強度を示すように表示することができる。磁気センサ
２３に代えて図５に示すＣＣＤカメラ２５で磁粉模様を
読み取った場合も、同様にしてパソコン３１の液晶ディ
スプレイ３３に、探傷データの指示模様と、磁粉模様を
強度で示した画像を表示することができる。 ｂ．欠陥の位置および寸法の計測 一例として、溶接部の割れを検出するために、図５に示
すＣＣＤカメラを備えた可動型磁化器１４を、図７に示
す被探傷材３６の溶接部３７に当接させて長さ方向に走
行させた。この場合、割れ欠陥位置の正確な計測と、割
れ欠陥寸法の正確な計測と、探傷結果の信頼性の向上を
図るために、被探傷材３６に適切な間隔をおいて、磁性
位置決めマーカー３８を２個取り付け、さらに、この位
置決めマーカー３８の取付箇所に、ＪＩＳ−Ｇ０５６５
−１９９２で定められている磁粉探傷試験用の標準試験
片（Ａ１−３０／１００円形（その他にＡ１−１５／１
００や直線溝タイプのものがある）、以下「Ａ型ＪＩＳ
試験片」という）３９を設置し、可動型磁化器１４で一
方のＡ型ＪＩＳ試験片３９からもう一方のＡ型ＪＩＳ試
験片３９にわたって探傷を実施した。Ａ型ＪＩＳ試験片
は、図８（ａ）に示すように、中央の傷のない円形部４
０ａの周縁に環状の傷部４０ｂを有する円形の試験片で
ある。そして、上記探傷試験における磁気データをパソ
コン３１で適正に処理して、図８（ｂ）に示すようなＡ
型ＪＩＳ試験片の２個の指示模様４１、４１、溶接部の
割れに起因する指示模様４２、および位置決めマーカー
３８の指示模様４３、４３を、図６（ｂ）の液晶ディス
プレイ３３に表示した。この液晶ディスプレイ３３に表
示されているＡ型ＪＩＳ試験片の指示模様を観察し、実
際のＡ型ＪＩＳ試験片の傷形状との比較を行うことによ
り、探傷作業が正常に行われたかどうかの確証を得るこ
とができる。

【００２３】そして、上記探傷試験における磁気データ
をパソコン３１で適正に処理して、図８（ｃ）に示すよ
うな出力レベルの強度データを図６（ｂ）の液晶ディス
プレイ３３に表示した。図８（ｃ）において、４４がＡ
型ＪＩＳ試験片の強度を示し、４５が溶接部の割れの強
度を示す。図８（ｄ）は、図８（ｃ）のＡ型ＪＩＳ試験
片の強度データ（点線で示すもの）を実際の試験片の傷
形状と対応させて示す拡大図であり、この図８（ｄ）に
基づいて、次に説明するように、溶接部の割れの長さと
深さを求めることが可能である。

【００２４】すなわち、図８（ｄ）において、Ａ型ＪＩ
Ｓ試験片の傷位置４６、４６に対応する強度レベル４７
が溶接部の割れの長さを評価するための「しきい値」と
なる。図８（ｄ）では、強度レベル４７における一方の
傷位置４６の端部から他方の傷位置４６の端部までの長
さが「ｎ」であり、図８（ｃ）の溶接部の割れの強度デ
ータ４５において、強度レベル４７以上の強度データの
長さ「ｍ」を求め、「ｍ／ｎ」にＡ型ＪＩＳ試験片の実
際の傷直径を乗ずれば、溶接部の割れ長さを求めること
ができる。

【００２５】また、溶接部の割れの深さを求めるには、
図８（ｄ）において、Ａ型ＪＩＳ試験片の傷の深さ方向
の強度レベルは「ｄ」と表されているので、図８（ｃ）
において、溶接部の割れの強度データ４５において深さ
方向の強度データ「ｈ」を求め、「ｈ／ｄ」にＡ型ＪＩ
Ｓ試験片の実際の傷深さを乗ずれば、溶接部の割れ深さ
を求めることができる。

【００２６】また、割れの幅を求めるには、ＣＣＤカメ
ラを備えた可動型磁化器１４を、図７に示す被探傷材３
６の溶接部３７に対して幅方向に走行させ、上記と同様
にして、溶接部の割れに起因する磁粉模様をパソコン３
１で処理して、その出力レベルの強度データを液晶ディ
スプレイ３３に表示し、割れ長さを求めた場合と同様の
方法で、溶接部の割れの幅を求めることができる。

【００２７】さらに、溶接部の割れ位置を求めるには、
図８（ｂ）において、磁性位置決めマーカーの指示模様
４３から割れの指示模様４２までの長さを求めることに
より、割れ位置を正確に求めることができる。

【００２８】上記した実施例においては、標準試験片と
して円形溝タイプの傷があるものを使用したが、直線溝
タイプの傷や寸法のあらかじめ分かっている傷を有する
試験片も、適用が可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のとおり構成されているの
で、つぎの効果を奏する。 （１）請求項１、５、６、７記載の発明によれば、探傷
結果を確実に長期間記録することができる磁粉探傷法お
よび磁粉探傷装置を提供することができる。 （２）請求項２記載の発明によれば、欠陥の寸法計測が
容易である磁粉探傷法を提供することができる。 （３）請求項３記載の発明によれば、探傷作業が正常に
行われたことを容易に確認しうる磁粉探傷法を提供する
ことができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、欠陥の位置計測が
容易である磁粉探傷法を提供することができる

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気シートの使用例を説明する図である。

【図２】本発明による磁粉探傷法の一例を説明する図で
ある。

【図３】本発明による磁粉探傷法の別の例を説明する図
である。

【図４】図４（ａ）は回転体を用いた連続式欠陥検出方
式による磁粉探傷装置の一実施例を示す側面図、図４
（ｂ）はその回転体の断面を拡大し、磁気センサにより
磁粉模様の読み取りを行う方法を示す図である。

【図５】図５（ａ）は回転体を用いた連続式欠陥検出方
式による磁粉探傷装置の別の実施例を示す側面図、図５
（ｂ）はその回転体の断面を拡大し、ＣＣＤカメラによ
り磁粉模様の読み取りを行う方法を示す図である。

【図６】図６（ａ）は、画像記憶装置と画像処理装置と
画像表示装置を備えたノート型パソコンの液晶ディスプ
レイを開放した状態を示す図、図６（ｂ）はその液晶デ
ィスプレイの画面を示す図である。

【図７】本発明の磁粉探傷法により溶接部の割れの探傷
を行う方法を説明する図である。

【図８】図８（ａ）はＡ型ＪＩＳ試験片を示す図であ
り、図８（ｂ）は探傷試験における磁気データをパソコ
ンで処理した後の各指示模様を示す図であり、図８
（ｃ）はＡ型ＪＩＳ試験片と溶接部の割れの強度データ
であり、図８（ｄ）はＡ型ＪＩＳ試験片の強度データを
拡大して実際の傷形状と対応させて示す図である。

【図９】磁粉探傷法のメカニズムを説明する図である。

【図１０】従来の磁粉探傷装置による磁粉探傷法を説明
する図である。

【図１１】図１１（ａ）は従来の別の磁粉探傷装置の斜
視図であり、図１１（ｂ）はその磁粉探傷装置に使用す
るベルトの断面図である。

【符号の説明】

２…小室 ３…磁粉 ４…分散媒 ７、１０、１２…磁粉模様 ８、１６、…被探傷材 ９、３０…欠陥 １４…可動型磁化器 １９…磁気シート ２３…磁気センサ ２５…ＣＣＤカメラ ３１…パソコン ３２…フロッピーディスク ３３…液晶ディスプレイ ３８…位置決めマーカー ３９…Ａ型ＪＩＳ試験片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 邦益 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 松井 啓年 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平８−184580（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−26742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−40752（ＪＰ，Ａ) 特開2001−21539（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−78511（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−76877（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−5934（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90 G01R 33/00 - 33/26 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材
   の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠
   陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩
   れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様
   に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、多数に
   仕切られた小室を備えた磁気シートを準備し且つこれら
   の小室に磁粉を分散させた分散媒を封入し、該磁気シー
   トを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密
   着させ、次いで、磁気シートを被探傷材から引き離し、
   磁気シートに画かれた磁粉模様を画像読取装置で読み取
   り、この読み取りデータを画像記憶装置でデジタルデー
   タとして保存することを特徴とする磁粉探傷法。
2. 【請求項２】 画像記憶装置に記憶したデジタルデータ
   を画像処理装置で処理し、この処理データを画像表示装
   置に表示し、画像表示装置に表示されたデータを、寸法
   が既知である傷に対応するしきい値データと比較するこ
   とによって、欠陥の寸法を特定することを特徴とする請
   求項１記載の磁粉探傷法。
3. 【請求項３】 被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材
   の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠
   陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩
   れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様
   に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、被探傷
   材に磁粉探傷試験用標準試験片を設置し、多数に仕切ら
   れた小室を備えた磁気シートを準備し且つこれらの小室
   に磁粉を分散させた分散媒を封入し、該磁気シートを被
   探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着さ
   せ、次いで、磁気シートを被探傷材から引き離し、磁気
   シートに画かれた磁粉模様を画像読取装置で読み取り、
   この読み取りデータを画像処理装置で処理し、この処理
   データを画像表示装置に表示し、画像表示装置に表示さ
   れた上記標準試験片の指示模様を観察して欠陥を検出す
   ることを特徴とする磁粉探傷法。
4. 【請求項４】 被探傷材に磁性位置決めマーカーを設置
   し、この位置決めマーカーのマークを画像読取装置で読
   み取ることを特徴とする請求項１、２または３記載の磁
   粉探傷法。
5. 【請求項５】 被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材
   の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠
   陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩
   れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様
   に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷装置において、被探
   傷材の磁化手段と、多数に仕切られた小室を備えた磁気
   シートであってこれらの小室に磁粉を分散させた分散媒
   を封入してなる磁気シートと、磁気シートに画かれた磁
   粉模様を読み取るための画像読取装置と、この読み取り
   データをデジタルデータとして保存するための画像記憶
   装置とを備えていることを特徴とする磁粉探傷装置。
6. 【請求項６】 画像読取装置と画像記憶装置に加えて、
   画像処理装置と画像表示装置を備えてなる請求項５記載
   の磁粉探傷装置。
7. 【請求項７】 画像読取装置が、固体撮像デバイス、光
   学式スキャナーまたは磁気センサである請求項５または
   ６記載の磁粉探傷装置。