JP3727197B2

JP3727197B2 - 磁粉探傷法と装置

Info

Publication number: JP3727197B2
Application number: JP13116299A
Authority: JP
Inventors: 貢市伴野; 正道水野; 淳一藤沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000321250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁粉探傷法と装置に関するものである。より詳しくは、丸棒鋼の表面疵部分以外に付着した磁粉の洗浄に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁粉探傷法は、鉄鋼材料等の磁性被検査材に蛍光磁粉を散布し磁化して、被検査材の表面疵部分に生じる漏洩磁場により吸着される磁粉模様を紫外線照射下で目視またはデテクターで検出する方法である。この磁粉探傷法においては、磁粉液を被検査材に散布し磁化した後に被検査材表面の疵部分以外に付着している磁粉を洗浄することがノイズを除去し検出精度を高めるために重要である。この洗浄方法としては、例えば特開昭５２−４２８２号公報に開示されている。
【０００３】
しかし、上記の開示には磁化器の近傍に流体噴出ノズルを設け、該流体噴出ノズルから流体を被検査材の被磁化域に吹き付けて欠陥部以外に残留付着した磁粉を排除するとあるが、洗浄水の詳細な性状や流体の圧力、洗浄水供給ノズルと被検査材までの距離等の具体的記述がなく、被検査材表面疵以外のバックグラウンドの磁粉を洗浄するという観点からはその効果が不満足なものである。また、探傷液の洗浄方法として洗浄槽を有した浸漬洗浄方式やスプレー噴射方式、パイプラミナー洗浄方式等があるが、浸漬洗浄方式は被検査材を洗浄槽から引き上げた時に、被検査材下面に探傷液が雫となって残り斑点模様が残留し、デテクターでの誤検知の原因となる。また、洗浄回数が増えることで洗浄槽内の水が直ちに汚れてしまい、新鮮な水との交換水量が多くなってしまう問題がある。スプレー噴射方式は洗浄水の圧力が高いために、被検査材表面の疵部分に付着した磁粉も洗い流してしまう。パイプラミナー洗浄は、洗浄水が被検査材幅方向に連続していないため洗浄に斑が発生する、という問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これら従来技術の問題点を有利に解決し、丸棒鋼表面の疵部分に付着している磁粉以外の磁粉を高精度且つ効果的に洗い流し、探傷の検出精度を飛躍的に改善することのできる磁粉探傷法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）丸棒鋼に蛍光磁粉液を散布すると共に磁化して丸棒鋼の表面疵部分に吸着される磁粉模様を形成した後、洗浄水により丸棒鋼表面の疵部分以外に付着した蛍光磁粉を除去するように洗浄し、その後、磁粉模様を目視またはデテクターで検出する磁粉探傷法において、前記洗浄水を、丸棒鋼に衝突するまでは液滴状態とならない板状の連続流体に成し、該板状の連続流体の長辺方向を丸棒鋼の長手方向と一致させ、丸棒鋼の上方から吐出することを特徴とする磁粉探傷法。
（２）前記板状の連続流体を成す洗浄水は、供給吐出圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下、供給位置から丸棒鋼までの落差を１００〜３００ｍｍ、丸棒鋼に衝突時の洗浄水厚さを２０ｍｍ以下とすることを特徴とする（１）記載の磁粉探傷法。
（３）丸棒鋼を回転させながら洗浄することを特徴とする（１）または（２）記載の磁粉探傷法。
（４）丸棒鋼を磁化する手段の後面に、丸棒鋼に衝突するまでは液滴状態とならない板状の連続流体を成すと共に該板状の連続流体の長辺方向と丸棒鋼の長手方向とが一致する洗浄水を丸棒鋼の上方から丸棒鋼に吐出する手段を具備したことを特徴とする磁粉探傷装置。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前記の目的を達成すべく、丸棒鋼に磁粉液を散布し磁化した後に表面疵以外の探傷に寄与しない蛍光磁粉を洗い流す方法において種々検討した結果、丸棒鋼の径方向および長手方向で板状の連続流体を成している洗浄水を用いて洗い流すことで、表面疵に付着している磁粉以外のバックグラウンドの磁粉を効果的に洗浄することが可能となり、その後の探傷工程での検出精度を飛躍的に改善できることを確かめ本発明を完成したものである。ここで板状の連続流体とは、図２に示すように該流体が丸棒鋼に衝突するまでは液滴状態とならず所謂整流状態を維持して板状（曲りも含む）の流れを形成しているものであり、例えばスリット形状ノズルで実現できる。この板状の連続流体を成した洗浄水を用い、該板状の連続流体の長辺方向を丸棒鋼の長手方向と一致させれば、丸棒鋼の周囲を均一に包囲して洗浄することが可能となり、また液滴でない低慣性力の整流水であるためソフト洗浄となり丸棒鋼表面の疵部分に付着した磁粉以外の蛍光磁粉を効果的に洗浄することが可能となる。
【０００７】
また、該洗浄水の供給吐出圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下とするのは可能な限り水の圧力を小さくして慣性力を弱め、丸棒鋼に衝突する水の慣性エネルギーを小さくすることで丸棒鋼の表面疵部分に付着している磁粉を洗い流すことなく、バックグラウンドの磁粉のみを効果的に洗浄するためである。尚、好ましい該圧力は０．１〜０．３ｋｇ／ｃｍ^２である。
【０００８】
更に、本発明において洗浄水供給位置から丸棒鋼までの落差を１００〜３００ｍｍとするのは、該落差が１００ｍｍ未満では洗浄水の水流が不安定になり整流効果が得られないためであり、また３００ｍｍを超えると低慣性力流体の落下エネルギーが増加し、疵表面に付着した磁粉も洗い流してしまうためである。
【０００９】
また、本発明において板状の連続流体を成した洗浄水の丸棒鋼に衝突時の厚さを２０ｍｍ以下とするのは、該厚さが２０ｍｍを超えると丸棒鋼を包囲する流体の量が増加して、バックグラウンドの磁粉を洗い流す水の量が過剰になりすぎ、疵表面に付着した磁粉も洗い流してしまうことを防止するためである。尚、好ましい該厚さは５〜１５ｍｍである。
【００１０】
更に、本発明においては、丸棒鋼を回転させながら洗浄するものであり、丸棒鋼を回転しながら洗浄させるのは、丸棒鋼の特定部位に洗浄水が衝突するのを緩和するためであり、丸棒鋼が回転することで全周の洗浄が可能になるためである。
【００１１】
次に、本発明に関わる磁粉探傷工程の実施態様例を図１に示す。蛍光磁粉液散布工程、磁化工程は、その方法、手段は特に限定するものでない。また、疵検出工程は、目視またはデテクターで行うものであり、その具体的方法、手段は特に限定するものでない。洗浄工程は、本発明に関わるものであり、板状の連続流体を成した洗浄水により疵部分以外に付着した磁粉を洗浄する工程であり、上記洗浄水を吐出する手段を具備する。
【００１２】
図２は、本発明において、丸棒鋼の長手方向と上記板状の連続流体を成した洗浄水２の長辺方向を一致させ、丸棒鋼の上面に径方向かつ全長に亙って該洗浄水を供給して表面疵以外のバックグラウンドの磁粉を洗浄している一実施態様例を示している。上記洗浄水を吐出するノズル３はスリットノズルである。４は洗浄水供給本管、Ｈは洗浄水供給吐出位置から丸棒鋼までの落差を、ｔは洗浄水の丸棒鋼に衝突時の厚さを示している。
【００１３】
【実施例】
予め深さ０．１ｍｍのサンプル疵を棒鋼（機械構造用炭素鋼鋼材、Ｃ：０．０８〜０．６１％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．３０〜０．９０％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３５以下、鋼材径：２０〜１２０ｍｍφ）の表面の周方向および長手方向に付けておき、通電磁化しながら蛍光磁粉探傷液を棒鋼に散布した。その後、板状の連続流体を成した洗浄水を下記の条件で供給し棒鋼を回転させながら洗浄した後、紫外線照射下で表面疵の目視検出を実施した例を表１に示す。ここで、検出率とは予め付けておいたサンプル疵総数に対する実際に検出された疵総数の比率で、検出精度は１００％が望ましい。また、誤検出率とは予め付けておいたサンプル疵総数に対して疵以外の外乱の検出数の比率をいう。本実施例において、疵以外の外乱の検出とは丸棒鋼表面の疵以外の部分に発生する蛍光磁粉の洗浄斑による斑点および筋状模様の残留物を検出することであり、この比率が高くなるほど疵と認識した手入れ箇所の増大を招き、生産性が悪化する。従ってこの比率は小さいほど良いが、１％以下では問題のないレベルである。
【００１４】
表１より、本発明の洗浄水供給吐出圧力０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下、洗浄水供給位置から丸棒鋼までの落差を１００〜３００ｍｍ、丸棒鋼に衝突時の洗浄水厚さを２０ｍｍ以下とすることで、疵検出率１００％、誤検出率１％以下を達成する。それに対し、比較例に示す本発明の範囲外である洗浄水供給吐出圧力、洗浄水供給位置から丸棒鋼までの落差、丸棒鋼に衝突時の洗浄水厚さにすると、検出率は１００％を下回り、更には洗浄無しで誤検出率が７０％と、疵以外の外乱を検出してしまう。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、丸棒鋼に蛍光磁粉を散布すると共に通電磁化して丸棒鋼の表面疵を検出する磁粉探傷法において、磁粉模様を検出する前に板状の連続流体を成した洗浄水により疵部分以外に付着した磁粉を洗い流すことで、探傷の検出精度を飛躍的に改善することが可能となり、検出誤差等の回避、処理能力向上等の優れた実用的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁粉探傷法の実施態様例を示す説明図である。
【図２】本発明による磁粉液洗浄工程の実施態様例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…丸棒鋼
２…板状洗浄水
３…洗浄水吐出ノズル
４…供給本管

Claims

丸棒鋼に蛍光磁粉液を散布すると共に磁化して丸棒鋼の表面疵部分に吸着される磁粉模様を形成した後、洗浄水により丸棒鋼表面の疵部分以外に付着した蛍光磁粉を除去するように洗浄し、その後、磁粉模様を目視またはデテクターで検出する磁粉探傷法において、前記洗浄水を、丸棒鋼に衝突するまでは液滴状態とならない板状の連続流体に成し、該板状の連続流体の長辺方向を丸棒鋼の長手方向と一致させ、丸棒鋼の上方から吐出することを特徴とする磁粉探傷法。
前記板状の連続流体を成す洗浄水は、供給吐出圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ^２以下、供給位置から丸棒鋼までの落差を１００〜３００ｍｍ、丸棒鋼に衝突時の洗浄水厚さを２０ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の磁粉探傷法。
丸棒鋼を回転させながら洗浄することを特徴とする請求項１または２記載の磁粉探傷法。
丸棒鋼を磁化する手段の後面に、丸棒鋼に衝突するまでは液滴状態とならない板状の連続流体を成すと共に該板状の連続流体の長辺方向と丸棒鋼の長手方向とが一致する洗浄水を丸棒鋼の上方から丸棒鋼に吐出する手段を具備したことを特徴とする磁粉探傷装置。