JP6633936B2 - 染色浸透液及び該染色浸透液を使用した浸透探傷試験方法 - Google Patents
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Description
本発明は、各種金属部材の表面に存在する微細な開口欠陥部を検出する浸透探傷試験に使用する染色浸透液であって、該染色浸透液の染料としてソルバトクロミズム効果が見られるローダミン類染料を用いているので、水で希釈された希釈染色浸透液であっても希釈前の染色浸透液と比べて色は変化するが発色が低下せずに現像時に明確な欠陥指示模様が得られるから、屋外の建造物のように表面が水で濡れていたり、開口欠陥部に水が残留していたりする被検査物であっても、屋内で行う通常の浸透探傷試験と同程度の高感度で開口欠陥部を検出することができる染色浸透液及び該染色浸透液を使用した浸透探傷試験方法に関する。
周知のとおり、浸透探傷試験は、非破壊検査方法の一種でありJIS Z 2343-1〜6に規格化されている。その基本的態様は、通常、染料を溶解させた浸透性の強い染色浸透液を被検査物表面に付着させて開口欠陥部に浸透させた後、当該欠陥部内に浸透せずに被検査物表面に残留している余剰染色浸透液を除去し、次いで、当該被検査物表面に炭酸マグネシウム粉末や炭酸カルシウム粉末などの無機質白色粉末（当業者間では「現像剤」と呼ばれている）の薄層を形成し、該薄層によって開口欠陥部内に浸透している染色浸透液を薄層表面に吸い出させることによって欠陥指示模様を現出させ、自然光又は白色光の下、又は、デジタルカメラ等で撮影した画像を観察し、当該欠陥指示模様によって開口欠陥部の存在・位置を検出するというものである。
浸透探傷試験によって開口欠陥部を高感度で検出するには、油溶性溶媒の染色浸透液、水溶性溶媒の染色浸透液のいずれも被検査物表面や開口欠陥部が完全に乾いた状態で行わなければならない。
即ち、油溶性溶媒の場合は、染色浸透液が水と混ざらないため、表面に水が残留している場合には染色浸透液がはじかれて塗布すること自体が困難であるし、また、表面の水を取り除いて塗布できたとしても、開口欠陥部に水が残留していれば残留した水の上に染色浸透液が溜まることになるので、余剰染色浸透液を除去する際に開口欠陥部に浸透した染色浸透液も一緒に除去され易くなって、明確な欠陥指示模様が得られないからである。
また、水溶性溶媒の場合は、染色浸透液が水と混ざり、希釈されて発色が弱まるので明確な欠陥指示模様が得られないからである。
しかしながら、屋外に設置されているガスパイプラインや、貯蔵タンク、鋼橋等の建造物は、雨や雪、気温差等の要因によって、表面が凍結していたり、水で濡れていたりし、また、表面の水をふき取ったとしても開口欠陥部に水が残留していたりする。
したがって、このような被検査物の開口欠陥部を高感度で検出するには表面及び開口欠陥部に残留する水を完全に取り除く作業が必須であり、作業効率が非常に悪い。
また、残留した水を取り除いても、浸透探傷試験中に再度水が付着することもあるし、また、溶媒が水である染色浸透液であれば、作業中に染色浸透液が凍ったりすることもある。
したがって、屋内での浸透探傷試験と同程度の高感度で屋外の被検査物表面の開口欠陥部を検出することは非常に困難である。
そこで、被検査物表面や開口欠陥部に水が残留していたとしても染色浸透液の発色が弱まらず高感度で開口欠陥部を検出でき、また、屋外の被検査物に塗布したとしても塗布時及び除去時の作業効率に優れ、かつ、凍らない染色浸透液の開発が望まれている。
特許文献1には界面活性剤5〜40部、水60〜95部及び油溶性染料0.01〜3部からなる浸透探傷用水洗性浸透液が開示されており、前記油溶性染料として、「…蛍光染料としては黄色蛍光染料であるオイルカラー―商品名、ローダミン―商品名、…等が使用される」と記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の浸透探傷用水洗性浸透液であれば、水の含有量が多いため、屋外の被検査物表面に塗布した際には凍ってしまう虞があり、また、ソルバトクロミズム効果を有する染料が溶解しないといった問題がある。
本発明者らは、前記諸問題点を解決することを技術的課題とし、試行錯誤的な数多くの試作・実験を重ねた結果、水溶性溶剤45〜99.5重量％とローダミン類染料0.5〜3.0重量％とを含有する染色浸透液であれば、たとえ水で2倍に希釈されたとしても、欠陥指示模様として明確に検出できる発色が維持でき、JIS Z 2343-2で規定される浸透探傷試験による希釈染色浸透液の開口欠陥部の検出率が希釈前の染色浸透液の前記検出率と比べて5％以下しか低下しないため、被検査物の表面が凍結していたり、濡れていたり、また、開口欠陥部に水が残留していたりしても高感度で開口欠陥部を検出でき、しかも、塗布時及び除去時の作業効率に優れ、かつ、気温が低い場所での浸透探傷試験であっても浸透探傷液が凍らない染色浸透液になるという刮目すべき知見を得て、前記技術的課題を達成したものである。
前記技術的課題は、次のとおり本発明によって解決できる。
本発明は、浸透探傷試験用染色浸透液であって、前記染色浸透液は水溶性溶剤４５〜９９．５重量％と前記ローダミン類染料０．５〜３．０重量％とを含有し、前記水溶性溶剤はブチルジグリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、乳酸エチル、アセトンから選択される１種である浸透探傷試験用染色浸透液である。
また、本発明は、前記染色浸透液がさらに非イオン性界面活性剤20〜50重量％を含有する前記染色浸透液である。
また、本発明は、前記ローダミン類染料がローダミンB赤色染料である前記染色浸透液である。
また、本発明は、前記染色浸透液を使用して開口欠陥部を検出する浸透探傷試験方法である。
また、本発明は、水が残留する被検査物表面の開口欠陥部を検出することを特徴とする前記浸透探傷試験方法である。
また、本発明は、JIS Z 2343-2に規定される浸透探傷試験による水が残留する被検査物表面の開口欠陥部の検出率が、水が残留しない被検査物表面の開口欠陥部の検出率と比べて5%以下の低下率である前記浸透探傷試験方法である。
本発明によれば、ローダミン類染料に溶媒の極性が変化すると色調が変化するソルバトクロミズム効果が見られるので、水で1.1〜2.0倍に希釈しても、肉眼で観察した際の色は変化するが、現像時に明確な欠陥指示模様が得られる発色を維持することができ、被検査物表面が凍結していたり、水で濡れていたり、または、開口欠陥部に水が残留していたりしたとしても明確な欠陥指示模様が得られる染色浸透液になる。
したがって、本発明に係る染色浸透液を用いれば、例えば、染色浸透液を被検査物表面に塗布する際に水が混入する蓋然性の高い屋外のガスパイプラインや鋼橋、貯蔵タンク等の建造物表面であっても、水の除去作業をせずに高感度で開口欠陥部を検出できる。
また、水溶性溶媒を45〜99.5重量％含有するから、気温が低い場所での浸透探傷試験であっても塗布した染色浸透液が凍ることがない。
本発明における染色浸透液のJIS Z 2343-2に規定される感度は感度2の「高感度」である。
JIS Z 2343−2に規定される感度2とは、30μmの開口欠陥部であれば全体の75％の検出率、50μmの開口欠陥部であれば100％検出率である感度を言う。
本発明における染色浸透液を水で希釈した希釈染色浸透液は2.0倍希釈まで感度2を維持することが確認されている。
本発明に係る染色浸透液は、粘度が低いため、塗布時及び余剰染色浸透液の除去時の作業効率に優れた染色浸透液になる。
また、非イオン性界面活性剤20〜50重量％添加することで塗布時のヌレ性がよく、染色浸透液の塗布範囲をわかり易くすることができるから、さらに作業効率に優れた染色浸透液になる。
なお、ヌレ性が良いとは被検査物表面に染色浸透液を塗布した際に、染色浸透液がはじかれて表面を覆っていない部分(以下「ハジキ」と言う)が少ないことを言う。ハジキが多い、即ち、ヌレ性が悪いと探傷範囲が不明確になり作業効率が悪くなる。
本発明に係る染色浸透液は、深さ約30〜50μmの開口欠陥部の検出に好適に用いることができる。
本発明における水溶性溶剤は、ローダミン類染料の発色が良く、水で希釈された際にソルバトクロミズム効果が現れるものであれば特に限定されるものではないが、誘電率が4以上であることが好ましい。誘電率が4より小さいとローダミン染料の発色が弱くなるからである。
誘電率が4以上の水溶性溶剤としては、ブチルジグリコール(以下「B.D.G」と言う)、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、乳酸エチル、アセトンを例示することができる。
20℃における誘電率はB.D.Gが9.7、プロピレングリコールが32、ヘキシレングリコールが25、乳酸エチルが4.3及びアセトンが19.5である。
本発明における染色浸透液は水溶性溶剤を45〜99.5重量％含有することが好ましく、更に好ましくは50〜99.5重量％である。
水溶性溶剤が45重量％より少ないとローダミン類染料の発色が弱く視認性が落ちるため肉眼で開口欠陥部の位置を確認し難く、また、染料の添加量を確保するため、99.5重量％より多くを含有させることができないからである。
水溶性溶剤が45重量％より少ないとローダミン類染料の発色が弱く視認性が落ちるため肉眼で開口欠陥部の位置を確認し難く、また、染料の添加量を確保するため、99.5重量％より多くを含有させることができないからである。
本発明における染料はローダミン類染料であり、水で2倍まで希釈されたとしても、発色が低下せず、明確な欠陥指示模様が得られるものであれば良い。
ローダミン類染料としては、ROB-B（solvent Red 49, オリエント化学工業株式会社製）、アルコールローダミンB（C.I. Acid Red 52,株式会社シラド化学製）を例示することができる。
ローダミン類染料の含有量は0.5〜3.0重量％が好ましく、より好ましくは、1.0〜3.0重量％である。
0.5重量％より少ないと感度2の染色浸透液にならず、3.0重量％を超えて含有させてもさらなる感度の向上は望めず、また、余剰染色浸透液の除去が困難になって作業効率が悪くなるためである。
0.5重量％より少ないと感度2の染色浸透液にならず、3.0重量％を超えて含有させてもさらなる感度の向上は望めず、また、余剰染色浸透液の除去が困難になって作業効率が悪くなるためである。
本発明における染色浸透液には、非イオン性界面活性剤を含有させることができる。
非イオン性界面活性剤は特に限定されるものではなく、ノイゲン(登録商標)LF−60X(第一工業製薬株式会社製)を例示することができる。
非イオン性界面活性剤の含有量は20〜50重量％が好ましく、より好ましくは20〜40重量％である。20重量％より少ないと、希釈染色浸透液のヌレ性が悪くなり、また、50重量％を超えて含有すれば、希釈染色浸透液の視認性が悪くなるため、いずれも肉眼で見た際の探傷範囲が不明確になって作業効率が悪くなるからである。
しかしながら、希釈浸透液のヌレ性が悪くても開口欠陥部の検出率には影響しない。
なお、イオン性界面活性剤はヌレ性を改善するために必要な量を添加できない虞がある。
本発明における染色浸透液を使用した浸透探傷試験方法の一形態を示す。
本発明に係る染色浸透液を被検査物表面に塗布して付着させて開口欠陥部に浸透させる（浸透処理）。
次いで、当該被検査物表面を水道水又はエコチェック（登録商標）ER−ST（マークテック株式会社製）等の洗浄剤を使用し、ウエスによって開口欠陥部内に浸透せずに被検査物表面に残っている余剰浸透液を洗浄・除去する（洗浄処理）。
被検査物を表面に炭酸マグネシウム粉末や炭酸カルシウム粉末などの無機質白色粉末やエコチェック（登録商標）WB（マークテック株式会社製）等の現像剤を塗布し、欠陥部に残留している染色浸透液が現像剤に染み込むことにより表れた欠陥指示模様を肉眼で観察、若しくは、デジタルカメラ等で撮影後観察することにより被検査物の開口欠陥部の数、大きさ、形などを検出する。
本発明を実施例及び比較例を挙げてより詳しく説明する。
実施例及び比較例の各染色浸透液の組成は表1〜4のとおりである。
実施例及び比較例の各染色浸透液の組成は表1〜4のとおりである。
また、各染色浸透液1重量％に対し水1重量％添加したもの(2.0倍希釈)を希釈染色浸透液(希釈液)として各種評価を行った。
実施例及び比較例の浸透探傷試験はJIS Z 2343-2に準じて行い、試験に用いた試験片はJIS Z 2343-3に規定されるタイプ1又はタイプ3対比試験片を使用した。
実施例及び比較例の浸透探傷試験はJIS Z 2343-2に準じて行い、試験に用いた試験片はJIS Z 2343-3に規定されるタイプ1又はタイプ3対比試験片を使用した。
＜感度試験＞
感度試験は、タイプ3対比試験片を使用して行った。
表1〜4記載のとおり配合した各染色浸透液と各希釈染色浸透液を各試験片に5分間浸透させた後、余剰染色浸透液をウエスによりふき取った後、除去剤としてエコチェックER-STを付けたウエスによりふき取った。
次いで、現像剤としてスーパーチエェックWBをスプレー法により塗布した。現像時間は10分間である。現れた欠陥指示模様を白色光の下、デジタルカメラで撮影して、目視により観察した。
感度試験は、タイプ3対比試験片を使用して行った。
表1〜4記載のとおり配合した各染色浸透液と各希釈染色浸透液を各試験片に5分間浸透させた後、余剰染色浸透液をウエスによりふき取った後、除去剤としてエコチェックER-STを付けたウエスによりふき取った。
次いで、現像剤としてスーパーチエェックWBをスプレー法により塗布した。現像時間は10分間である。現れた欠陥指示模様を白色光の下、デジタルカメラで撮影して、目視により観察した。
染色浸透液及び希釈染色浸透液で同等の欠陥指示模様が観察できたものを○、希染色浸透液と比べて希釈染色浸透液の方が欠陥指示模様の色が薄い若しくは検出できなかったものを×として評価を行った。
＜検出率＞
30μmのタイプ1対比試験片を各染色浸透液及び各希釈染色浸透液に5分間浸透させ、余剰染色浸透液をウエスによってふき取った後、除去剤としてエコチェックER−STを付けたウエスにてふき取った。
次いで、現像剤としてスーパーチエェックWBをスプレー法により塗布した。現像時間は10分間である。現れた欠陥指示模様を白色光の下、デジタルカメラで撮影して、下記の式により検出率及び低下率を測定した。
30μmのタイプ1対比試験片を各染色浸透液及び各希釈染色浸透液に5分間浸透させ、余剰染色浸透液をウエスによってふき取った後、除去剤としてエコチェックER−STを付けたウエスにてふき取った。
次いで、現像剤としてスーパーチエェックWBをスプレー法により塗布した。現像時間は10分間である。現れた欠陥指示模様を白色光の下、デジタルカメラで撮影して、下記の式により検出率及び低下率を測定した。
検出率＝検出した開口欠陥部の数／全開口欠陥部の数×100
低下率＝（1−希釈染色浸透液の検出率／染色浸透液の検出率）×100
前記検出率に記載した方法により、検出率が75％以上であれば、JIS Z2343-2における感度2の染色浸透液と言える。
＜ヌレ性＞
タイプ1試験片に各染色浸透液と各希釈染色浸透液を塗布した際のハジキの有無を目視により観察した。
ハジキがない試験片を○、ハジキがみられる試験片を×として評価した。
タイプ1試験片に各染色浸透液と各希釈染色浸透液を塗布した際のハジキの有無を目視により観察した。
ハジキがない試験片を○、ハジキがみられる試験片を×として評価した。
表1〜4の結果より、本発明に係る染色浸透液であれば、水で2.0倍希釈した希釈染色浸透液であっても感度2の高感度を示し、かつ、希釈染色浸透液の30μmの開口欠陥部の検出率が希釈前の染色浸透液と比べて5％以下の低下率であることが証明された。
本発明に係る染色浸透液は、水で2倍に希釈されたとしても、欠陥指示模様として明確に検出できる発色が維持でき、JIS Z 2343-2で規定される浸透探傷試験において、希釈染色浸透液の開口欠陥部の検出率が希釈前の染色浸透液の前記検出率と比べて5％以下しか低下しない。したがって、被検査物表面が凍結していたり、水で濡れていたりする場合や水が残留する開口欠陥部であっても水の除去作業をせずに高感度で検出できるから、屋外の建造物の浸透探傷試験にも好適に用いることができる。
よって、本発明の産業上の利用可能性は高いと言える。
よって、本発明の産業上の利用可能性は高いと言える。
Claims (5)
- 浸透探傷試験用染色浸透液であって、前記染色浸透液は水溶性溶剤４５〜９９．５重量％と前記ローダミン類染料０．５〜３．０重量％とを含有し、前記水溶性溶剤はブチルジグリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、乳酸エチル、アセトンから選択される１種である浸透探傷試験用染色浸透液。
- 前記染色浸透液がさらに非イオン性界面活性剤２０〜５０重量％を含有する請求項１記載の染色浸透液。
- 前記ローダミン類染料がローダミンＢ赤色染料である請求項１又は２記載の染色浸透液。
- 請求項１記載の染色浸透液を使用して開口欠陥部を検出する浸透探傷試験方法。
- 水が残留する被検査物表面の開口欠陥部を検出することを特徴とする請求項４記載の浸透探傷試験方法。
Priority Applications (1)
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