JPH05288718A - 磁粉探傷法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤認のない鋼材の磁粉探傷装置を提供する。 【構成】 蛍光物質を被着させた磁粉を用いて被検査材
の表面疵を探傷する磁粉探傷方法において、被検査材を
磁化してその表面に磁粉溶液を散布した後、この被検査
材を磁粉溶液の散布時より磁化力を上げて磁化した状態
で被検査材の表面に散水して被検査材表面に付着してい
る不要磁粉を洗浄し、この後被検査材表面の残存磁粉を
検査して被検査材の表面疵を探傷する。 【効果】 磁粉探傷を行うに際の余剰磁粉を完全に除去
できると同時に従来、余剰磁粉と共に除去されてしまっ
ていた疵部に付着した磁粉を除去することなく残すこと
ができるため、疵検査を行う際の誤認をなくすことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁粉探傷における磁粉
模様形成方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光物質を被着させた磁粉を用いて被検
査材の表面を探傷する磁粉探傷方法には、乾燥磁粉を使
用する乾式と磁粉を水等の溶液に混入した磁粉溶液を使
用する湿式とがあるが、一般には湿式が広く使用されて
いる。この湿式の磁粉探傷方法は、被検査材を磁化し、
この被検査材の表面に磁粉溶液を散布し、この後、被検
査材表面の残存磁粉を検査して被検査材を磁化すると、
その表面疵部分が磁極となってこの部分に磁粉が吸着さ
れ、この後被検査材を暗室に入れて被検査材にブラック
ライトを当てれば被検査材表面の磁粉（磁粉表面の蛍光
物質）が光って見えるから、被検査材の表面疵を容易に
探傷することができる。

【０００３】ところで、磁粉探傷においては、被検査材
の表面に散布された磁粉が疵部分だけでなく、被検査材
表面の疵のない部分にも付着するために、被検査材表面
にブラックライトを当てて疵を検査する時に、疵のない
部分に付着した磁粉が光って見えることにより、そのた
めに、光って見える部分が疵か否かの判断が難しく、疵
が小さい場合には疵を見落とす場合や、疵がない部分を
疵と判断してしまう場合があり、疵検査の正確さを低下
させている。また、最近では特公昭５９−２２８９５号
公報に示すように、被検査材の表面をテレビカメラで撮
影して画像処理により自動的に疵検査を行う方法が採用
されるようになってきているが、この場合には、被検査
材に付着した磁粉の明るさから疵か否かを判断するた
め、目視による検査に比べて更に誤認の度合が増加する
欠点がある。

【０００４】このため、従来から疵の検査を行う前にま
ず被検査材表面の疵以外の部分に付着した不要な磁粉を
除去し、この後に疵の検査を行われているが、この不要
な磁粉の除去は疵部分に付着した磁粉を除去してしまわ
ないように行う必要があり、例えば特公昭５３−１５６
７０号公報に示すように、磁化コイルによる磁化領域内
において磁粉液を散布した検査材の磁化面に対し、乾燥
圧縮空気を吹き付けるに当り、被検査材の進行方向に対
して１０〜５０°の偏位角をもった対向方向から吹き付
けると共に、又、被検査材の吹き付け面に対しては１０
〜５０°の俯角をもって行うことによって、その余剰磁
粉液の除去を可能としたものであり、また、特開昭４９
−７９５８３号公報に示すものは、被検査材表面におい
て帯状の吹き付けパターンが得られるように、複数個の
ノズルを配置し、表面疵の磁粉模様形成後の磁化領域内
において圧縮空気を吹き付け、被検査材表面の余剰磁粉
液を除去するようにしたものであり、これらの従来技術
いずれも表面疵の磁粉模様形成後の磁化領域内に、特定
された方向、角度等で圧縮空気等の加圧流体を吹き付け
ることにより、磁化領域通過後の余剰磁粉液の流動が表
面疵の磁粉模様を乱すことを防ぎ、かつバックグラウン
ドに沈降付着する余剰磁粉の量を減少させ、検出精度を
向上させることを企図したものである。

【０００５】しかしながら上記した従来技術には、それ
ぞれの特徴と利点はあるにしても、次の点について問題
点がある。すなわち余剰磁粉の除去にあたり、被検査材
の面に対して均一な圧縮空気の吹き付けが行われている
ようであるが、実際には吹き付け面での圧縮空気のムラ
が原因で、全面均一な除去効果を発揮することが難し
い。更に、圧縮空気の吹き付けにより、逆に磁粉溶液が
吹き寄せられ縞状の磁粉紋様を作ってしまい、疵の検査
時にこの部分を疵と誤認する問題点がある。

【０００６】上記の問題点を解決するために、例えば、
特開昭６２−２５２５３号公報に示すように余剰磁粉液
の除去に水を使用したものがある。すなわち、被検査材
を磁化しながら被検査材の表面に水を散布することによ
り、表面疵部に吸着された磁粉のみが残り、それ以外の
不要な余剰磁粉液を除去することを企図したもので、水
により被検査材表面の磁粉溶液はすべて洗い流されるた
め、被検査材の面に対して均一な除去効果と余剰磁粉液
の吹き寄せによる縞状の磁粉模様の形成がないようにし
たものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開昭６２−２５２５３号公報に示す技術には次の点に
ついて問題がある。すなわち、余剰磁粉液の除去に水を
使用しているが、散布する水の密度を一定にするのが難
しく、水の散布が強ければ余剰磁粉液のみならず表面疵
に付着した磁粉をも洗い流してしまい、水の散布が弱け
れば余剰磁粉を洗い流すことができない問題点がある。
併せて、磁粉液の散布時の余剰磁粉液を除去するための
水の散布時の励磁力が同一であるために、磁粉液の散布
時と同等以上の強さで水を散布しなければ余剰磁粉液の
除去は難しく、逆に、余剰磁粉液を除去できる水の散布
強さでは表面疵に付着した磁粉をも洗い流してしまう問
題点がある。

【０００８】さらに、磁粉液の散布と余剰磁粉液除去の
ための散水を同一の励磁装置で行っているため、磁粉液
散布時に形成した疵磁粉模様が時間の経過と共に乱れ、
疵の検出が難しくなるばかりか、従来の磁粉探傷装置と
比べて、余剰磁粉液を除去するための水の散布時間だけ
処理時間を要し、処理能力が低下する問題点がある。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、湿式の磁粉を使用する磁粉探傷に関し
て、被検査材の表面に付着した不要磁粉のみを効果的に
除去し、表面疵検査時における誤認をなくすことができ
る、磁粉探傷方法と装置に関するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】蛍光物質を被着させた磁
粉を用いて被検査材の表面疵を探傷する磁粉探傷装置に
おいて、被検査材を磁化してその表面に磁粉溶液を散布
した後、この被検査材を磁粉溶液の散布時より磁化力を
上げて磁化した状態で被検査材の表面に散布して被検査
材表面に付着している不要磁粉を洗浄し、この後、被検
査材表面の残存磁粉を検査して被検査材の表面疵を探傷
することを特徴とする磁粉探傷方法と装置であって要旨
とするところは、 （１） 金属材料の磁粉探傷方法において、被検査材を
磁化しながら磁粉溶液を散布した後、前記磁粉溶液の散
布時より磁化力を上げた状態で被検査材の表面に散水し
て被検査材の表面疵部利磁粉模様を除いた余剰磁粉液を
洗い流すことを特徴とする磁粉探傷における磁粉模様形
成法。

【００１１】（２） 金属材料の磁粉探傷装置におい
て、被検査材を軸方向に走行させるラインを設け、該ラ
イン上に、磁粉液散布を装備し且つ被検査材を磁化する
磁化装置とその下流側に散水装置を装備し且つ被検査材
を磁化する磁化装置を連続して配設してなることを特徴
とする磁粉模様形成装置。

【００１２】（３） 被検査材の表面へ散布する時の磁
化力を磁粉溶液をかける時の磁化力より１００〜２００
Oe高くすることを特徴とする（１）記載の磁粉探傷にお
ける磁粉模様形成方法。

【００１３】（４） 被検査材表面への散布時の吹きつ
け角度を被検査材の進行方向に対して６０〜９０°と
し、且つ吹き出し位置を被検査材の表面から４５０〜６
５０mm離すとともに、散水する水の粒子の平均粒径を１
５０〜３５０μm とすることを特徴とする（１）記載の
磁粉探傷における磁粉模様形成方法。

【００１４】（５） 被検査材へ磁粉溶液を散布するに
当たり、吹きつけ角度を被検査材の進行方向に対して６
０〜９０°とし、且つ吹き出し位置を被検査材の表面か
ら４５０〜６５０mm離すとともに、散布する磁粉溶液の
粒子の平均粒径を２００〜３５０μm とすることを特徴
とする（１）記載の磁粉探傷における磁粉模様形成方
法。

【００１５】（６） 被検査材表面の散水用スリット板
を被検査材と散水ノズル間に設けて、被検査材表面への
吹きつけ範囲を限定することを特徴とする（１）記載の
磁粉探傷における磁粉模様形成方法である。

【００１６】以下、本発明の一実施例を用いて手段とそ
の作用を詳細に説明する。図１は、本発明の磁粉探傷装
置を示す。同図において１は角形ビレット等の被検査材
であり、該被検査材１は隣合う被探傷面２が上側となる
姿勢でＶ形搬送ローラ３及びピンチローラ（図示省略）
によりａ矢印方向に数m/min 〜３０m/min程度で搬送さ
れている。４は磁粉液の散布ノズルであり、磁粉液散布
用の励磁コイル５の上方に設置し励磁コイル５で被検査
材１を励磁しながら散布ノズル４より磁粉液を散布す
る。励磁コイル５の後面には余剰磁粉液を除去するため
に散水用の励磁コイル６と励磁コイル６の上方に散水ノ
ズル７を設置する。さらに必要に応じて散水後の水除去
用のエアブローノズル８を設置する。

【００１７】検査材１は励磁コイル５の位置で適当な磁
化力で磁化されると同時に磁粉液の散布ノズル４により
磁粉液を散布される。ここで磁化力は１００〜２００
［Oe］磁粉液散布ノズルからの磁粉液分の散布粒度は２
００〜３５０［μm ］、散布ノズル４と検査材１の距離
は４５０〜６５０［mm］程度にすると同時に散布ノズル
を被検査材の進行方向に対して、６０〜９０［度］に配
置することが最も効果的である。

【００１８】図６に、本発明による磁粉探傷方法におけ
る、磁粉液散布時の磁粉液の粒径と疵部のＳ／Ｎ（疵部
に付着した磁粉の輝度と疵部以外に付着した磁粉の輝度
の比率）の関係を示す。磁粉散布時の磁粉液の粒径が２
００〜３５０［μm ］の時に、疵磁粉模様のＳ／Ｎがピ
ークとなる。

【００１９】磁粉液をミスト状に散布することで疵磁粉
模様のＳ／Ｎを向上させる方法は、文献にて公知（神戸
製鋼技報／vol.38 No.3(1988) ）であるが、本文献で
は、具体的に磁粉液の散布粒度は勿論、散布ノズルと被
検査材との距離や角度等は一切示されておらず、発明者
らは実験により疵磁粉模様のＳ／Ｎがピークとなるこれ
らの条件を知見したものである。

【００２０】励磁コイル５の磁化力により、検査材１の
疵部には漏洩磁束が生じ、磁粉液の散布により、図２に
示すような、磁粉模様を形成する。従来、この磁粉模様
から疵部９を判定しているが、同時に疵部以外に付着し
た磁粉により疵部９と疵部以外の判別がつかず、疵の見
逃しや過検出が起こる。

【００２１】次に、検査材１は散水用の励磁コイル６に
より磁化されると同時に散水ノズル７により水洗浄され
る。ここで磁化力は２００〜４００［Oe］と励磁コイル
５の励磁力の２００［％］程度に強くすることが必要で
ある。これは、図３に示すように疵部９に付着した磁粉
を保持したまま疵部以外に付着した磁粉を水洗浄により
取り除くためであり、励磁力を強くすると同時に、水散
布ノズルの散布粒度は１５０〜３５０［μm ］、散布ノ
ズル７と検査材１の距離は４５０〜６００［mm］程度に
すると同時に散布ノズルを被検査材の進行方向に対して
６０〜９０［度］に配置するのが最も効果的である。

【００２２】従来の特開昭６２−２５２５３号公報では
磁粉液の散布時と余剰磁粉液を除去するための水の散布
時の励磁力が同一であるために、磁粉液の散布時と同等
以上の強さで水を散布しなければ余剰磁粉液の除去は困
難であり、逆に、余剰磁粉液を除去できる水の散布強さ
では表面疵に付着した磁粉をも洗い流してしまう問題点
があり、磁粉模様のＳ／Ｎ向上は期待出来ない。

【００２３】図７には本発明による磁粉探傷方法におけ
る水洗浄時の水の粒径と疵部に付着した磁粉除去率及び
疵部以外に付着した磁粉除去率の関係を示す。水洗浄時
の水の粒径は１５０〜３５０［μm ］より大きければ疵
部以外に付着した磁粉の除去率はほぼ１００［％］であ
る。一方、疵部に付着した磁粉は水の粒径が大きくなる
につれて除去率が大きくなるため、疵部以外に付着した
磁粉の除去率が１００［％］になり、かつ、疵部に付着
した磁粉の除去率が最も小さい１５０〜３５０［μm ］
の水の粒径を使用した場合に疵磁粉模様のＳ／Ｎが最大
となる。

【００２４】図８には磁粉液散布用及び水洗浄用の各ノ
ズル角度と疵磁粉模様のＳ／Ｎの関係を、図９には磁粉
液散布用及び水洗浄用のノズルと検査材の距離と疵磁粉
模様のＳ／Ｎの関係を示す。図８に示すように磁粉液散
布用、水洗浄用共に各ノズルの角度が検査材の進行方向
に対して６０〜９０［度］の場合に疵磁粉模様のＳ／Ｎ
がピークとなる。また、図９に示すように磁粉液散布
用、水洗浄用共に各ノズルと検査材の距離は４５０〜６
５０［mm］の場合に疵磁粉模様のＳ／Ｎがピークとな
る。

【００２５】磁粉液散布用励磁コイル５と散水用励磁コ
イル６は搬送ライン上に連続して設置することで、形成
された疵磁粉模様を乱すことなく、水洗浄が行なえるだ
けでなく、磁粉探傷装置の処理能力もロスが無く十分高
い。

【００２６】また、水洗浄を実施する際には、図４に示
すように散水用ノズル７と検査材１の間に検査材１の特
定部分にのみ散水するための散水スリット板１０を設け
ている。散水スリット板１０を設けることで散水用励磁
コイル６の磁化力の及ぶ範囲にのみ散水することが可能
となり、磁化力のない状態で疵部の磁粉を洗い流すこと
を防止できる。

【００２７】図５に疵部に磁粉液を散布する際の磁化力
と水洗浄時の磁化力の比率と疵磁粉模様のＳ／Ｎ（疵部
分に付着した磁粉の輝度と疵以外の部分に付着した磁粉
の輝度の比率：Ｓ／Ｎが大きいほど疵の認識がしやす
い）の関係を示す。グラフより明かなように水洗浄を行
う際の磁化力を磁粉液を散布する際の磁化力の２００
［％］以上とすることで磁粉模様のＳ／Ｎが著しく向上
する。

【００２８】このような、構成による磁粉探傷装置で疵
検査を行うことで、誤認のない表面疵検査を実現するこ
とができる。また、上記実施例は角鋼の場合を示した
が、丸棒、パイプ等磁粉探傷が可能な材料であれば本発
明の磁粉探傷装置の適用が可能であることはもちろんで
ある。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、磁粉探傷を行うに当り、被検
査材表面の余剰磁粉液を除去するための水の散水時に磁
粉液の散布時より被検査材の励磁力を上げると同時に散
布する水の粒子の粒径を小さくすることで余剰磁粉を完
全に除去できると同時に従来、余剰磁粉と共に除去され
てしまっていた疵部に付着した磁粉を除去することなく
残すことができるため、疵検査を行う際の誤認をなくす
ことができる。以上のように、本発明は産業上極めて優
れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す概要図である。

【図２】従来の疵磁粉模様を示す図である。

【図３】水洗浄時の疵磁粉模様を示す図である。

【図４】水洗浄時に使用する散水スリット板を示す図で
ある。

【図５】磁粉液散布時の磁化力と水洗浄時の磁化力と疵
磁粉模様のＳ／Ｎを示す図である。

【図６】磁粉液散布時の磁粉液の粒径と疵磁粉模様のＳ
／Ｎの関係を示す図である。

【図７】水洗浄時の水の粒径と疵部の磁粉除去率及び疵
部以外の磁粉除去率の関係を示す図である。

【図８】磁粉液散布用及び水洗浄用の各ノズルの角度と
疵磁粉模様のＳ／Ｎを示す図である。

【図９】磁粉液散布用及び水洗浄用の各ノズルと検査材
の距離と疵磁粉模様のＳ／Ｎを示す図でである。

【符号の説明】

１ 被検査材 ２ 被探傷面 ３ Ｖ形搬送ローラ ４ 磁粉液散布ノズル ５ 磁粉液散布用励磁コイル ６ 散水用励磁コイル ７ 散水用ノズル ８ エアブローノズル ９ 疵部 １０ 散水用スリット板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 三敏 北海道室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道 制御システム株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料の磁粉探傷方法において、被検
   査材を磁化しながら磁粉溶液を散布した後、前記磁粉溶
   液の散布時より磁化力を上げた状態で被検査材の表面に
   散水して被検査材の表面疵部の磁粉模様を除いた余剰磁
   粉液を洗い流すことを特徴とする磁粉探傷における磁粉
   模様形成方法。
2. 【請求項２】 金属材料の磁粉探傷装置において、被検
   査材を軸方向に走行させるラインを設け、該ライン上
   に、磁粉液散布を装備し且つ被検査材を磁化する磁化装
   置とその下流側に散水装置を装備し且つ被検査材を磁化
   する磁化装置を連続して配設してなることを特徴とする
   磁粉模様形成装置。
3. 【請求項３】 被検査材の表面へ散布する時の磁化力を
   磁粉溶液をかける時の磁化力より１００〜２００Oe高く
   することを特徴とする請求項１記載の磁粉探傷における
   磁粉模様形成方法。
4. 【請求項４】 被検査材表面への散布時の吹きつけ角度
   を被検査材の進行方向に対して６０〜９０°とし、且つ
   吹き出し位置を被検査材の表面から４５０〜６５０mm離
   すとともに、散水する水の粒子の平均粒径を１５０〜３
   ５０μm とすることを特徴とする請求項１記載の磁粉探
   傷における磁粉模様形成方法。
5. 【請求項５】 被検査材へ磁粉溶液を散布するに当た
   り、吹きつけ角度を被検査材の進行方向に対して６０〜
   ９０°とし、且つ吹き出し位置を被検査材の表面から４
   ５０〜６５０mm離すとともに、散布する磁粉溶液の粒子
   の平均粒径を２００〜３５０μm とすることを特徴とす
   る請求項１記載の磁粉探傷における磁粉模様形成方法。
6. 【請求項６】 被検査材表面の散水用スリット板を被検
   査材と散水ノズル間に設けて、被検査材表面への吹きつ
   け範囲を限定することを特徴とする請求項１記載の磁粉
   探傷における磁粉模様形成方法。