JPH06308116A - 金属材料マクロ組織試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 滑らかな自動搬送系を持ち、精度の高い試験
が行なえ、かつ処理液の循環系を確立する。 【構成】 ストッカ91、リフタ92とフォーク94からなる
搬入装置97、浸漬部11とオーバーフロー部12とからなり
排出パイプ２を処理液加熱槽３と廃液槽４とに連結した
処理装置98、そしてフォーク94とコンベヤ装置93からな
る搬出装置99で構成し、金属試験片を収納したトレイ95
ごと自動搬送し、処理槽１で腐食処理、中和洗浄処理及
び乾燥処理を行なう。処理槽１上方に洗浄液ノズル５と
防錆液ノズル６とを配し、洗浄液はpH値と濃度とを、防
錆液は濃度を自動調整する。処理装置98のドラフト扉内
側には高圧空気吹出ノズル81を設け、この扉外側には微
風ファン82を設置して金属試験片の乾燥を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば鋼材の欠陥検査
や品位判定のために実施されているマクロ組織腐食試験
を自動化して行なう金属材料マクロ組織試験装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属材料、例えば鋼材の欠陥検査
や品位判定のために実施されているマクロ組織腐食試験
(以下、マクロ試験と略する)は、作業の大部分を試験者
に担わせている。金属試験片の検査はもちろん、金属試
験片の腐食処理、中和洗浄処理及び乾燥処理に関しても
作業者が直接手作業で行なうことが多かったのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工場においてマクロ試
験を行なう場合、各種金属試験片を次々と異なった条件
で試験する必要があるが、試験者による作業能率は悪
い。殊に金属試験片の腐食処理の作業能率は低下しがち
で、処理液の蒸気を浴びて試験者の健康が害される恐れ
もある。こうしたことから、マクロ試験における作業の
自動化が要望され、試験者が直接試験装置に接すること
なく試験を実施できるような試験装置が期待されるに至
ったのである。

【０００４】この自動試験装置には次に示す性能が要求
される。第１に、滑らかな搬送系の実現である。作業の
能率を上げるためには、試験装置へ金属試験片を出し入
れする搬送系も自動化しなければならない。そして、自
動化による金属試験片の試験装置への搬入、搬出は連続
的に、かつ滑らかに行なわれて初めて作業能率を上げる
ことができる。

【０００５】第２に、精度の高い試験の実施である。試
験装置は、試験者から離れ自動的に試験を行なうので、
それぞれの試験条件を維持し精度の高い試験を行なう必
要がある。特に金属試験片の洗浄後の水切り、乾燥が重
要である。

【０００６】第３に、処理液の循環系の確立である。鋼
材等の品質検査では処理液を繰り返して使用しても問題
がないので、処理液の再利用を前提として処理液の循環
系と廃液の排出系とを組み合わせた処理槽を作る必要が
ある。本発明は、前記した問題点を解決した金属材料マ
クロ組織試験装置を開発したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その試験装置は、多数の
金属試験片を水切り可能に収納した容器ごとに腐食処
理、中和洗浄処理及び乾燥処理を行なう処理装置と、こ
の処理装置へ複数個の前記容器を自動的に適宜搬入する
搬入装置と、この処理装置から複数個の前記容器を自動
的に適宜搬出する搬出装置とを設けてなる金属材料マク
ロ組織試験装置である。

【０００８】具体的には、多数個の金属試験片を収納し
た網状底面のトレイ95ごとで腐食処理、中和洗浄処理及
び乾燥処理を行なう処理装置98と、ローラコンベヤを多
段に重ねて収納する立体ストッカ91にローラコンベヤを
備えたリフタ92を付設すると共にこのリフタ92脇に所定
高さで設けたフォーク94により前記処理装置98へトレイ
95を搬入する搬入装置97と、前記ストッカ91及びリフタ
92に対して直線的にコンベヤ装置93を配列して前記フォ
ーク94により前記処理装置98からトレイ95を搬出する搬
出装置99とから試験装置を構成すると良い。

【０００９】前述の処理装置98の処理槽１は、金属試験
片の収納された容器を浸す浸漬部11とこの浸漬部11近傍
のオーバーフロー部12とからなり、この処理槽１底面か
らの排出パイプ２を途中で分岐して処理槽１下方の処理
液加熱槽３と廃液槽４とにそれぞれ連結し、前記排出パ
イプ２の分岐点から処理液加熱槽３までに揚液ポンプ32
付きのバイパスパイプ31を設けて、所定位置のバルブに
より流路切換を行なうようにすると良い。処理槽１上方
には洗浄液ノズル５と防錆液ノズル６とを配し、この洗
浄液ノズル５は自動pH調整手段と自動界面活性剤濃度調
整手段とを持つ洗浄液タンク51に連結、この防錆ノズル
は自動防錆剤濃度調整手段を持つ防錆剤供給装置に連結
する構造が良い。

【００１０】また、こうした自動化された金属材料マク
ロ組織試験装置の処理装置98のドラフト扉には、この扉
の内側に高圧空気吹出ノズル81を設け、この扉の外側に
微風ファン82を設置すると、洗浄した金属試験片の乾燥
が行ないやすい。

【００１１】

【作用】本発明の金属材料マクロ組織試験装置の作用に
ついて説明する。搬入装置97は金属試験片の搬入を、処
理装置98はマクロ試験に必要な処理を、そして搬出装置
99は搬出処理を自動的に行ない、複数のマクロ試験が間
断なく連続して行なうようにプログラム制御し、相互に
調和して作動する。異なる試験条件は、プログラムの試
験条件データを適宜変更するだけで対応できるので、試
験者は直接試験装置に触れることなく安全に試験を実施
できる。

【００１２】トレイ95は網目状の底面を持つなどにより
水切り可能で、同一試験条件の複数の金属試験片を収納
し、トレイ全体で一組の被検査体として取扱う。また、
この金属試験片を収納するトレイ95は機械による取扱
い、殊にローラコンベヤやフォークによる搬送が行ない
やすい。

【００１３】搬入装置97は、ストッカ91の各段それぞれ
にトレイ95を載置して待機させる。リフタ92はこのスト
ッカ91の脇部で上下動し、目的のトレイの段のローラコ
ンベヤとリフタ92のローラコンベヤとの高さを合わせて
トレイ95をリフタ92に移動させる。この後、リフタ92は
脇に設けたフォーク94の高さまで上昇し、このフォーク
94にトレイ95を受け渡す。そして、フォーク94がトレイ
95を処理装置98へ搬入する。

【００１４】腐食処理終了後、フォーク94により処理装
置98から搬出されたトレイ95はリフタ92に受け渡され、
搬出装置99のコンベヤ装置93とリフタ92のローラコンベ
ヤの高さを合わせてトレイ95を搬出装置99のコンベヤ装
置93に移動させ搬出する。リフタ92及びフォーク94はト
レイ95の処理装置98への搬入及び搬出において共用で、
試験装置の小型化とトレイの自動搬送における利便性を
図っている。

【００１５】処理槽１は浸漬部11とオーバーフロー部12
とを重ねて一槽とし、試験装置の小型化を可能にする。
排出パイプ２は、処理液の処理槽１への注入流路及び処
理槽１からの排出流路と廃液の処理槽１からの排出流路
の一部を兼ねることで、装置を簡略化できる。この排出
パイプ２を大径にすることで処理液の排出、廃液の排出
が迅速に行なえる。

【００１６】洗浄液ノズル５は洗浄剤を処理槽１上方か
ら散布し、複数の金属試験片96の腐食を均一に満遍なく
中和し、処理液を洗い流す。そのため、洗浄液の供給源
である洗浄液タンク51に自動pH調整手段と自動界面活性
剤濃度調整手段とを備え、安定した中和、洗浄効果を得
る。

【００１７】界面活性剤は洗浄効果を助長させ、洗浄液
の表面張力を小さくする。これにより、送風時に被検面
から洗浄液を飛ばして取り除くことを容易にしたり、処
理槽１内に飛び散った洗浄液の水滴化を防止して被検面
に水滴が付着しないようにするのである。

【００１８】防錆剤ノズルは防錆剤を処理槽１上方から
散布し、腐食処理以後の金属試験片96の腐食の進行を止
め、検査までに被検面に乾燥ムラができたり、錆が発生
するのを防止する。

【００１９】高圧空気吹出ノズル81は、金属試験片上方
から高圧空気を吹きつけることで洗浄液を吹き飛ばし、
被検面を均一に乾燥させる。処理後の金属試験片は、吹
出ノズル下方でフォーク94がトレイ95をゆっくりと搬出
するので、被検面の十分な乾燥を行なうことができる。

【００２０】ドラフト扉外側の微風ファン82は、前述の
高圧空気吹出ノズル81に続いてトレイ95に送風すること
で金属試験片96の乾燥を完全なものにする。この微風フ
ァン82はこのほかにドラフト扉周囲に付着した洗浄液を
乾燥させたり、トレイ95に残る洗浄液が蒸発して金属試
験片に付着してシミを作らなせいようにしたりする。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のマクロ組織試験装置の実施例
について図を参照しながら説明する。図１は、搬入装置
であるストッカ、リフタ、処理槽と搬出装置であるロー
ラコンベヤを横並びに配列した装置構成の正面図、図２
は同平面図、図３は処理槽と処理液加熱槽、廃液槽との
構成図、図４は処理槽と洗浄液ノズル、防錆液ノズルと
の構成図であり、そして図５は高圧空気吹出ノズルと微
風ファンとの装置構成の側面図である。

【００２２】装置構成は、図１及び図２にみられるよう
に、ストッカ91、リフタ92そしてコンベヤ装置93を直線
上に配列している。ストッカ91は、腐食しないＦＲＰ製
のトレイ95を載置できるローラコンベヤを多段に重ね、
それぞれに金属試験片96を収納したトレイ95を載置して
待機させる。リフタ92はそのすぐ脇部で上下動し、試験
を実施するトレイの段に上面のローラコンベヤを合わせ
ると、ローラコンベヤがトレイ95を移動させリフタ92に
トレイ95を受け渡す。このトレイ95の移動は、ローラコ
ンベヤに組み込まれた駆動ローラによる。

【００２３】トレイ95を受け取ったリフタ92はフォーク
94の設置した高さまで上昇し、処理槽１のドラフト扉よ
りフォーク94が前方(図１では手前、図２では下方)に伸
びてトレイ95を受け取る。そしてリフタ92が下降し待機
状態となり、フォーク94が後退することによりトレイ95
を処理槽１へ運んだ後に処理槽１のドラフト扉は閉じら
れ、フォーク94はトレイ95を処理槽１へ載置する。

【００２４】腐食処理が終了すると処理液は処理槽１か
ら急速排出され、フォーク94がトレイ95を持ち上げる。
この状態で洗浄液ノズル、防錆液ノズルを作動させ、処
理槽１を受槽としてトレイごと金属試験片を洗浄する。
洗浄処理が終わると高圧空気吹出ノズル81を作動させ、
乾燥処理を始める。

【００２５】図５にみられるように、高圧空気吹出ノズ
ル81を作動させた状態でドラフト扉が開いて、フォーク
94が前進してリフタ92へトレイ95を運び、リフタ92がフ
ォーク94高さまで上昇してトレイ95を受け取る。リフタ
92上面のローラコンベヤにトレイ95を載置したフォーク
94が処理槽１内へ後退すると、リフタ92は搬出装置99の
コンベヤ装置93の高さまで下降し、今度はこのコンベヤ
装置93へトレイ95を受け渡す。ドラフト扉が開いてトレ
イ95をコンベヤ装置93へ受け渡すまでの間、トレイ95に
微風ファン82からの風が吹き付けて金属試験片を完全に
乾燥させる。コンベヤ装置93への受け渡しもローラコン
ベヤの駆動ローラによる。

【００２６】装置全体の作動順序はこのように全く試験
者を介在せず、全てコンピュータによるプログラム制御
により行なうことができる。これにより試験者は安全で
正確に、かつ連続してマクロ試験を行なえるので非常に
能率的である。

【００２７】本発明の試験装置は、処理液を処理槽１と
処理液加熱槽３との間を循環させて再使用する。本実施
例ではこの処理液として塩酸を使用している。こうした
機能と共に高い精度のマクロ試験を自動的に行なう各装
置について説明する。

【００２８】試験装置の小型化と塩酸及び廃液を迅速に
循環、処理するために、図３のように、本実施例は一
槽、二重構造の鋼心のＦＲＰ製の処理槽１を採用し、排
出パイプ２は大きな径50Ａ(外径60.5mm)以上のパイプを
途中で分岐したものを用い、１本のパイプを処理液の注
入及び排出、廃液の排出の流路に兼用している。処理槽
１は金属試験片96を浸す浸漬部11と余剰で浸漬部11から
溢れ出た塩酸を受けるオーバーフロー部12からなり、溢
れた塩酸はオーバーフロー部12と処理液加熱槽３を結ぶ
リターンパイプ13を通して戻す。

【００２９】排出パイプ２は、分岐点より処理液加熱槽
３側に共用弁22、排出弁21を設けて流路の切換を行な
う。共用弁22と排出弁21の間の排出パイプ２から処理液
加熱槽３までにバイパス弁33を設けた揚液ポンプ32付き
バイパスパイプ31を連結し、処理液の処理槽１への注入
を行なう。排出パイプ２を分岐した排出パイプ41に廃液
槽４を連結し、介在する廃液弁42により流路を開閉す
る。処理液加熱槽３、廃液槽４共に漏洩による事故防止
のためのセンサを取付け、自動処理における安全性を向
上させている。

【００３０】処理液の処理槽１への注入は、共用弁22を
開、排出弁21を閉とし、バイパス弁33を開き廃液弁42は
閉じておく。処理液加熱槽３−バイパスパイプ31−排出
パイプ２−処理槽１の順に流路を作り、揚液ポンプ32に
より処理液を押し上げるようにして処理槽１に注入す
る。

【００３１】処理液の処理槽１からの排出は、共用弁22
を開、排出弁21を開とし、バイパス弁33も開いて廃液弁
42のみ閉じておく。処理槽１−排出パイプ２−処理液加
熱槽３の流路を形成する。揚液ポンプ32は、処理液注入
時にパイプ内の空気を追い出すことで排出パイプ２内の
空気溜りを防止し、自然落下による処理液の急速な処理
槽１からの排出を行なわせる。

【００３２】洗浄液等の廃液の処理槽１からの排出は、
共用弁22を閉とし、廃液弁42を開として処理槽１−排出
パイプ41−廃液槽４の流路を形成し、廃液を処理槽１か
ら廃液槽４に排出する。

【００３３】処理液加熱槽３には、処理液を70℃以上に
加熱するための耐熱及び耐食樹脂製の蒸気吹出ノズル34
を備えている。流量を制御された蒸気の吹出しによる加
熱は処理液を急速、かつ設定温度に正確に加熱できるの
で試験精度を向上させることができる。

【００３４】次に、金属試験片96の洗浄を常に均一に行
なうため、図４のように、腐食した金属片の中和、洗浄
を行なう洗浄液と防錆を行なう防錆液とを自動的に調
合、生成するようにしている。それぞれの液はノズルに
より処理槽１上方から金属試験片96に向けて満遍なく散
布する。

【００３５】洗浄液はアルカリ性洗浄剤に界面活性剤を
加えたもので、洗浄剤タンク52より供給される洗浄剤を
洗浄液タンク51で90℃の温水７で希釈し、同時に界面活
性剤タンク53から供給される界面活性剤を添加する。洗
浄液タンク51にはpHセンサ54を取付け、洗浄液のアルカ
リ度をpH値８〜11の間で設定、保持できるようにしてい
る。また、最良の洗浄効果を得るために、界面活性剤の
添加量を洗浄液の使用量に応じて常時変更、決定して最
適な洗浄液を自動生成する。防錆液は、防錆剤タンク61
から供給される防錆剤に前記同様90℃の温水７を加えて
使用する。この防錆剤の希釈は、前述の洗浄剤同様自動
的に決定する。

【００３６】中和洗浄処理に続く金属試験片の乾燥処理
は大変重要で、水滴が金属試験片96に付着しないように
気を付けなければならない。このために、図５のよう
に、ドラフト扉内側に高圧空気吹出ノズル81、ドラフト
扉外側に微風ファン82が設けられ、ドラフト扉上縁には
可動式の水滴落下防止具83を設けている。高圧空気吹出
ノズル81は主に金属試験片96に吹き付けて洗浄液を飛ば
し乾燥させ、微風ファン82は主に金属試験片96の完全な
乾燥を行なう。

【００３７】水滴落下防止具83は、最も水滴が形成され
やすく、また落下しやすいドラフト扉上縁を下方から覆
い、万一の金属試験片96への水滴落下を防止する。この
水滴落下防止具83は、金属試験片96の処理槽１への搬
入、搬出時にドラフト扉上縁に位置し、そのほかの時は
邪魔にならないように回動して回避する。微風ファン82
は、この水滴落下防止具83の乾燥も行ない、防止具に溜
る水滴を乾かして決して落下させないようにする。

【発明の効果】

【００３８】本発明のマクロ組織試験装置は以下に示す
効果がある。第１に作業能率の向上である。これまでの
作業者による手作業の試験に比べ、異なる試験条件でも
連続して行なえるほか、従来の試験装置よりも短時間で
同一処理を行なうことができ、しかも水滴の付着や乾燥
ムラ等を低減でき精度の高い試験を保証できる。これ
は、金属試験片の検査も容易にするのでマクロ試験全体
の作業能率も向上できる。

【００３９】第２に安全性の向上である。各装置はプロ
グラムによる自動制御により、確度が高く信頼できる試
験を安定して維持できるため試験装置の不具合が低減で
きるが、そのほかに試験装置近辺より試験者を遠ざける
ので人的災害も低減できる。このことは、災害に至らな
い試験者の健康阻害をも防止する意味を持ち、極めて衛
生的にマクロ試験を行なうことができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマクロ組織試験装置の実施例の装置構
成の正面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】処理槽と処理液加熱槽、廃液槽との構成図であ
る

【図４】処理槽と洗浄液ノズル、防錆液ノズルとの構成
図である。

【図５】高圧空気吹出ノズルと微風ファンとの装置構成
の側面図である。

【符号の説明】

１ 処理槽 ２ 排出パイプ ３ 処理液加熱槽 ４ 廃液槽 ５ 洗浄液ノズル ６ 防錆液ノズル 11 浸漬部 12 オーバーフロー部 31 バイパスパイプ 32 揚液ポンプ 51 洗浄液タンク 81 高圧空気吹出ノズル 82 微風ファン 91 ストッカ 92 リフタ 93 コンベヤ装置 94 フォーク 95 トレイ 97 搬入装置 98 処理装置 99 搬出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 管惣 茂雄 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会 社神戸製鋼所内 (72)発明者 阪本 光志 岡山県倉敷市中畝６丁目７番地５号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数個の金属試験片を水切り可能に収納
   した容器ごとに腐食処理、中和洗浄処理及び乾燥処理を
   行なう処理装置と、該処理装置へ複数個の前記容器を自
   動的に適宜搬入する搬入装置と、該処理装置から複数個
   の前記容器を自動的に適宜搬出する搬出装置とを設けて
   なる金属材料マクロ組織試験装置。
2. 【請求項２】 多数個の金属試験片を収納した網状底面
   のトレイ95ごとで腐食処理、中和洗浄処理及び乾燥処理
   を行なう処理装置98と、ローラコンベヤを多段に重ねて
   収納する立体ストッカ91にローラコンベヤを備えたリフ
   タ92を付設すると共に該リフタ脇に所定高さで設けたフ
   ォーク94により前記処理装置98へ前記トレイ95を搬入す
   る搬入装置97と、前記ストッカ91及びリフタ92に対して
   直線的にコンベヤ装置93を配列して前記フォーク94によ
   り前記処理装置98から前記トレイ95を搬出する搬出装置
   99とで構成してなる金属材料マクロ組織試験装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の処理装置98
   の処理槽１が金属試験片96の収納された容器を浸す浸漬
   部11と該浸漬部近傍のオーバーフロー部12とからなり、
   該処理槽底面からの排出パイプ２を途中で分岐して処理
   槽１下方の処理液加熱槽３と廃液槽４とにそれぞれ連結
   し、前記排出パイプ２の分岐点から処理液加熱槽３まで
   に揚液ポンプ32付きのバイパスパイプ31を設け、所定位
   置のバルブにより流路切換を行なうようにしてなる金属
   材料マクロ組織試験装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の処理装置98
   は、洗浄液ノズル５と防錆液ノズル６とを処理槽１上方
   に配し、該洗浄液ノズルは自動pH調整手段と自動界面活
   性剤濃度調整手段とを持つ洗浄液タンク51に連結し、該
   防錆液ノズルは自動防錆剤濃度調整手段を持つ防錆剤供
   給装置に連結してなる金属材料マクロ組織試験装置。
5. 【請求項５】 処理装置98のドラフト扉には、該扉の内
   側に高圧空気吹出ノズル81を設け、該扉の外側に微風フ
   ァン82を設置してなる金属材料マクロ組織試験装置。