JPH07113787A - 磁粉探傷用検査液中の磁粉濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁粉探傷試験において、使用する磁粉液の濃
度測定を、大掛かりな装置を要することなく、試験作業
の環境条件の制約を受けることなく、精度よく、迅速且
つ簡便に行なう。 【構成】 金属材料等を磁粉探傷するための、検査液中
に懸濁する磁粉濃度を測定する装置であって、標準試験
片に、既知濃度の検査液を適用することによって形成さ
れた磁粉模様を表示する部分と、被検査液中の磁粉濃度
を測定する部分とからなり、前記表示部分は、一定の磁
化条件を備えた磁石と、前記標準試験片と、前記磁粉模
様とからなる組み合わせを少なくとも２セット有し、前
記測定部は、前記既知濃度の表示部分に用いられる磁石
および前記標準試験片と同一条件のものからなる、未知
濃度の測定セットを、少なくとも１セット有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属材料およびその
製品を磁粉探傷するための検査液中に懸濁する磁粉濃度
を、簡便且つ正確に測定する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属材料およびその製品等を、湿式法の
磁粉探傷試験方法によって検査する場合、前記金属材料
およびその製品等の欠陥は、試験品の欠陥等に、検査液
中の磁４を容易に到達させ（以下、試験品に磁粉を適用
するという）て、試験品の欠陥等によって生じる磁束漏
洩部分に磁粉が集まってできる模様（以下、磁粉模様と
いう）を、所定の方法によって観測することによって行
われる。その場合、検査液中の磁粉分散濃度（以下、磁
粉濃度という）は、試験品の疵の見え方、即ち、試験品
から得られる磁粉模様およびそれから得られる情報に影
響を及ぼすので、試験作業前に磁粉濃度を正確にチェッ
クする必要がある。

【０００３】現在では、製品の微細な疵まで検出するこ
とができるようにするため、磁粉探傷用に用いられてい
る磁粉の微細化、および、分散媒（灯油または水等）に
懸濁させた磁粉ができるだけ沈殿しないようにし、か
つ、均一に懸濁させるための各種の分散剤（例えば、中
性界面活性剤として亜硝酸アンモン、ポリオキシエチレ
ンおよびアルキルアリル系等、中性消泡剤としてシリコ
ン、および、防錆剤として炭化水素および亜硝酸塩を含
有させた分散剤がある）に関する技術が進歩した。

【０００４】これに対して、磁粉探傷用の検査液中の磁
粉濃度の測定方法として、ASTMに規定されている方法、
即ち、磁粉を懸濁させた磁粉液（検査液）を良く攪拌
し、磁粉液の規定量( 100ml)を沈殿管に採取し、沈殿管
スタンドに立てかけて30分間経過後、沈殿管の底部に沈
殿した磁粉の量を目視で測定する方法がある。

【０００５】また、磁粉液中の磁粉を磁石で吸着・採取
し、輝度を測定し、これと基準蛍光体の輝度との相対輝
度を測定して、磁粉濃度を測定する方法が、実開昭63-7
0076号公報に開示され( 以下、先行技術1 という）、試
験品の蛍光磁粉模様に光を照射し、磁粉模様から発光さ
れた光を光検出装置で測定して、磁粉濃度を測定する方
法が、特開昭57-61944号公報に開示され( 以下、先行技
術2 という）、そして、実開昭56-21750号公報には、磁
粉液自身の光学的吸収を利用した反射式磁粉濃度計によ
って磁粉濃度を測定する方法が、実開昭56-21750号公報
に開示されている( 以下、先行技術3 という) 。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁粉液
中の磁粉の平均粒径が、例えば、2 〜3 μm の場合に
は、ASTM法により磁粉溶液を沈殿管に立てかけて30分間
経過しても、懸濁させた磁粉の一部しか沈殿しないの
で、懸濁する磁粉量を正確に測定することができない。
また、磁粉液中の磁粉濃度の測定は、磁粉探傷試験の作
業前に必ず実施することが必要であるから、ASTM法によ
るときは磁粉探傷試験作業を開始するまでに余分な時間
がかかり効率的でない。また、試験作業の環境条件如何
によりガラス製沈殿管が破損したり、あるいは器具が振
動を受けて磁粉濃度の測定が困難な場合がある。

【０００７】先行技術1 の方法は、磁粉探傷試験工程
が、生産工程の一部としてオンライン化されているよう
な場合には有利であるが、輝度測定装置や配管等で設備
が大型化する。従って、どんな作業環境にでも対応し、
正確に且つ簡便に、磁粉濃度を測定することができな
い。先行技術2 の方法は、磁石を有する予め準備された
合成樹脂製円筒内の所定の疵が加工された低炭素鋼片、
および、試験体に付着した磁粉から発する光強度を検出
装置で検出し、これより磁粉濃度を測定するものであ
り、磁粉液中の磁粉濃度が低下した場合のみを前提とし
た試験方法である。従って、磁粉濃度測定の目的の汎用
性にに欠けており、また、光強度検出装置等の設備が必
要であり、建設現場等においてこのような設備を得るこ
とが困難なところでは採用することができない。先行技
術3 の方法は、磁粉液の光学的吸収を利用した反射式磁
粉濃度計によって磁粉濃度を測定するものであるため
に、磁粉液中の磁粉濃度を直接的に、蛍光輝度等によっ
て検査員が識別することができず、操作が煩雑である。

【０００８】上述したように、従来の磁粉探傷試験用検
査液の磁粉濃度の測定方法には、試験設備が大掛かりで
あったり、また、試験を行なう場所の環境によって正確
な測定が困難である等の問題点があった。

【０００９】この発明の目的は、上述した問題を解決
し、試験作業の環境条件に左右されず、どの様な場所に
おいても正確に、迅速且つ簡便に測定することができ
る、磁粉探傷用検査液中の磁粉濃度測定装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の磁粉濃度測定
装置は、一定の疵を持った一定の標準試験片に、数種の
濃度既知の磁粉液を適用して、数種の磁粉模様を予め形
成させておき、一方、前記一定の疵を持った一定の前記
標準試験片に、濃度未知の測定しようとする磁粉液を適
用して磁粉模様を形成させ、このようにして得られた磁
粉模様と前記数種の磁粉模様とを目視で比較することに
よって、前記濃度未知の磁粉液の濃度を測定するもので
ある。

【００１１】即ち、この発明は、金属材料およびその製
品を磁粉探傷するための検査液中に懸濁する磁粉濃度を
測定する装置であって、一定の人工疵を有する標準試験
片に、前記磁粉濃度が既知である前記検査液を適用する
ことによって、予め形成された磁粉模様を有する、既知
濃度表示部と、前記検査液中の前記磁粉濃度を測定する
ための、未知濃度測定部とからなり、前記既知濃度表示
部は、一定の磁化条件を備えた磁石と、前記磁石の上表
面に重ねて固定された前記標準試験片と、経時変化しな
いように固定された前記磁粉模様とからなる既知濃度表
示セットを、少なくとも２セット有し、更に、前記磁粉
模様は、前記既知濃度表示セットの前記磁石および標準
試験片を、前記磁粉濃度が既知であって各々異なった前
記検査液に一定時間浸して形成したものであり、そし
て、前記未知濃度測定部は、前記既知濃度表示セットに
用いられる前記磁石および前記標準試験片と同一条件
の、前記磁石と前記標準試験片とからなる未知濃度測定
セットを、少なくとも１セット有することに特徴を有す
るものである。

【００１２】次に、前記既知濃度表示部および前記未知
濃度測定部が、非磁性材料からなる１枚の板状体に配設
されていること、または、前記既知濃度表示部および前
記未知濃度測定部が、非磁性材料からなる、２枚の板状
体に各々別個に配設されていることに特徴を有するもの
である。

【００１３】

【作用】この発明の装置の既知濃度表示部は、磁石、標
準試験片および磁粉模様の組み合わせ（以下、既知濃度
表示セットという）の少なくとも２つからなり、各磁粉
模様は、既知濃度であって複数の異なる濃度の磁粉液か
ら既知濃度表示セットの磁石と標準試験片とによって形
成されたものである。一方、測定しようとする未知濃度
の磁粉液として、既知濃度表示セットの磁粉模様の形成
に使用したものと同じ磁粉特性（磁粉の材質、粒度、形
状）および分散剤からなる磁粉液を使い、しかも、既知
濃度の磁粉模様を形成したときと同じ条件（磁石、標準
試験片、磁粉液への未知濃度測定セットの浸漬時間）で
磁粉模様を形成させる。未知濃度の磁粉濃度を、予め、
前記複数の既知濃度磁粉液の磁粉濃度範囲内に入るよう
に設定しておけば、未知濃度の磁粉液から形成される磁
粉模様にもっとも類似した既知濃度を知ることによって
磁粉濃度を測定することができる。

【００１４】上述したように、未知濃度の磁粉液の磁粉
濃度を測定するためには、未知濃度の磁粉液によって作
られる磁粉模様は、濃度既知の磁粉液により作られた磁
粉模様と同一条件で作られることが必要である。よっ
て、未知濃度測定セットの磁石および標準試験片は、既
知濃度表示セットの磁石および標準試験片と同一の性質
・状態のものであることが必要である。即ち、標準試験
片の疵の部分に形成される磁束漏洩状態を一定にするこ
とが必要であり、そのために、標準試験片としては、同
一の形状・寸法で同一状態の疵を有していること、磁石
は同一性能で同一形状・寸法のものであること、およ
び、磁石と標準試験片との配置の仕方が同一であり、磁
石と標準試験片とを磁粉液に浸漬する時間、または、標
準試験片に磁粉液をかける方法を同一とすること、ま
た、磁粉液中の磁粉特性、分散剤および分散媒も同一で
あること、即ち、既知濃度表示セットの磁粉模様と未知
濃度測定セットの磁粉模様とは、同一磁化条件、同一標
準試験片および同一磁粉条件の下で形成されたものであ
ることが必要である。

【００１５】既知濃度表示部の磁粉模様は、未知濃度の
磁粉模様と比較される時点まで、物理的または化学的要
因等によって変化しないことが必要である。従って、既
知濃度表示部の磁粉模様に、経時変化が起こらないよう
な処理を施しておくことが必要である。例えば、透明な
合成樹脂等をコ−テイングし磁粉模様を固定しておくこ
とが必要である。

【００１６】また、磁粉探傷試験を行なう作業環境が狭
隘であったり、作業場所を移動させなければならないよ
うな場合等にも迅速に正確な試験を行なうことができる
ようにするために、既知濃度表示部と未知濃度測定部と
を、非磁性体材料からなる１枚の板状体に固定・配置し
てもよく、または、既知濃度表示部と未知濃度測定部と
を、非磁性材料からなる、２枚の板状体に各々別個に固
定・配置してもよい。なお、板状体の材質は、軽量で耐
腐食性の合成樹脂が望ましい。更に、既知濃度表示セッ
トおよび未知濃度測定セットは、いずれもセット毎に非
磁性体材料からなる１枚の板状体に固定・配置してもよ
い。

【００１７】

【実施例】この発明の装置の実施例を、図面を参照しな
がら説明する。 (実施例1)図１は、この発明の実施態様の１例を示す概
略斜視図である。アクリル樹脂板1 の一方側の表面に
は、４つの既知濃度表示セットA からなる既知濃度表示
部が、その他方側の表面には、１つの未知濃度測定セッ
トB からなる未知濃度測定部が固定・配置されている。
図２は、図１のP-P 線断面における、既知濃度表示セッ
トの縦断面であり、図３は、図１のQ-Q 線断面におけ
る、未知濃度測定セットの縦断面である。

【００１８】4 つの既知濃度表示セットA の各々は、ア
クリル樹脂板1 の表面下に平行に埋め込まれた、磁場強
さが270Gで寸法が20mmφ、厚さ4.0 mmの平板状磁石2
と、磁石2 の上に平行に接着された一定の人工疵を有す
る標準試験片3 (JISG0565,A1-15/50) と、そして、標準
試験片3 に形成された磁粉模様4 とからなっている。磁
粉模様4 の各々は、JIS 規格で指定された方法によって
調製された、下記条件の4 種の濃度の磁粉液( 検査液)
を調製し、4 種の濃度の磁粉液の各々を4 つの標準試験
片3 の各々に適用して形成されている。各々の磁粉模様
4 の表面には透明な合成樹脂被膜が薄くコ−テイングさ
れている。 磁粉液条件: 磁粉 :SY8000S(栄進化学株式会社製, 蛍光磁粉 )、 分散剤 :ブレンデックス、 分散媒 :水、 磁粉液濃度 :0.1 g/l 、0.2 g/l 、0.3 g/l 、0.4 g/l
の4 種。

【００１９】1 つの未知濃度測定セットB は、既知濃度
表示セットA に用いられている平板状磁石2 および標準
試験片3 と同じ性能および形状のものが同じ状態でアク
リル板1 表面に埋め込まれており、標準試験片3 の上表
面はアクリル板1 表面と同一面内にある。

【００２０】一方、磁粉濃度を測定しようとする磁粉液
( 被測定磁粉液) は、既知濃度表示セット Aの磁粉模様
4 を形成するのに用いた磁粉および分散剤・分散媒と同
じ規格および物質を、JIS 規格で指定された方法によっ
て調製したものであり、所定の容器内に収容されてい
る。この被測定磁粉液の中に、既知濃度表示セット Aの
磁粉模様4 を形成したときと全く同じように、磁粉濃度
測定装置全体を静かに浸漬し、既知濃度表示部に記載さ
れた浸漬時間と同じ時間、例えば５秒静止させた後静か
に引き揚げ、未知濃度測定セットB の表面に吸着した磁
粉に触れないようにするとともに、既知濃度表示セット
A の表面に吸着した磁粉を布で拭き取る。このようにし
て、未知濃度測定セットB の表面に被測定磁粉液によっ
て形成された磁粉模様と、既知濃度表示セットA の表面
に予め形成されていた磁粉模様4 とを、ブラックライト
の照明下において肉眼で比較し、前者の磁粉模様が、後
者の4 つの磁粉模様4 のどの磁粉模様4 に最も近いかを
判定することによって、被測定磁粉液の磁粉濃度を測定
した。

【００２１】なお、既知濃度表示セットA および未知濃
度測定セットB を固定・配置する板状体の材質は、アク
リル樹脂板1 に限定されず、非磁性材料であればよく、
更に、望ましくは磁粉液に対して耐腐食性であるものが
よい。また、前記板状体は、既知濃度表示部用と未知濃
度測定部用との2 枚に分かれていてもよく、また、各既
知濃度表示セット毎、および、各未知濃度測定セット毎
に、セットの総数枚に分かれていてもよく、磁粉探傷試
験作業の環境条件等に応じて便宜な形態に決めることが
できる。

【００２２】(実施例2)既知濃度表示セットの作成例に
ついて述べる。図1 および2 に示した実施例1 と同じよ
うに、磁石2 および標準試験片3 のセトを準備し、表1
の実験No.1〜4 に示す、磁化条件、標準試験片および磁
粉液条件で、各々の既知濃度表示セット毎に、既知濃度
の磁粉液に浸漬し、磁粉模様を形成させ、このようにし
て作成された磁粉模様にブラックライトをあてて、肉眼
で磁粉模様の見え方を観測し、磁粉模様の明瞭度を試験
した。表2 に、実験No.1〜4 の各々について、磁粉濃度
が、0.1 、0.2 、0.3 および0.4g/lの4 種の磁粉液に対
応する磁粉模様の明瞭度の判定結果を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】表1 および2 から明らかなように、本発明
の既知濃度表示セットの磁石および標準試験片を数秒間
磁粉液に浸漬することによって、磁粉濃度について、0.
1g/l分解能が得られる。従って、被測定磁粉液と同じ磁
粉種類および分散媒を用い、被測定磁粉液の推定磁粉濃
度を挟んで、0.1g/l間隔の既知濃度表示セットを作成し
ておけば、被測定磁粉液の磁粉濃度を0.1g/lの精度で知
ることができる。従って、本発明の磁粉濃度測定装置を
使用することによって、磁粉探傷試験の開始前等におい
て行なう磁粉液の磁粉濃度測定( チェック) を、0.1g/l
の精度ですることができる。なお、既知濃度表示セット
および未知濃度表示セットの磁石の形態としては、平板
状（円板状を含む）磁石に限定されず、直方体状磁石ま
たは直方体状磁石を線型に連結したものでもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、この発明を用いれ
ば、磁粉探傷試験の開始前等において行なう磁粉液の磁
粉濃度測定( チェック) を、試験場所の環境条件による
制約条件を殆ど受けることなく、大掛かりな装置を要す
ることなく、精度よく、迅速且つ簡便に行なうことがで
きる、工業上有益な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施態様の１例を示す概略斜視図で
ある。

【図２】図１のPP線断面における、既知濃度表示セット
の縦断面図である。

【図３】図１のQQ線断面における、未知濃度測定セット
の縦断面図である。

【符号の説明】

1 アクリル樹脂板、 2 平板上磁石、 3 標準試験片、 4 磁粉模様、 A 既知濃度表示セット、 B 未知濃度測定セット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料およびその製品を磁粉探傷する
   ための、検査液中に懸濁する磁粉濃度を測定する装置で
   あって、 一定の人工疵を有する標準試験片に、前記磁粉濃度が既
   知である前記検査液を適用することによって、予め形成
   された磁粉模様を有する、既知濃度表示部と、前記検査
   液中の前記磁粉濃度を測定するための、未知濃度測定部
   とからなり、 前記既知濃度表示部は、一定の磁化条件を備えた磁石
   と、前記磁石の上表面に重ねて固定された前記標準試験
   片と、経時変化しないように固定された前記磁粉模様と
   からなる既知濃度表示セットを、少なくとも２セット有
   し、更に、前記磁粉模様は、前記既知濃度表示セットの
   前記磁石および標準試験片を、前記磁粉濃度が既知であ
   って各々異なった前記検査液に一定時間浸して形成した
   ものであり、そして、 前記未知濃度測定部は、前記既知濃度表示セットに用い
   られる前記磁石および前記標準試験片と同一条件の、前
   記磁石と前記標準試験片とからなる未知濃度測定セット
   を、少なくとも１セット有することを特徴とする、磁粉
   探傷用検査液中の磁粉濃度測定装置。
2. 【請求項２】 前記既知濃度表示部および前記未知濃度
   測定部は、非磁性材料からなる１枚の板状体に配設され
   た、請求項１に記載の磁粉探傷用検査液中の磁粉濃度測
   定装置。
3. 【請求項３】 前記既知濃度表示部および前記未知濃度
   測定部は、非磁性材料からなる、２枚の板状体に各々別
   個に配設された、請求項１に記載の磁粉探傷用検査液中
   の磁粉濃度測定装置。