JPH09304349A - 湿式磁粉探傷方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湿式磁粉探傷において、余剰の磁粉液を鋼材Ａ
の全周にわたって確実に排除し、この鋼材Ａの上下面全
周を同時に磁粉探傷可能とする。 【解決手段】鋼材Ａの周囲に空気噴出ノズル２５を配置
し、その噴出孔からの噴流と鋼材表面との衝突位置の周
方向の配置間隔をこの噴出孔から噴出する噴流によって
形成される液排除領域４７の径より小さい間隔に設定
し、この鋼材Ａの表面の全周にわたって連続した液排除
領４７を形成して全周にわたって余剰の磁粉液を排除す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に蛍光体を被
着した磁粉または蛍光体と磁性体とを混合した蛍光磁粉
や着色磁粉等の磁粉を分散媒液に分散させた磁粉液を磁
界中でビレット等の鋼材の表面に散布し、この磁粉をこ
の鋼材の欠陥部に保持させて探傷をなす湿式磁粉探傷方
法および装置に関する。さらに特定すれば、本発明は上
記の鋼材を水平の姿勢で長手方向に搬送するとともに、
その表面の上面および下面の全周を同時に検査すること
ができ、検査に際してこの鋼材の上下を反転させる必要
のない湿式磁粉探傷方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ビレットまたはその他の鋼材
の欠陥を検査する方法として、たとえば蛍光磁粉を用い
た磁粉探傷方法がある。この磁粉探傷方法は、この鋼材
に磁界を作用させ、その欠陥部に漏洩磁界を発生させる
とともに、この鋼材の表面に蛍光磁粉を供給し、この蛍
光磁粉をこの漏洩磁界によってこの欠陥部に保持させる
ものである。この蛍光磁粉は、磁性体からなる磁粉の表
面に蛍光体が被着されたもの、または蛍光体と磁性体を
混合した材料からなる磁粉であり、この蛍光磁粉を供給
し、余剰の蛍光磁粉を除去した後に紫外線を照射するこ
とによりこの蛍光磁粉から蛍光を放射させ、目視または
テレビカメラ等の光学検出装置によりこの蛍光磁粉すな
わち欠陥を検出する。

【０００３】このような磁粉探傷方法として、湿式磁粉
探傷方法がある。この湿式磁粉探傷方法は、上記の蛍光
磁粉を分散媒、たとえば水に懸濁させ、この磁粉液を鋼
材の表面に散布し、この磁粉液の流動によってこの蛍光
磁粉を移動させて欠陥部に保持させるものである。この
ような湿式磁粉探傷は、鋼材の欠陥部での蛍光磁粉の保
持効率が高く、一般的に多く採用されている。

【０００４】ところで、この鋼材は長尺のものが多いの
で、一般にはこの鋼材を略水平の姿勢でその長手方向に
移動させながら上記のような探傷をおこなう。この場合
に、上記の湿式磁粉探傷方法では、この鋼材の表面の下
側部分には、磁粉液が水滴等となって付着して残り、検
査の際にこの残留磁粉液中の蛍光磁粉からの蛍光がノイ
ズとなり、検査精度が大幅に低下する。このため、従来
の方法では、鋼材の表面のうち上面側の半分の部分を磁
粉探傷した後、この鋼材を反転させて下面部分を上向き
にして再度の磁粉探傷をしていた。

【０００５】しかし、このような方法では、重量の大き
い鋼材を反転させる機構が必要となり、また磁粉探傷装
置を鋼材の搬送方向に直列に２台設置しなければなら
ず、設備が大規模になるとともに、その設置面積も大き
くなる。さらに、１個の鋼材に対して２回の磁粉探傷を
行わなければならず、作業能率が低下する。また、この
ような方法では、散布した磁粉液の余剰液の排除は重力
による自然流下に頼っていたため、能率が低下するとと
もに、鋼材の断面形状がたとえば四角形やその他の異形
断面の場合には、その稜や隅部に磁粉液が残留し、上記
のようなノイズとなり、欠陥の検出の障害になる等の不
具合があった。

【０００６】このような不具合を解消するためには、水
平の姿勢で長手方向に搬送される鋼材の上下側面の全周
を同時に磁粉探傷するいわゆる全周同時探傷を行うこと
が望ましい。

【０００７】このような全周同時探傷をおこなうには、
この鋼材の上側部分と同時に下側部分に付着している余
剰の磁粉液も除去しなければならないが、従来は上述の
ようにこの余剰の磁粉液の除去を重力による自然流下に
頼っていたため、下側部分の余剰の磁粉液の水滴等を除
去することができない。また、従来から、このような重
力による自然流下に加えて、この鋼材の表面に沿って空
気流を流し、これにより余剰の磁粉液の除去を促進する
こともなされているが、このような空気流を併用しても
下側部分の余剰の磁粉液を完全には除去することができ
なかった。

【０００８】また、この下側部分の余剰の磁粉液を拭き
取る等の機械的な手段で除去することも考えられるが、
このような機械的な除去手段では、欠陥部に保持されて
いる磁粉も除去されてしまうため、採用することができ
ない。

【０００９】また、このような全周同時探傷を実現する
別の手段としては、乾式磁粉探傷が考えられる。この乾
式磁粉探傷は、たとえば上記のような蛍光磁粉を分散媒
液に懸濁させず、粉末状のまま高圧空気とともに鋼材の
表面に吹き付け、欠陥部に保持させるものである。この
ものは、この鋼材の表面に対する蛍光磁粉の付着力が弱
いので、この蛍光磁粉を供給した後に高圧空気を鋼材の
表面に吹き付けることにより、余剰の蛍光磁粉を比較的
容易に除去することができる。しかし、このような乾式
磁粉探傷は、欠陥部への蛍光磁粉の保持効率が低く、ま
た浮遊する蛍光磁粉の処理等の各種の問題があり、これ
らを解決しなければならない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、湿式磁粉探傷により、鋼材の
上下全周を同時に磁粉探傷することができる方法および
装置を提供するものである。さらに特定すれば、本発明
は鋼材の表面に付着した余剰の磁粉液を高圧空気の噴流
により確実に除去し、全周同時探傷を実現するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、上記の鋼材を略水平の姿勢でその長手方向に搬送
するとともに、この鋼材の上面および下面の全周に上記
の磁粉液を散布し、上記の磁粉液の散布された上記の鋼
材の表面の上面および下面の全周に対向して配置された
複数の噴出孔から高圧空気の噴流を噴射する。この高圧
空気の噴流の衝突によって、この鋼材の表面には付着し
た磁粉液が排除される液排除領域が形成され、上記の噴
出孔から噴出する噴流の鋼材表面との衝突位置の周方向
の間隔はこの液排除領域の径より小さい間隔に設定され
ている。これにより、これらの噴出孔から噴出する高圧
空気の噴流によりこの鋼材の表面に周方向に連続した液
排除領域を形成し、この鋼材の表面の全周にわたって余
剰の磁粉液を排除し、この後にこの余剰の磁粉液の排除
された鋼材の表面の上面および下面の全周にわたって上
記の欠陥部に保持された磁粉を検出する方法である。

【００１２】この液排除領域は、鋼材の表面に衝突した
高圧空気の噴流がこの表面に沿って流れるとともに、こ
の空気の流れから鋼材の表面に付着した磁粉液の液滴や
薄膜に対して与えられるエネルギが、これら液滴や薄膜
をこの表面に沿って流動させるに十分に大きな領域であ
り、この液排除領域内では、この鋼材の表面の液滴や液
の薄膜は短時間で完全に排除される。

【００１３】また、この液排除領域では、鋼材の表面に
沿って流れる空気の流れは薄い膜状の層流の流れであ
り、この鋼材表面には層流境界層が形成される。よっ
て、上記のように空気の粘性によって磁粉液の液滴や薄
膜にはこれらを排除するに十分なエネルギが与えられる
が、この鋼材の表面近傍では空気の流速は零または極め
て小さい。よって、この欠陥部においてこの鋼材表面に
保持されている微細な磁粉には、これを排除するに十分
なエネルギは与えられない。したがって、上記のような
余剰の磁粉液の液滴や薄膜は確実に排除されるが、欠陥
部に保持されている磁粉は排除されることがなく、余剰
の磁粉液のみを確実に排除できる。

【００１４】また、この液排除領域の大きさは、この噴
流が拡散しない範囲であれば、この噴流の噴出孔と鋼材
表面との距離、高圧空気の噴流と鋼材表面とのなす角度
等にはあまり影響されず、この噴出孔に供給される高圧
空気の圧力に主として影響される。

【００１５】したがって、これらの噴出孔の周方向の間
隔を、上記の液排除領域の径より小さく設定しておけ
ば、この鋼材の表面の上下面の全周にわたって周方向に
連続した液排除領域が形成され、この鋼材の長手方向へ
の移動によって、この鋼材の表面に付着している余剰の
磁粉液が順次完全に排除されてゆく。よって、この後に
この鋼材の全周にわたって同時に検査ができ、１台の磁
粉探傷装置で探傷が完了するとともに、この鋼材を反転
させる機構等も必要がない。

【００１６】また、請求項２に記載された発明は、鋼材
の断面形状が多角形をなし、この鋼材の表面は複数の稜
と平面とから構成されている場合において、前記の高圧
空気の噴出孔をこれらの稜および平面に対向して配置す
る方法である。一般的に、上記の鋼材の表面の稜の部分
には、磁粉液が残留しやすいものであるが、上記のよう
にこの稜の部分に対向して噴出孔が配置されているの
で、この稜の部分に付着している余剰の磁粉液を確実に
排除することができる。

【００１７】また、請求項３に記載された発明は、鋼材
を略水平の姿勢でその長手方向に搬送する鋼材搬送機構
と、この搬送される鋼材に磁界を作用させる磁化機構
と、この磁化機構により発生された磁界中でこの鋼材の
上面および下面の全周に磁粉液を散布する磁粉液散布機
構と、この磁粉液の散布された鋼材の表面の上面および
下面の全周に対向して配置されこの鋼材の表面に高圧空
気の噴流を噴射する噴出孔を有する複数のノズルを備え
ている。そして、これらのノズルの噴出孔から噴出する
噴流の鋼材表面との衝突位置の周方向の間隔は、これら
の噴出孔から噴出する高圧空気の噴流の衝突によって鋼
材の表面に付着した磁粉液が排除される液排除領域の径
より小さい間隔に設定されており、これらの噴出孔から
噴出する高圧空気の噴流によりこの鋼材の表面に周方向
に連続した液排除領域を形成してこの鋼材の表面の全周
にわたって余剰の磁粉液が排除され、また、この余剰の
磁粉液の排除された鋼材の表面の上面および下面の全周
にわたって上記の欠陥部に保持された磁粉を検出する検
査部を備えた装置である。このような装置によれば、前
記の方法を確実にかつ自動的に実施することができる。

【００１８】また、請求項４に記載された発明は、前記
の複数のノズルは、鋼材の周囲にこの鋼材に向けて放射
状に配置されており、これらのノズルの噴出孔の軸線が
それぞれ前記の鋼材の表面と交わる位置の相互の間隔
は、これらのノズルの配置されている位置におけるこれ
らのノズルの噴出孔の間隔より小さくなるように配置さ
れている装置である。

【００１９】したがって、これらのノズルの配置間隔を
適切に、たとえば液排除領域の径と略等しく設定してお
けば、これらのノズルから噴出する噴流の間隔は任意の
位置においてもこの液排除領域の径より小さくなる。よ
って、鋼材の断面寸法が変わった場合でも、この鋼材の
表面に噴流が衝突する位置の間隔は必ず液排除領域の径
より小さくなるので、鋼材の断面寸法が変わってもこれ
らのノズルの位置の変更をすることなく探傷を実施する
ことができる。

【００２０】また、請求項５に記載された発明は、鋼材
の断面形状は多角形をなしており、この鋼材の表面は複
数の稜と平面とから構成されている場合において、前記
のノズルはこれらの稜および平面に対向して配置されて
いる装置である。したがって、磁粉液の残留しやすい稜
の部分の余剰の磁粉液を確実に排除できる。

【００２１】また、請求項６に記載された発明は、前記
のノズルは、周方向に細長い長孔状の噴出孔を有してい
る。また、請求項７に記載された発明は、前記のノズル
は、周方向に並んで配列された複数の噴出孔を有してい
る。これらのものは、この細長状の噴出孔または複数の
噴出孔から噴出される噴流により形成される液排除領域
の周方向の寸法は大きくなり、このノズルの個数が少な
くてすみ、構造が簡単となる。

【００２２】また、請求項８に記載された発明は、前記
の磁粉は蛍光体を有する蛍光磁粉であり、また前記の検
査部には検査機構が備えられており、この検査機構は、
鋼材の表面の上面および下面の全周に紫外線を照射する
紫外線照射機構と、この鋼材の表面の欠陥部に保持され
た磁粉の蛍光体から放射される蛍光の画像を全周にわた
って撮像する複数のカメラと、これらのカメラからの画
像信号を処理して欠陥を判別する画像処理装置とから構
成されている装置である。よって、この鋼材の全周を同
時かつ自動的に検査することができ、能率的である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。この実施形態のものは、主としてビレ
ットを蛍光磁粉探傷する方法および装置である。以下、
本発明の装置の構成とともに、その方法も説明する。

【００２４】まず、この装置の概略を説明する。図１に
は本発明の実施形態の装置の概略的な斜視図、図２には
この装置の概略的な構成を示す。図中のＡは磁粉探傷す
べき鋼材たとえばビレットであり、このビレットＡは水
平の姿勢に保持され、図中の矢印の方向に搬送されつつ
その長手方向に沿って順次磁粉探傷される。なお、１は
この装置の制御盤、２はこの装置全体の制御をなす中央
制御装置、３は上記のビレットＡを水平の姿勢に保持す
るとともにその長手方向に搬送する搬送機構である。

【００２５】また、４は磁化機構であって、磁化電源１
０から電力が供給され、上記の搬送されるビレットＡに
磁界を作用させものである。この磁化機構４は、このビ
レットＡの軸方向に直接通電をなし、このビレットＡの
表面と平行な磁界を発生させるもの、断面がコ字状のヨ
ーク形鉄心とコイルを備え、このビレットＡに軸方向と
直交する磁界を発生させるもの、または２組の鞍形のヘ
ルムホルツコイルに交流を供給してこのビレットＡの軸
方向と直交する方向に交番磁界を発生させるもの等、各
種の形式のものが採用可能である。

【００２６】そして、この磁化機構４の上流側には、予
備洗浄機構７が設けられ、搬送されるビレットＡの表面
を洗浄する。また、この磁化機構４内には、上流側から
磁粉液散布機構１１および余剰磁粉液排除機構１２が設
けられている。上記の磁粉液散布機構１１は、このビレ
ットＡの表面の全周にわたって磁粉液を散布するもの
で、５は磁粉液供給機構、６は磁粉液タンクである。こ
の磁粉液は、磁性材料からなる微粉末の表面に蛍光体を
被着した磁粉、または蛍光体と磁性体との混合物を微粒
子にした微粉、すなわち蛍光磁粉を分散媒液、たとえば
水、ケロシン等に懸濁させたもので、この実施形態のも
のでは、分散媒液として水を使用している。

【００２７】また、上記の余剰磁粉液排除機構１２は、
後述するように高圧空気の噴流によりこのビレットＡの
表面の余剰の磁粉液を排除するもので、８はその高圧空
気源である。

【００２８】上記の磁粉液の散布および余剰磁粉液の排
除は、いずれも上記の磁化機構４が発生する磁界内で行
われ、このビレットＡの表面の割れ、くぼみ等の欠陥部
の漏洩磁界により、この磁粉液散布機構１１から散布さ
れた磁粉液の磁粉がこの欠陥部に保持され、ついでこの
ビレットＡの表面に付着している余剰の磁粉液が上記の
余剰磁粉液排除機構により排除される。

【００２９】そして、磁粉液が散布されかつ余剰の磁粉
液が排除されたビレットＡは、次に検査部に設置された
検査機構１３まで搬送される。この検査機構１３では、
このビレットＡの表面に紫外線が照射され、欠陥内に保
持されている磁粉から蛍光が放射され、この蛍光をＣＣ
Ｄカメラ等で検出して欠陥の有無を検査する。なお、こ
の装置では、このビレットＡの上下面の全周にわたって
検査がなされ、この検査機構１３はこのビレットＡの両
側に配置されているものであるが、図１では理解を容易
にするために片側の検査機構のみを示す。

【００３０】そして、この検査機構１３で欠陥が検出さ
れた場合には、マーカ機構１４によりその欠陥の位置に
マークが付される。次に、上記の各機構およびその作動
と、本発明の方法について詳述する。上記のビレットＡ
は、この実施形態の場合には図３に示すように断面が正
方形のもので、その表面は４つの平面ｂと４本の稜ｃと
から構成され、これらの稜ｃが上下および両側に位置
し、各平面ｂが鉛直方向に対して４５°傾斜した姿勢で
搬送される。

【００３１】そして、上記の磁粉液供給機構１１では、
図３に示すようにこのビレットＡの上方に２個の磁粉液
噴射ノズル２１が配置され、また下方にはこのビレット
Ａの下方の２つの平面ｂに向けて２個の磁粉液噴射ノズ
ル２２が配置されている。そして、これらのノズル２
１，２２からは磁粉液が噴射され、このビレットＡの全
周にわたって磁粉液が散布される。この散布された磁粉
液は、このビレットＡの表面に沿って流れ、このビレッ
トＡの表面に割れ、くぼみ等の欠陥がある場合には、そ
の部分からの漏洩磁界によってこの磁粉液中の蛍光磁粉
がこの欠陥部に吸着保持される。

【００３２】次に、このようにして磁粉液が散布された
ビレットＡは、余剰磁粉液排除機構１２に移動する。こ
の余剰磁粉液排除機構１２には、図４に示すように、こ
のビレットＡの全周を囲んで複数の空気噴出ノズル２５
が配置されている。そして、これらの空気噴出ノズル２
５は空気供給配管２６、圧力調整器２７を介して前述の
高圧空気源８に接続され、高圧空気がこの圧力調整器２
７によって所定の圧力、たとえば０．５〜６．０ｋｇｆ
／平方ｃｍの圧力でこれら空気噴出ノズル２５に供給さ
れる。

【００３３】この空気噴出ノズル２５は、図５および図
６に示すように、周方向に細長い断面形状を有する中空
の本体部３０を備えており、この本体部３０の基端部に
は空気供給管３１が接続されている。また、この本体部
３０の先端面は端板３２によって閉塞されており、この
端板３２には周方向に細長い長孔状の噴出孔３３が形成
されている。

【００３４】そして、これらの空気噴出ノズル２５は、
上記のようにその噴出孔３３の長手方向が周方向沿うよ
うにして、放射状に配置され、これらの噴出孔３３はビ
レットＡの表面を指向している。また、この実施形態で
は、これら空気噴出ノズル２５は８個が設けられ、それ
ぞれビレットＡの各平面ｂおよび稜ｃを指向するように
配置されている。

【００３５】また、これらの互いに隣接する空気噴出ノ
ズルの間の間隔は、実質的にこの液排除領域の径より小
さい間隔に設定されている。すなわち、この場合の間隔
は、隣接する空気噴出ノズル２５の噴出孔３３の軸線と
ビレットＡの表面との交点、すなわちこれら噴出孔３３
から噴出された高圧空気の噴流がこのビレットＡの表面
に当たる位置の間の間隔が上記の液排除領域の径より小
さく設定されている。なお、この場合の間隔は、上記の
ビレットＡの断面寸法が相違すれば変化するものである
が、この装置では予想される最大寸法のビレットＡに対
応して上記の間隔が設定されている。

【００３６】そして、これらの空気噴出ノズル２５から
噴出された高圧空気の噴流がこのビレットＡの表面の全
周に当たり、この表面に付着している余剰の磁粉液を排
除する。

【００３７】また、前記の検査機構１３には、図７に示
すようにこのビレットＡの周囲を囲んで上下左右に４個
の紫外線照射機構４０が設けられ、またこれらの間に
は、ビレットＡの各平面ｂに対向して４台のＣＣＤカメ
ラ４１が配置されている。そして、上記のように余剰の
磁粉液の排除されたビレットＡの表面の全周に各紫外線
照射機構４０から紫外線が照射され、このビレットＡに
欠陥がある場合には、その欠陥部に保持されている蛍光
磁粉から蛍光が放射される。そして、この蛍光は４台の
ＣＣＤカメラ４１で全周にわたって撮影される。そし
て、これらのＣＣＤカメラ４１からの画像信号は、前述
の画像処理装置１５に送られ、画像処理がなされ、欠陥
の有無が判定され、またこの欠陥の位置や寸法も判別さ
れる。

【００３８】また、この画像処理装置１５からの信号は
さらに前述の中央制御装置２に送られる。この中央制御
装置２では、この磁粉探傷装置全体の制御がなされてお
り、上記の欠陥のある部分がマーカ機構１４まで送られ
た際に、このマーカ機構１４によりこの欠陥の位置にペ
イント等により所定のマークが付される。

【００３９】次に、前記の余剰磁粉液排除機構１２の作
動を説明する。まず、図８に示すように、一般的な断面
円形のノズル４５から噴出された高圧空気の噴流４６が
ビレットＡ等の表面に衝突した場合には、この噴流４６
はこの表面に沿って放射状に流れる。このような表面に
沿った空気流により、この表面に付着していた磁粉液等
の液体の液滴や薄膜は排除される。この場合に、この表
面に沿った空気流は薄い膜状の層流の流れであり、この
表面には薄い層流境界層が形成される。この層流境界層
内では、この表面位置の流速は実質的に零であり、この
表面から離れるに従って流速が大きくなるような流速分
布を示している。

【００４０】そして、このような層流の流れから、この
表面に付着している磁粉液の液滴や薄膜等にはこの層流
の流体の粘性による剪断抵抗によりエネルギが与えられ
る。このエネルギが、この薄膜等をその剪断抵抗に抗し
て流動させるに十分なエネルギの場合には、この磁粉液
の薄膜等はこの表面に沿って流動し、この表面からほぼ
完全に排除される。しかし、この空気流がある程度の距
離を流れると、磁粉液の薄膜等に与えられるエネルギが
急速に減少し、この磁粉液の薄膜の流動速度が急速に減
少し、この磁粉液の薄膜が蓄積して堤状に盛り上がり、
液堤部４８が形成される。このように液堤部４８が形成
されると、表面に沿った層流の空気流が剥離して乱流状
態となり、この磁粉液の薄膜に与えられるエネルギも急
速に減少し、上記の液堤部４８はその位置に停止し、定
常状態となる。

【００４１】上記の噴流４６の速度の早い場合には、上
記のような定常状態になるまでは数秒程度である。そし
て、このような定常状態では、図９に示すように、ノズ
ル４５すなわち噴流４６が表面に衝突した位置を中心と
して略円形の液排除領域４７が形成され、この液排除領
域４７においては上記のようにビレットＡの表面からは
磁粉液がほぼ完全に排除されている。また、この液排除
領域４７の周囲には、図９に示すように略環状の液堤部
４８が形成される。

【００４２】なお、上記の液排除領域４７内では、空気
の流れはこの表面に沿った層流の流れであり、この表面
には層流境界層が形成されるので、この表面近傍の流速
は実質的に零かまたは極めて小さい。よって、欠陥部に
おいてこの表面に保持されている微細な蛍光磁粉には、
それを排除するに十分なエネルギが与えられない。よっ
て、この液排除領域４７においては、余剰の磁粉液の液
滴や薄膜のみが排除され、欠陥部に保持されている蛍光
磁粉は排除されない。

【００４３】なお、上記の実施形態では、空気噴出ノズ
ル２５には細長状の噴出孔３３が形成されているので、
図１０に示すように、このような空気噴出ノズル２５か
ら噴出された噴流により形成される液排除領域４７は楕
円または長円形をなし、その周囲に液堤部４８が形成さ
れる。

【００４４】このような液排除領域４７の寸法すなわち
径は、この噴流が拡散せずに整流状態の噴流を維持して
いる範囲では、主としてノズルに供給される高圧空気の
圧力に対応して決定される。また、図１１に示すよう
に、ノズル４５すなわち噴流４６がビレットＡ等の表面
に対して角度θで傾斜している場合においても、この液
排除領域４７が噴流４６の中心に対して多少偏心するだ
けで、この液排除領域４７の径そのものはあまり変化し
ない。

【００４５】また、上記のノズル４５に供給される高圧
空気の圧力が０．５ｋｇｆ／平方ｃｍ以下では、上記の
ような液排除領域４７が確実には形成されない。また、
この高圧空気の圧力が６．０ｋｇｆ／平方ｃｍ以上とな
ると、欠陥部に保持されている磁粉が排除されてしまう
可能性が生じる。したがって、この高圧空気の圧力は
０．５〜６．０ｋｇｆ／平方ｃｍの範囲が好ましい。

【００４６】前記の実施形態では、前記の空気噴出ノズ
ル２５の周方向の間隔は上記のような液排除領域４７の
径より小さく設定されている。したがって、図１２に示
すように、このビレットＡの表面には、その全周にわた
って周方向に連続した液排除領域４７が形成される。ま
たこのビレットＡの移動に伴って、この液排除領域４７
のビレット移動方向後方側、すなわちこのビレットＡの
表面上を相対的に移動する液排除領域４７の前方側に
は、排除された磁粉液が蓄積されてこのビレットＡの全
周にわたって周方向に連続した液堤部４８が形成され
る。

【００４７】よって、このビレットＡの表面に付着して
いる余剰の磁粉液は、全周にわたって確実に排除され、
このビレットＡの上下面の全周には余剰の磁粉液が残留
することがない。したがって、１回の検査でこのビレッ
トＡの全周を同時に磁粉探傷でき、また残留した磁粉液
によるノイズが大幅に減少し、より高精度の探傷が可能
となる。なお、この液排除領域４７では、上述の如く欠
陥部に保持されている蛍光磁粉まで排除されてしまうこ
とはない。

【００４８】また、この液排除領域４７の上記の液堤部
４８内では、このビレットＡの移動により排除された磁
粉液が蓄積されて多量に流下するので、この液堤部４８
内において欠陥部にさらに蛍光磁粉が吸着保持され、こ
れにより検査精度が向上するという効果もある。

【００４９】また、上記のようにビレットＡの断面形状
が四角形の場合には、その稜ｃの部分に磁粉液の液滴が
残留する可能性が大きい。しかし、この実施形態では、
この稜ｃの部分に対向して空気噴出ノズル２５が配置さ
れているので、この稜ｃの部分に残留した磁粉液を確実
に排除することができる。

【００５０】また、上記の空気噴出ノズル２５には、周
方向に細長い長孔状の噴出孔３３が形成されているの
で、これからの噴流による液排除領域は周方向に細長い
楕円または長円形となり、この空気噴出ノズル２５の数
を少なくすることができ、構造が簡単となる。

【００５１】また、これらの空気噴出ノズル２５は径方
向内側を指向して放射状に配置されている。したがっ
て、これらのノズルの配置間隔を適切に、たとえば液排
除領域の径と略等しく設定しておけば、これらのノズル
から噴出する噴流の間隔は任意の位置においてもこの液
排除領域の径より小さくなる。よって、ビレットＡの断
面寸法が変わった場合でも、このビレットの表面に噴流
が衝突する位置の間隔は必ず液排除領域の径より小さく
なるので、このビレットの断面寸法が変わってもこれら
のノズルの位置の変更をすることなく探傷を実施するこ
とができる。

【００５２】また、前述のように上記の液排除領域の径
は、供給される高圧空気の圧力に主として影響され、ノ
ズルとビレット表面との距離や角度にはあまり影響され
ない。よって、このような探傷装置の設計の際には、テ
ストピースを用いて簡単な試験を行うだけで、液排除領
域の径を容易に求めることができる。そして、このノズ
ルからの噴流の間隔をこの液排除領域の径より小さく設
定しておくだけで、ビレットの寸法や形状が相違しても
余剰の磁粉液を確実に排除することができるものであ
る。

【００５３】なお、図１３および図１４には、前記の空
気噴出ノズル２５の別の形態を示す。このものは、本体
部３０の先端部の端板３２ａに、周方向に一列に配列さ
れた複数の噴出孔３３ａが形成されている。なお、この
実施形態では、これらの噴出孔３３ａの径は０．９ｍｍ
程度の小径のものである。そして、この実施形態の空気
噴出ノズル２５は、上記の噴出孔３３ａの配列方向がビ
レットＡの周方向に沿うように配置される。ものは、前
述の空気噴出ノズルと同様に、これらの噴出孔３３ａか
ら噴出された噴流によって楕円または長円形の液排除領
域が形成される。なお、この実施形態の空気噴出ノズル
は、上記の点以外は前記の空気噴出ノズルと同様の構成
であり、図１３および図１４中で上記の実施形態のもの
と対応する部分には同じ符号を付してその説明は省略す
る。

【００５４】なお、本発明は上記の実施形態には限定さ
れない。たとえば、上記の空気噴出ノズル等の形状、構
造は上記のものには限定されず、これらの間隔が液排除
領域の径より小さく配置されているものであれば、どの
ような構造のものでもよい。また、磁粉液の分散媒液は
水に限らず、石油系、その他の分散媒液を適用すること
が可能である。さらに、本発明はビレットの磁粉探傷に
限らず、その他の鋼材の磁粉探傷方法および装置として
適用可能である。

【００５５】また、本発明は蛍光磁粉を用いたものに限
らず、着色磁粉を使用したものでも良く、磁粉探傷一般
に適用可能であることはもちろんである。また、前記の
検査部には必ずしも前記のような検査機構を設ける必要
はなく、この検査部において欠陥部に保持された蛍光磁
粉または着色磁粉を目視によって検査するようにしても
良い。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く、噴流による液排除領域は主
として供給する高圧空気の圧力によって決定されるの
で、噴出孔からの噴流の鋼材表面との衝突位置の間隔を
この液排除領域の径より小さく設定しておけば、どのよ
うな形状や寸法の鋼材であっても、その全周にわたって
連続した液排除領域を確実に形成して余剰の磁粉液を確
実に排除することができる。よって、この鋼材の上下面
の全周を同時に磁粉探傷することができ、能率や検査精
度が向上し、また装置の構造も簡単になる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の磁粉探傷装置の全体の斜視
図。

【図２】本発明の実施形態の磁粉探傷装置の概略的な構
成を示す概略図。

【図３】磁粉液散布機構の部分の横断面図。

【図４】余剰磁粉液排除機構の部分の横断面図。

【図５】空気噴出ノズルの正面図。

【図６】図５の６−６矢視図。

【図７】検査機構の部分の横断面図。

【図８】ノズルから噴出される噴流と表面の液との関係
を示す側面図。

【図９】液排除領域の形状を示す平面図。

【図１０】実施形態の空気噴出ノズルによる液排除領域
の形状を示す平面図。

【図１１】傾斜したノズルから噴出される噴流と表面の
液との関係を示す側面図。

【図１２】実施形態の空気噴出ノズルによる余剰液排除
の作用を示す側面図。

【図１３】別の実施形態の空気噴出ノズルの正面図。

【図１４】図１３の１４−１４矢視図。

【符号の説明】

Ａ ビレット（鋼材） ４ 磁化機構 １１ 磁粉液散布機構 １２ 余剰磁粉液排除機構 １３ 検査機構 ２５ 空気供給ノズル ３３，３３ａ 噴出孔 ４７ 液排除領域

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁粉を分散媒液に分散させた磁粉液を磁
   界中で細長状の鋼材の表面に散布し、この磁粉をこの鋼
   材の欠陥部に保持させて探傷をなす磁粉探傷方法におい
   て、 上記の鋼材を略水平の姿勢でその長手方向に搬送する過
   程と、 この鋼材の上面および下面の全周に上記の磁粉液を散布
   する過程と、 上記の磁粉液の散布された上記の鋼材の表面の上面およ
   び下面の全周に対向して配置された複数の噴出孔から高
   圧空気の噴流を噴射し、この高圧空気の噴流の衝突によ
   って、この鋼材の表面には付着した磁粉液が排除される
   液排除領域が形成され、上記の噴出孔から噴出する噴流
   が鋼材の表面に衝突する位置の周方向の間隔はこの液排
   除領域の径より小さい間隔に設定されており、これらの
   噴出孔から噴出する高圧空気の噴流によりこの鋼材の表
   面に周方向に連続した液排除領域を形成し、この鋼材の
   表面の全周にわたって余剰の磁粉液を排除する過程と、 上記の余剰の磁粉液の排除された鋼材の表面の上面およ
   び下面の全周にわたって上記の欠陥部に保持された磁粉
   を検出する過程とを具備したことを特徴とする湿式磁粉
   探傷方法。
2. 【請求項２】 前記の鋼材の断面形状は多角形をなして
   おり、この鋼材の表面は複数の稜と平面とから構成され
   ている場合において、前記の高圧空気の噴出孔をこれら
   の稜および平面に対向して配置することを特徴とする請
   求項１の湿式磁粉探傷方法。
3. 【請求項３】 磁粉を分散媒液に分散させた磁粉液を磁
   界中で細長状の鋼材の表面に散布し、この磁粉をこの鋼
   材の欠陥部に保持させて探傷をなす磁粉探傷装置におい
   て、 上記の鋼材を略水平の姿勢でその長手方向に搬送する鋼
   材搬送機構と、 この搬送される鋼材に磁界を作用させる磁化機構と、 上記の磁化機構により発生された磁界中でこの鋼材の上
   面および下面の全周に上記の磁粉液を散布する磁粉液散
   布機構と、 上記の磁粉液の散布された上記の鋼材の表面の上面およ
   び下面の全周に対向して配置されこの鋼材の表面に高圧
   空気の噴流を噴射する噴出孔を有するノズルを備え、こ
   れらの噴出孔から噴出する噴流が鋼材の表面に衝突する
   位置の周方向の間隔は、これらの噴出孔から噴出する高
   圧空気の噴流の衝突によって鋼材の表面に付着した磁粉
   液が排除される液排除領域の径より小さい間隔に設定さ
   れており、これらの噴出孔から噴出する高圧空気の噴流
   によりこの鋼材の表面に周方向に連続した液排除領域を
   形成してこの鋼材の表面の全周にわたって余剰の磁粉液
   が排除されるものであり、 また、上記の余剰の磁粉液の排除された鋼材の表面の上
   面および下面の全周にわたって上記の欠陥部に保持され
   た磁粉を検出する検査部とを具備したことを特徴とする
   湿式磁粉探傷装置。
4. 【請求項４】 前記のノズルは、前記の鋼材の周囲にこ
   の鋼材に向けて放射状に配置されており、これらのノズ
   ルの噴出孔の軸線がそれぞれ前記の鋼材の表面と交わる
   位置の相互の間隔は、これらのノズルの配置されている
   位置におけるこれらのノズルの噴出孔の間隔より小さく
   なるように配置されていることを特徴とする請求項３の
   湿式磁粉探傷装置。
5. 【請求項５】 前記の鋼材の断面形状は多角形をなして
   おり、この鋼材の表面は複数の稜と平面とから構成され
   ている場合において、前記のノズルはこれらの稜および
   平面に対向して配置されていることを特徴とする請求項
   ３の湿式磁粉探傷装置。
6. 【請求項６】 前記のノズルは、周方向に細長い長孔状
   の噴出孔を有していることを特徴とする請求項３の湿式
   磁粉探傷装置。
7. 【請求項７】 前記のノズルは、周方向に並んで配列さ
   れた複数の噴出孔を有していることを特徴とする請求項
   ３の湿式磁粉探傷装置。
8. 【請求項８】 前記の磁粉は蛍光体を有する蛍光磁粉で
   あり、また前記の検査部には検査機構が設けられ、この
   検査機構は前記の鋼材の表面の上面および下面の全周に
   紫外線を照射する紫外線照射機構と、この鋼材の欠陥部
   に保持された上記の蛍光磁粉から放射される蛍光の画像
   を全周にわたって撮像する複数のカメラと、これらのカ
   メラからの画像信号を処理して欠陥を判別する画像処理
   装置とから構成されていることを特徴とする請求項３の
   湿式磁粉探傷装置。