KR102387442B1 - 푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는, 강자성체로 이루어진 피검사체의 표면 결함을 검사하는 장치로서, 작업자의 등에 거치될 수 있는 케이스 몸체; 상기 케이스 몸체에 설치되며 고압으로 자분이 분사될 수 있도록 구비된 자분 탱크; 상기 케이스 몸체에 설치되며 배터리로부터 공급된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 인버터; 상기 인버터와 전선에 의해 전기적으로 연결되며 서로 이격된 한 쌍의 자화 전극이 구비된 자화기; 및 상기 자화기에 설치되며 호스에 의해 상기 자분 탱크에 연결된 분사 노즐;을 구비하며, 상기 자화기는, 상기 자화 전극에 전원의 공급을 제어하는 자화 스위치 및 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 분사 스위치를 구비하며, 상기 케이스 몸체에는 작업자의 어깨에 착용될 수 있는 한 쌍의 멜빵 스트랩 이 구비되며, 상기 분사 스위치는 푸시버튼 스위치이며, 상기 분사 스위치는 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하며, 상기 분사 노즐은 각각의 상기 자화 전극에 설치되며, 상기 분사 노즐에서 분사된 자분은 일정 영역에 집중 분사되도록 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치{Automatic magnetic particle spraying and magnetization device with push button type spray switch for nondestructive inspection}

본 발명은 비파괴 검사 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 강자성체인 철판의 용접부 표면을 자화시킨 후 자분을 분사하여 결함 부위를 검사하는 장치에 관한 것이다.

비파괴 검사는 제조 분야에서 공작물, 부재, 구조물 등을 파괴하지 않고 완전성이나 표면 상태, 균열 등을 검사하는 방법이다.

비파괴 검사 방법의 예로는 자기 탐상법, 방사선 투과법, 초음파 검사법, 침투 탐상법 등이 있다.

자기 탐상법은 강자성의 미세입자를 이용하여 제품의 결함을 검사하는 방법이다. 먼저 제품 표면 위에 이격된 전극을 접촉시켜 제품에 자기장을 가해준다. 그 상태에서, 강자성 입자를 직접(건식) 또는 물이나 기름에 타서(습식) 제품 표면에 분사한다. 이에 따라 분사된 강자성 입자가 제품 표면의 결함을 따라 모이는 것을 관찰할 수 있다. 이렇게 모인 입자들은 일반적으로 결함의 형상이나 크기를 나타낸다. 표면에서 깊지 않으면 표면 밑 결함도 이 방법으로 찾을 수 있다. 자기 탐상법을 수행하는 과정에서, 보다 명료한 관찰을 위해 염료로 채색된 입자가 사용되기도 한다.

방사선 투과법은 엑스선, 또는 방사성 동위원소를 이용하여, 제품 내부의 결함을 검사하는 방법이다. 산업 현장에서는 주로 용접부의 결함을 검사할 때 사용된다.

초음파 검사법은 제품에 가해진 초음파빔이 균열 같은 내부결함을 만나면 반사되는 성질을 이용하여 제품의 내부결함을 검사하는 방법이다. 검사용 초음파는 물, 기름, 글리세린, 그리스 같은 중간매질을 거쳐 검사물에 전달된다. 초음파검사법은 투과성과 감도가 우수하며, 기차바퀴, 압력용기, 금형 같은 대형 물체의 결함을 여러 방향에서 검사하는 데 사용된다.

침투 탐상법은 제품표면에 액체를 도포하여 표면의 열린 틈을 통해 내부로 침투되는 것을 조사하여, 표면균열, 겹친 부위, 기공과 같은 결함을 검사하는 방법이다. 침투액은 폭 0.1마이크로미터 정도의 작은 균열 속으로도 스며들 수 있다. 흔히 사용되는 침투액으로는 자외선 불빛에서 형광을 발하는 형광침투액과 주로 붉은색 염료를 사용하여 표면에 뚜렷한 윤곽선을 나타내는 가시침투액이 있다. 침투 탐상법에서는 우선 검사할 표면을 깨끗이 세척하고 건조시킨 후, 침투액을 표면에 붓으로 바르거나 분무시킨다. 액체가 표면의 열린 틈 속으로 스며들기에 충분한 시간을 기다린 후, 표면에 남아 있는 액체를 물이나 용매로 닦아낸다. 그 다음, 현상제를 가하여 침투액이 거꾸로 표면으로 빠져나와 표면의 열린 틈 가장자리에 퍼지게 한다. 이를 가시침투액(직접) 또는 자외선을 비추어 형광침투액을 관찰함으로써 결함의 위치 및 크기를 검사한다.

이러한 비파괴 검사 방법 중 자기 탐상법은 강자성체인 철재 구조물의 용접부 표면 및 표면 밑 건전성을 검사하는 데 널리 사용된다. 통상적으로 자기 탐상법을 수행하기 위한 장비는 육안으로 제품의 표면을 관찰하기 위한 조명, 제품의 표면을 자화시키는 자기장을 생성시키는 자화 전극 및 자분을 제품의 표면에 분사시키는 분사 노즐이 필요하다. 종래에는 자기 탐상을 수행하기 위해, 작업자가 한 손으로 자화 전극을 잡고, 다른 손으로 자분 스프레이 용기를 잡은 상태에서 작업을 수행한다. 이러한 작업은 고소 또는 밀폐된 공간에서 수행될 수 있다. 이 경우 2인이 작업할 수 있는 환경이 아니므로 한 명의 작업자가 검사를 수행해야 한다. 이 경우 작업자가 양손을 자유롭게 사용하지 못해 작업성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 이 경우 조명은 작업자의 머리에 거치하거나 작업 부위 상방에 매단 상태로 설치된다. 사용되는 조명은 검사표면의 조도는 500 룩스(lux) 이상으로 유지, 또는 피검사체의 표면의 밝기가 20 룩스 이하이며 자외선 강도가 800μW/㎠ 이상으로 유지되어야 하므로, 조명은 순간적으로 고전압이 발생하며, 미세한 물리적 또는 전기적 충격에 의해 파손될 수 있다. 이러한 종래의 장비로 자기 탐상을 수행할 경우, 작업자가 분사한 자분의 일부가 조명에 접촉되는 경우 조명이 파손되거나 화재가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 설치된 조명이 검사 부위를 정확하게 비추지 못하여 검사가 부정확해지는 문제점이 있다.

001 KR 10-1693240 B1 (2016.12.30)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 자기 탐상을 수행하는 장치로서, 작업자의 작업성이 향상되도록 구조가 개선된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는, 강자성체로 이루어진 피검사체의 표면 결함을 검사하는 장치로서,

작업자의 등에 거치될 수 있는 케이스 몸체;

상기 케이스 몸체에 설치되며 고압으로 자분이 분사될 수 있도록 구비된 자분 탱크;

상기 케이스 몸체에 설치되며 배터리로부터 공급된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 인버터;

상기 인버터와 전선에 의해 전기적으로 연결되며 서로 이격된 한 쌍의 자화 전극이 구비된 자화기; 및

상기 자화기에 설치되며 호스에 의해 상기 자분 탱크에 연결된 분사 노즐;을 구비하며,

상기 자화기는, 상기 자화 전극에 전원의 공급을 제어하는 자화 스위치 및 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 분사 스위치를 구비하며,

상기 케이스 몸체에는 작업자의 어깨에 착용될 수 있는 한 쌍의 멜빵 스트랩 이 구비되며,

상기 분사 스위치는 푸시버튼 스위치이며, 상기 분사 스위치는 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하며,

상기 분사 노즐은 각각의 상기 자화 전극에 설치되며, 상기 분사 노즐에서 분사된 자분은 일정 영역에 집중 분사되도록 배치된 점에 특징이 있다.

본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 작업자가 한 손으로 자화 전극과 분사 노즐을 제어할 수 있도록 구성됨으로써 작업자의 작업성을 현저하게 향상시키는 작용효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 작업자가 한 손에 조명을 잡고 작업할 수 있으므로 작업 부위에 조명을 정확하게 비출 수 있어서 정확한 검사가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 자분의 분사시 조명을 다른 방향으로 거치할 수 있으므로 자분에 의해 조명에 파손되거나 화재의 발생 가능성을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자화기의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 케이스 몸체에 수납되는 구성요소의 배치 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치를 작업자가 거치한 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 자화기의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 케이스 몸체에 수납되는 구성요소의 배치 예를 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 장치를 작업자가 거치한 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치(10, 이하 "비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치"라 함)는, 케이스 몸체(20)와, 자분 탱크(30)와, 인버터(40)와, 자화기(60)와, 분사 노즐(85)과, 자화 스위치(70)와, 분사 스위치(80)와, 멜빵 스트랩(90)을 포함한다.

상기 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치(10)는 강자성체로 이루어진 피검사체의 표면 결함을 검사하는 장치다. 일반적으로 강자성체의 일 예로서 철판이 있다. 상기 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치(10)는 철판으로 구성된 용접 부위의 결함을 검사하는 자기 탐상법을 수행하는 장치다.

상기 케이스 몸체(20)는 작업자의 등에 거치될 수 있는 구조물이다. 상기 케이스 몸체(20)는 상자 형태로서 내부에 공간이 구비된 구조물이다. 상기 케이스 몸체(20)는 연질의 합성수지로 제조될 수 있다. 상기 케이스 몸체(20)의 상부에는 커버가 구비될 수 있다.

상기 자분 탱크(30)는 상기 케이스 몸체(20)에 설치된다. 더 구체적으로 상기 자분 탱크(30)는 상기 케이스 몸체(20)의 내부 공간에 수납될 수 있다. 상기 자분 탱크(30)의 내부에는 고압으로 충전된 자분과 액화 가스가 수납될 수 있다. 상기 자분 탱크(30)에는 자분의 배출을 개폐하는 솔레노이드 밸브가 설치될 수 있다.

상기 인버터(40)는 상기 케이스 몸체(20)에 설치된다. 상기 인버터(40)는 상기 케이스 몸체(20)의 내부에 수납될 수 있다. 상기 인버터(40)는 배터리(50)로부터 공급된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 장치다.

상기 자화기(60)는 절연 몸체(62)와 한 쌍의 자화 전극(65)을 포함한다. 상기 절연 몸체(62)는 전기적으로 부도체인 소재로 제조된다. 한 쌍의 상기 자화 전극(65)은 상기 인버터(40)와 전선(67)에 의해 전기적으로 연결된다. 또한, 한 쌍의 상기 자화 전극(65)은 공간적으로 서로 이격되도록 배치된다. 상기 자화 전극(65)의 일단부는 상기 절연 몸체(62)에 고정된다. 상기 자화 전극(65)은 상지 절연 몸체(62)로부터 외팔보 형태로 돌출되도록 배치된다. 상기 자화 전극(65)은 강자성체 표면과 접촉되어 전자기적으로 극점을 형성함으로서 교류 전기의 공급에 의해 피검사체인 강자성체의 표면에 자기력선을 형성한다.

한편, 상기 케이스 몸체(20)에는 예비적으로 자분 탱크(30)를 추가 수용할 수 있는 추가 수납부를 구비할 수 있다. 상기 추가 수납부는 상기 케이스(20)의 후면 또는 측면에 포켓 형태로 구비될 수 있다.

상기 분사 노즐(85)은 상기 자화기(60)에 설치된다. 상기 분사 노즐(85)은 상기 자분 탱크(30)와 호스(75)를 매개로 연결된다. 상기 솔레노이드 밸브(미도시)의 개방에 의해 상기 자분 탱크(30)에 충전된 자분은 상기 분사 노즐(85)을 통해 외부로 분사된다.

상기 분사 노즐(85)은 각각의 상기 자화 전극(65)에 설치된다. 상기 분사 노즐(85)에서 분사된 자분은 일정 영역에 집중 분사되도록 배치된다. 즉, 각각의 상기 자화 전극(65)에 설치된 분사 노즐(85)의 연장선은 한 점에서 교차되도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 자화기(60)는 자화 스위치(70)와 분사 스위치(80)를 각각 구비한다.

상기 자화 스위치(70)는 상기 자화 전극(65)에 전원의 공급을 제어한다. 상기 자화 스위치(70)는 상기 작업자의 손가락에 의해 눌려짐으로서 상기 자화 전극(65)에 전기가 공급될 수 있도록 작동될 수 있다. 상기 자화 스위치(70)는 상기 자화기(60)의 몸체 하면에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 자화 스위치(70)가 자화기(60)의 몸체 하면에 설치되는 경우 작업자가 상기 자화기(60)를 잡은 상태에서 앙력을 증가시킴으로써 자연스럽게 자화 전극(65)에 전류를 통전할 수 있으므로 작업성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

상기 분사 스위치(80)는 상기 분사 노즐(85)의 개폐를 제어하는 스위치이다. 상기 분사 스위치(80)는 상기 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어한다. 상기 분사 스위치(80)는 푸시버튼 스위치일 수 있다.

상기 분사 스위치(80)는 상기 자화기(60)를 한 손으로 잡은 상태에서 엄지 손가락으로 조작할 수 있는 위치에 배치된 것이 바람직하다.

상기 멜빵 스트랩(90)은 상기 케이스 몸체(20)에 설치된다. 상기 멜빵 스트랩(90)은 작업자의 어깨에 착용될 수 있도록 한 쌍이 구비될 수 있다. 상기 멜빵 스트랩(90)은 길이를 조절할 수 있도록 길이 조절기가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 케이스 몸체(20)에는 상기 자분 탱크(30)의 압력을 일정하게 유지시키는 컴프레셔 장치가 구비될 수 있다. 상기 컴프레셔 장치는 상기 자분 탱크(30)에 공기압을 가하여 상기 자분 탱크(30)에서 분사되는 자분의 압력을 일정하게 유지하도록 한다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치(10)의 작용 효과를 자기 탐상법을 수행하는 과정을 예로 들어 상세하게 설명하기로 한다.

강자성체인 철판으로 이루어진 용접 부위의 표면 결함 여부를 검사하기 위해, 작업자는 상기 멜빵 스트랩(90)을 어깨에 착용한다. 이에 따라 상기 케이스 몸체(20)는 작업자의 등에 거치된다. 작업자는 한 손으로 상기 자화기(60)를 거치한다. 또한 작업자는 다른 손으로 조명을 거치한다. 이제, 작업자는 상기 자화 전극(65)을 피검사체의 표면에 접촉시킨 상태에서 상기 자화 스위치(70)를 누른다. 이에 따라 피검사체의 표면은 상기 자화 전극(65)과의 접촉점을 극점으로 하는 자기력선이 형성된다. 그 상태에서, 작업자는 상기 분사 스위치(80)를 누름으로써 용접 부위에 자분을 분사한다. 이 과정에서 작업자는 조명이 분사되는 자분에 의해 훼손되지 않도록 조명의 조사 방향을 변경할 수 있다. 피검사체의 표면에 분사된 자분은 자기력선을 따라 배열된다. 이 과정에서 피검사체의 표면에 결함이 있는 경우 자극이 분리되어 결함부위에 자분이 집중되어 분포 밀도가 높아진다. 이에 따라 조명으로 자분의 분포를 관찰함으로서 피검사체의 표면 결함을 검사할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 작업자가 한 손으로 자화 전극과 분사 노즐을 제어할 수 있도록 구성됨으로써 작업자의 작업성을 현저하게 향상시키는 작용효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 작업자가 한 손에 조명을 잡고 작업할 수 있으므로 작업 부위에 조명을 정확하게 비출 수 있어서 정확한 검사가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치는 자분의 분사시 조명을 다른 방향으로 거치할 수 있으므로 자분에 의해 조명에 파손되거나 화재의 발생 가능성을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

10 : 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치
20 : 케이스 몸체
30 : 자분 탱크
40 : 인버터
50 : 배터리
60 : 자화기
65 : 자화 전극
67 : 전선
70 : 자화 스위치
75 : 호스
80 : 분사 스위치
85 : 분사 노즐
90 : 멜빵 스트랩

Claims (1)

1. 강자성체로 이루어진 피검사체의 표면 결함을 검사하는 장치로서,
   작업자의 등에 거치될 수 있는 케이스 몸체;
   상기 케이스 몸체에 설치되며 고압으로 자분이 분사될 수 있도록 구비된 자분 탱크;
   상기 케이스 몸체에 설치되며 배터리로부터 공급된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 인버터;
   상기 인버터와 전선에 의해 전기적으로 연결되며 서로 이격된 한 쌍의 자화 전극이 구비된 자화기; 및
   상기 자화기에 설치되며 호스에 의해 상기 자분 탱크에 연결된 분사 노즐;을 구비하며,
   상기 자화기는, 상기 자화 전극에 전원의 공급을 제어하는 자화 스위치 및 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 분사 스위치를 구비하며,
   상기 케이스 몸체에는 작업자의 어깨에 착용될 수 있는 한 쌍의 멜빵 스트랩 이 구비되며,
   상기 분사 스위치는 푸시버튼 스위치이며, 상기 분사 스위치는 상기 분사 노즐의 개폐를 제어하는 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하며,
   상기 분사 노즐은 각각의 상기 자화 전극에 설치되며, 상기 분사 노즐에서 분사된 자분은 일정 영역에 집중 분사되도록 배치된 것을 특징으로 하는 푸시버튼 분사 스위치가 구비된 비파괴 검사용 자분 자동 분사 및 자화 장치.

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