(57)【要約】【課題】検査対象が濡れていても浸透探傷検査を可能にする浸透探傷用浸透液を実現する。【解決手段】揮発性有機溶剤中に、少なくとも蛍光染料と界面活性剤とを混合させてなる浸透探傷用浸透液において、浸透探傷用浸透液に含有する界面活性剤は、各種界面活性剤の中から、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有しているものを選択した。また、その浸透探傷用浸透液に撥水剤を添加した。こうすることで、揮発性有機溶剤が蒸発して浸透探傷用浸透液が自己濃縮して析出した浸透液成分が水と混和し難くなり、雨水などによって流出し難いので、検査対象が濡れている場合でも浸透探傷検査が可能になる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機溶剤中に、少なくとも蛍光染料と界面活性剤とが混合されてなる浸透探傷用浸透液であって、
前記界面活性剤は、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有していることを特徴とする浸透探傷用浸透液。
【請求項２】
当該浸透探傷用浸透液に占める前記界面活性剤の割合は、５重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の浸透探傷用浸透液。
【請求項３】
前記界面活性剤のＨＬＢ値は８以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の浸透探傷用浸透液。
【請求項４】
当該浸透探傷用浸透液には、撥水剤が添加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の浸透探傷用浸透液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料表面に生じた微細な傷を検出するのに用いる浸透探傷用浸透液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非破壊検査の一手法として、浸透探傷検査が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
浸透探傷検査では、検査対象の材料表面に浸透探傷用浸透液を塗布するなどして、材料表面に生じている肉眼では視認できないような微細な傷に浸透探傷用浸透液を浸み込ませ、表面に残った浸透探傷用浸透液を除去した後、傷に浸み込ませた浸透探傷用浸透液を材料表面に吸い出す現像処理を行って視認可能にしたり、傷に浸み込ませた浸透探傷用浸透液に含まれている蛍光物質をブラックライトで発光させて視認可能にしたりして、傷の有無を観察するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−４５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、検査対象が屋外にある場合、浸透探傷検査を雨天時に行うことはできなかった。
これは、検査対象の材料表面に浸透探傷用浸透液を塗布しても雨水によって流されてしまったり、傷の内部に雨水があっては浸透探傷用浸透液が傷に浸み込み難かったりするので、所定の検査が行えないことによる。
そのため、浸透探傷検査中に雨が降り出して検査対象が濡れてしまった場合、その時点で検査を中止しなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、検査対象が濡れていても浸透探傷検査を可能にする浸透探傷用浸透液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明は、
揮発性有機溶剤中に、少なくとも蛍光染料と界面活性剤とが混合されてなる浸透探傷用浸透液であって、
前記界面活性剤は、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有している。
【０００７】
かかる構成の浸透探傷用浸透液を検査対象の材料表面に塗布し、揮発性有機溶剤の５０重量％以上が蒸発して浸透探傷用浸透液が自己濃縮すると、蛍光染料や界面活性剤といった浸透液成分が析出するようになる。
そして、自己濃縮して析出した浸透液成分に含まれる界面活性剤が、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有しているため、自己濃縮した浸透液成分が水と混和し難く、雨水などによって流出し難いので、検査対象が濡れている場合でも浸透探傷検査が可能になる。
例えば、水に可溶な界面活性剤を含有した浸透液の場合、自己濃縮した浸透液成分が水に混和し易く、雨水などによって流出してしまう。また、水と混合してゲル化する界面活性剤を含有した浸透液の場合、自己濃縮した浸透液成分の流動性が極端に減少し、微細な傷内部への浸透性が低下することから、検査対象が濡れている場合の浸透探傷検査には不向きなものになる。
これに対し、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有している界面活性剤を含有した浸透探傷用浸透液であれば、検査対象が濡れていても浸透探傷検査を行うことが可能になる。
【０００８】
また、望ましくは、
当該浸透探傷用浸透液に占める前記界面活性剤の割合は、５重量％以上２０重量％以下であるようにする。
例えば、浸透探傷用浸透液に占める界面活性剤の割合が５重量％未満であると、自己濃縮して材料表面に析出する浸透液成分の量が少ないために、浸透探傷検査の精度が低下するおそれがある。
また、浸透探傷用浸透液に占める界面活性剤の割合が２０重量％を超える高濃度になると、低温環境下で浸透探傷用浸透液が凍ってしまい使用不能になるおそれがある。
【０００９】
また、望ましくは、
前記界面活性剤のＨＬＢ値は８以下であるようにする。
ＨＬＢ値は、界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す値であって０〜２０の値をとり、０に近いほど親油性が高く、２０に近いほど親水性が高くなる。
本願の浸透探傷用浸透液が含有する界面活性剤は、水との親和性が低い方が好ましいので、ＨＬＢ値が８以下の界面活性剤を用いるようにした。
【００１０】
また、望ましくは、
当該浸透探傷用浸透液には、撥水剤が添加されているようにする。
こうすることで、浸透探傷用浸透液が自己濃縮した浸透液成分に撥水性が付与されるようになって、自己濃縮した浸透液成分が水に一層混和し難くなるので、雨水などによる浸透液成分の流出をより一層低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査対象が濡れていても浸透探傷検査を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る浸透探傷用浸透液の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。
【００１３】
本実施形態の浸透探傷用浸透液は、蛍光浸透探傷検査に使用する蛍光浸透探傷用の浸透液である。
蛍光浸透探傷検査は、検査対象の材料表面に蛍光浸透探傷用浸透液を塗布し、材料表面に生じている微細な傷に浸透液を浸み込ませ、表面に残った浸透液を除去した後、傷に浸み込ませた浸透液に含まれている蛍光染料をブラックライトで視認可能に発光させて、傷の有無を検査する非破壊検査の一手法である。
【００１４】
特に、本実施形態の浸透探傷用浸透液は、検査対象が濡れている場合でも浸透探傷検査を可能にするものであり、例えば、屋外での浸透探傷検査中に雨が降り出して検査対象が濡れたり、雨後まもなく行う浸透探傷検査であるために検査対象が濡れていたりしている場合でも、その検査を可能にするものである。
【００１５】
具体的に、本実施形態の浸透探傷用浸透液は、揮発性有機溶剤中に少なくとも蛍光染料と界面活性剤とを混合させてなる浸透探傷用浸透液であり、この浸透液に含有させた界面活性剤は、各種界面活性剤から、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有しているものを選択した。
このような性状の界面活性剤を含有した浸透探傷用浸透液を検査対象の材料表面に塗布し、揮発性有機溶剤の５０重量％以上が蒸発して浸透探傷用浸透液が自己濃縮すると、材料表面で自己濃縮して析出した浸透液成分が雨水などによって流出し難いことを、本発明者らは見出した。
【００１６】
水に可溶な界面活性剤を含有した浸透液の場合、自己濃縮した浸透液成分が水に混和し易く、雨水などによって流出してしまう。また、水と混合してゲル化する界面活性剤を含有した浸透液の場合、自己濃縮した浸透液成分の流動性が極端に減少し、微細な傷内部への浸透性が低下することから、検査対象が濡れている場合の浸透探傷検査には不向きなものになる。
これに対し、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有する界面活性剤を含有した浸透探傷用浸透液であれば、自己濃縮した浸透液成分が水と混和し難く、雨水などによって流出し難いので、検査対象が濡れている場合でも浸透探傷検査が可能になる。
【００１７】
なお、浸透探傷用浸透液に占める界面活性剤の割合は、５重量％以上２０重量％以下であるようにした。
浸透探傷用浸透液に占める界面活性剤の割合が５重量％未満であると、自己濃縮して材料表面に析出する浸透液成分の量が少ないために、浸透探傷検査の精度が低下するおそれがある。
一方、浸透探傷用浸透液に占める界面活性剤の割合が２０重量％を超え、界面活性剤の濃度が高くなると、低温環境下で浸透探傷用浸透液が凍ってしまい使用不能になるおそれがある。浸透探傷用浸透液は、マイナス１５℃の環境でも使用可能な検査液である制約があるので、このような上限を設定した。
【００１８】
また、本実施形態の浸透探傷用浸透液が含有する界面活性剤のＨＬＢ値は８以下であることが好ましい。
ＨＬＢ（Hydrophilic-Lipophilic Balance）値とは、界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す値である。ＨＬＢ値は０〜２０の値をとり、０に近いほど親油性が高く、２０に近いほど親水性が高くなる。
本実施形態の浸透探傷用浸透液が含有する界面活性剤は、水との親和性が低い方が好ましいので、ＨＬＢ値が８以下の界面活性剤を用いることとした。
【００１９】
また、本実施形態の浸透探傷用浸透液には、撥水剤を添加している。
浸透探傷用浸透液に撥水剤が添加されていると、浸透探傷用浸透液が自己濃縮した浸透液成分に撥水性が付与されるようになって、自己濃縮した浸透液成分が水に一層混和し難くなるので、雨水などによる浸透液成分の流出をより一層低減することが可能になる。
【００２０】
また、本実施形態の浸透探傷用浸透液には、微細な傷中の水分と濃縮前の浸透液とが混合した際の、混合液の表面張力を下げるために親水系のフッ素系添加剤を加えている。これは、傷内部の水分あるいは検査面に残留している水分と濃縮前の浸透液の混合液において、混合液の表面張力が高いと、傷内部への好適な浸透が難しくなってしまうためである。
【００２１】
次に、本実施形態の浸透探傷用浸透液を調製するのに用いた各種成分と、その配合について説明する。
【００２２】
（揮発性有機溶剤）
揮発性有機溶剤には、ミックスエタノールＮＨ（山一化学工業株式会社製）、ｎ−プロパノール（山一化学工業株式会社製）を使用した。
【００２３】
（蛍光染料）
蛍光染料には、Ｎｉｋｋａｆｌｕｏｒ  ＭＣＴ（日本化学工業所株式会社製）、ＯＰＬＡＳ  ＹＥＬＬＯＷ１５６（オリエント化学株式会社製）、ウラニンコンク（癸巳化成株式会社製）を使用した。
【００２４】
（界面活性剤）
界面活性剤には、ニューコール３−８０（日本乳化剤株式会社製）を使用した。
【００２５】
（撥水剤）
撥水剤には、ＫＢＭ−７１０３（信越化学工業株式会社製）を使用した。
【００２６】
（添加剤）
添加剤には、サーフィノール４４０（日信化学工業株式会社製）、サーフロンＳ−２４３（ＡＧＣセイミケミカル株式会社製）を使用した。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表Ｉに示したように、実施例１ではニューコール３−８０（界面活性剤）を５重量％配合した浸透探傷用浸透液、実施例２ではニューコール３−８０（界面活性剤）を１０重量％配合した浸透探傷用浸透液、実施例３ではニューコール３−８０（界面活性剤）を２０重量％配合した浸透探傷用浸透液を調製した。
【００２９】
この実施例１〜３の浸透探傷用浸透液をそれぞれ、ＪＩＳ  Ｚ  ２３４３に規定される対比試験片のタイプ１対比試験片（傷深さ３０μｍと５０μｍの２種類）とタイプ３対比試験片にブラックライトを照射しながら塗布し、２分間放置した後、試験面に残留している余剰浸透液をウエスで拭き取って除去した。その後、除去液を染み込ませたウエスにて表面に残存する余剰浸透液を更に拭き取り、傷の有無の観察が可能か否か試験した。
【００３０】
まず、真夏・真冬時での使用を想定し、環境温度試験として、一定の温度に管理ができる環境試験室にて、試験片の物温がマイナス１５℃からプラス６０℃までの条件にて使用可能か否か試験を実施した。マイナス１５℃の試験温度の際は、模擬降雪として水スプレーにて試験片に水分を塗布し、１時間経過した後、試験片表面に氷の膜が張った状態から試験を行った。プラス６０℃の環境では、プラス６０℃の環境下で水分を適用しても水分が蒸発してしまうため、恒温槽にて６０℃に保温した水分中に試験片を１時間浸漬させ、その後試験を実施した。
【００３１】
常温時の使用想定ではプラス２０℃の温度環境下にて、上記に述べた対比試験片のタイプ１対比試験片とタイプ３対比試験を用いて、模擬降雨を想定し試験を行った。特に模擬降雨を想定した条件では加温加圧装置を使用した。加温加圧装置とは加圧と加温が行えるようにポンプと熱源を持ったタンクが併設されており、水圧、水温の調節が自在に行えるようになっている装置である。水温はプラス２０℃に加温保持し、水圧は圧力計を用いることで、スプレーノズルから一定の水圧の水が同心円状に吹き出すように設定した。
特に圧力計の数値は、水圧により水の噴射量が変化するため、圧力を常に一定にしながら、降水量を擬似的に算出した。降水量の算出方法は気象庁にて発表している雨量観測の原理を基に行った。擬似降雨では、計算上で５ｍｍ／１時間と１０ｍｍ／１時間の２条件にて水圧調整を行い、洗浄ブースにタイプ１対比試験片（傷深さ３０μｍと５０μｍの２種類）とタイプ３対比試験片を置き、先の２条件での水圧に調整した水を１時間噴射した。これは、実際に雨天時での鉄道の軌道のレールでは、特に屋外では常に雨晒しになっているため、傷中に水分が入っていることから、模擬降雨でも同様に傷中に水分を浸透させるために１時間噴射した。その後は雨天を想定し、水を噴射し続けた状態にて洗浄液による前処理を行い、ブラックライトを照射しながら塗布した。その後の工程において、実際の現場では、浸透液を塗布後に精確に２分経った後に次の工程に移るのは難しく、他の作業を行っている内にかなりの時間を要してしまう場合も考えられる。そのため、本模擬降雨試験では、浸透液の塗布後に３０分間水を噴射し、浸透液の塗布後に３０分間の雨晒しになることを想定した。３０分水を噴射した後、試験面に残留している余剰浸透液をウエスで拭き取って除去した後、除去液を染み込ませたウエスにて表面に残存する余剰浸透液を更に拭き取り、傷の有無の観察が可能か否か試験した。
【００３２】
試験結果の評価においては、ＪＩＳ  Ｚ  ２３４３を参考にして評価を行なった。現行の手法として用いている染色浸透探傷試験ではＪＩＳ  Ｚ  ２３４３−２によって感度レベルの格付けが成されており、染色浸透液の感度レベルはタイプ１対比試験片の５０μｍと３０μｍの傷検出率にて決定されている。現在使用している染色浸透液の感度レベルは感度レベル２（高感度）で、感度レベル２とは対比試験片の５０μｍでは１００％、３０μｍでは７５％以上の傷検出率が要求されている。そのため、当該浸透液でも染色浸透探傷試験と同等の感度レベル以上という位置づけのために、タイプ１対比試験片の傷検出率にて５０μｍでは１００％、３０μｍでは７５％以上の傷検出率の確認を行えるかの目視評価を行った。
【００３３】
この試験を行った結果、実施例１〜３のいずれの浸透探傷用浸透液でも、蛍光浸透探傷検査が、温度別にマイナス１５℃からプラス６０℃までの範囲にて、５ｍｍ／１時間までの雨量であれば、タイプ１対比試験片の傷検出率にて５０μｍでは１００％、３０μｍでは７５％以上の傷検出率が確認できたため、現行の染色浸透探傷試験と同等以上に好適に検査が行えることが確認できた。
【００３４】
以上のように、本実施形態の浸透探傷用浸透液であれば、検査対象が濡れていても浸透探傷検査を好適に行うことができる。
つまり、屋外での浸透探傷検査中に雨が降り出して検査対象が濡れたり、雨後まもなく行う浸透探傷検査であるために検査対象が濡れていたりしている場合でも、本実施形態の浸透探傷用浸透液を使用すれば、浸透探傷検査を好適に行うことができる。
【００３５】
例えばこれまで、鉄道の軌道のレールに対する非破壊検査として浸透探傷検査を行ってきたが、レールが敷設されている範囲は長距離に亘るので、その検査には長時間を要していた。また、レールは屋外に敷設されている範囲が多いので、その検査は天候に左右され易いものであった。
そのため、浸透探傷検査中に天候が変わって雨が降り出してしまい、その時点で検査を中止しなければならないことがあった。また、降水確率は低いものの、雨が降り出しそうな気配がある場合に、浸透探傷検査を開始するか、降雨による中止や中断を避けるために検査を延期するか、判断に迷うことがあった。
従来、鉄道のレールの浸透探傷検査を行うにあたり、上記のような問題があったが、本実施形態の浸透探傷用浸透液であれば、浸透探傷検査中に雨が降り出して検査対象が濡れてしまっても、浸透探傷検査を継続して行うことが可能になる。
このように、本実施形態の浸透探傷用浸透液は、屋外に敷設されている鉄道のレールの浸透探傷検査を行うのに適したものである。
【００３６】
なお、上記実施形態において、水に不溶であり、かつ水中で分散した状態になる性状を有する界面活性剤としてニューコール３−８０（日本乳化剤株式会社製）を使用した場合を例に説明したが、同様の性状を有する界面活性剤としてＤＭＨ−２０（日本乳化剤株式会社製）も使用可能である。
また、ニューコール３−８０とＤＭＨ−２０の混合物を界面活性剤として使用してもよい。
【００３７】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。