(57)【要約】【課題】検出感度を向上できる渦流探傷方法を提供する。【解決手段】被検査対象物Ｗの欠陥Ｗ１１を検査する渦流探傷方法であって、被検査対象物Ｗを磁気飽和状態にして、被検査対象物Ｗに磁粉１３を適用し、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させる工程と、欠陥Ｗ１１に付着していない磁粉１３を除去する工程と、被検査対象物Ｗを磁気飽和状態にしたままの状態で、欠陥Ｗ１１に磁粉１３が付着している被検査対象物Ｗに対して渦流探傷検査を実施する工程と、を行い、磁粉１３の導電率は、被検査対象物Ｗの導電率よりも高い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物の欠陥を検査する渦流探傷方法であって、
前記被検査対象物を磁気飽和状態にして前記被検査対象物に磁粉を適用し、前記欠陥に前記磁粉を付着させる工程と、
前記被検査対象物を磁気飽和状態にしたままの状態で、前記欠陥に前記磁粉が付着している前記被検査対象物に対して渦流探傷検査を実施する工程と、
を行い、
前記磁粉の導電率は、
前記被検査対象物の導電率よりも高い、
渦流探傷方法。
【請求項２】
前記渦流探傷検査を実施する前に、前記欠陥に付着していない前記磁粉を除去する工程、
をさらに行う、
請求項１に記載の渦流探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査対象物の欠陥を検査する渦流探傷方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の生産工程等においては、強度部品の欠陥（例えば、割れ等）を検査している。
このような欠陥を検査する技術としては、渦流探傷検査および磁粉探傷検査等がある。
渦流探傷検査は、検査対象物の表面に発生させた渦電流の乱れを検出することで、被検査対象物の欠陥を検査するものである。
磁粉探傷検査は、被検査対象物を磁化して磁粉を適用し、被検査対象物の欠陥に付着した磁粉模様を確認することで被検査対象物の欠陥を検査するものである。
【０００３】
特許文献１に開示される技術では、渦流探傷ヘッドによって被検査対象物に対して渦流探傷検査を実施する、若しくは、磁粉探傷ヘッドによって被検査対象物に対して磁粉探傷検査を実施する。
特許文献１に開示される技術では、実施した検査で傷の疑いのある信号を検出したときに、原理の異なる検査（例えば、渦流探傷検査を実施して傷の疑いのある信号を検出した場合、磁粉探傷検査）を実施して、傷の疑いのある信号を検出した箇所を再検査する。これにより、特許文献１に開示される技術では、欠陥の検出確率を向上させている。
【０００４】
自動車の生産工程を行う工場等においては、磁粉模様を確認するために用いるカメラのレンズが粉塵で汚れてしまう可能性があるため、磁粉探傷検査を実施できない可能性がある。
また、特許文献１に開示される技術は、渦流探傷検査および磁粉探傷検査そのものの検出感度を向上させるものではない。
【０００５】
従って、特許文献１に開示される技術では、自動車の生産工程を行う工場等において、渦流探傷検査を単体で実施した場合に検出できないような小さい割れを検出できない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１３６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、検出感度を向上できる渦流探傷方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る渦流探傷方法は、被検査対象物の欠陥を検査する渦流探傷方法であって、前記被検査対象物を磁気飽和状態にして前記被検査対象物に磁粉を適用し、前記欠陥に前記磁粉を付着させる工程と、前記被検査対象物を磁気飽和状態にしたままの状態で、前記欠陥に前記磁粉が付着している前記被検査対象物に対して渦流探傷検査を実施する工程と、を行い、前記磁粉の導電率は、前記被検査対象物の導電率よりも高い、ものである。
【０００９】
本発明に係る渦流探傷方法は、前記渦流探傷検査を実施する前に、前記欠陥に付着していない前記磁粉を除去する工程、をさらに行う、ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、検出感度を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】渦流探傷方法の手順を示す図。
【図２】被検査対象物に磁粉を適用する様子を示す図。（ａ）装置構成を示す説明図。（ｂ）欠陥の断面図。
【図３】欠陥に付着していない磁粉を除去する様子を示す図。（ａ）装置構成を示す説明図。（ｂ）欠陥の断面図。
【図４】渦流探傷検査を実施するための装置構成を示す図。
【図５】渦流センサのインピーダンス変化を示す図。
【図６】位相検波した結果を示す図。
【図７】リフトオフと渦電流信号との関係を示す図。（ａ）リフトオフが小さい状態を示す図。（ｂ）リフトオフが大きい状態を示す図。（ｃ）リフトオフの大きさと渦電流信号の大きさとの関係を示すグラフ。
【図８】欠陥に渦流センサを近づけたときのリフトオフとＹ軸成分との関係を示す説明図。（ａ）磁粉を適用していない場合を示す図。（ｂ）磁粉を適用している場合を示す図。
【図９】Ｘ軸成分とＹ軸成分との位相差を示す図。
【図１０】本実施形態の渦流探傷検査によって変化したＹ軸成分に対応するリサージュ波形を示す図。（ａ）Ｙ軸成分に対応するリサージュ波形が大きくなった状態を示す図。（ｂ）位相差が大きくなった状態を示す図。
【図１１】被検査対象物に対して後処理を行う様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本実施形態の渦流探傷方法について説明する。
【００１３】
渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗに対して渦流探傷検査を実施して、被検査対象物Ｗの欠陥Ｗ１１（例えば、割れ等）を検査するものである（図４参照）。
渦流探傷検査は、被検査対象物Ｗの表面Ｗ１に発生させた渦電流の乱れを検出することで、被検査対象物Ｗの欠陥Ｗ１１を検査するものである。
【００１４】
本実施形態の被検査対象物Ｗは、炭素鋼を材料とする直方体の部材であるものとする（図２参照）。
本実施形態の渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗの表面Ｗ１（図２における被検査対象物Ｗの上面）に割れ等の欠陥Ｗ１１がないかを検査するものとする。
【００１５】
なお、説明の便宜上、本実施形態の被検査対象物Ｗの表面Ｗ１には、渦流探傷検査を単独で実施するだけでは検出できない程度に微細な割れが、欠陥Ｗ１１として発生しているものとする（図２に示す欠陥Ｗ１１参照）。
【００１６】
本実施形態の渦流探傷方法は、磁粉１３を用いて渦流探傷検査を実施する点が、従来技術と比較して大きく異なる点である。
【００１７】
以下では、渦流探傷方法の流れについて説明する。
【００１８】
図１および図２（ａ）に示すように、渦流探傷方法では、磁化装置１１によって被検査対象物Ｗを磁気飽和する（ステップＳ１０）。
【００１９】
磁化装置１１は、一対の電極１１ａおよび電源等を具備する。一対の電極１１ａは、被検査対象物Ｗの左右両側面に接触するとともに、被検査対象物Ｗを間に挟んで対向配置される。
磁化装置１１は、このような一対の電極１１ａに電流を供給して被検査対象物Ｗに磁界を作用させ、被検査対象物Ｗを磁化する。
【００２０】
渦流探傷方法では、磁化装置１１による被検査対象物Ｗへ作用させる磁界を強くして、被検査対象物Ｗを磁気飽和する。
このとき、被検査対象物Ｗの表面Ｗ１においては、欠陥Ｗ１１で漏洩磁束が生じる。
【００２１】
なお、被検査対象物Ｗを磁化するための手段は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、永久磁石等であっても構わない。
【００２２】
図１および図２に示すように、被検査対象物Ｗを磁気飽和した後で、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗに磁粉１３を適用する（ステップＳ２０）。
【００２３】
このとき、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗを磁気飽和したままの状態で、内部に磁粉１３が貯溜される磁粉容器１２より被検査対象物Ｗの表面Ｗ１に磁粉１３を供給する。渦流探傷方法では、磁粉容器１２と被検査対象物Ｗとを水平方向に相対的に移動させ、被検査対象物Ｗの表面Ｗ１全体に磁粉１３を供給する。
【００２４】
渦流探傷方法では、導電率が被検査対象物Ｗの導電率よりも高い磁粉１３を供給する。
本実施形態のように被検査対象物Ｗが炭素鋼である場合、渦流探傷方法では、例えば、純鉄を材料とする磁粉等を供給する。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、磁粉１３は、欠陥Ｗ１１で生じる漏洩磁束に集まる。
つまり、前記漏洩磁束によって欠陥Ｗ１１に磁粉１３が付着して、欠陥Ｗ１１の幅は大きくなる。また、磁粉１３が付着して堆積している分だけ、欠陥Ｗ１１の高さ位置（図２（ｂ）における上下方向の位置）は健全部Ｗ１２の高さ位置よりも高くなる。
【００２６】
このように、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗを磁気飽和状態にして被検査対象物Ｗに磁粉１３を適用し、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させる工程を行う。
【００２７】
図１および図３（ａ）に示すように、磁粉１３を適用した後で、渦流探傷方法では、磁化装置１１によって被検査対象物Ｗを磁気飽和したままの状態で、欠陥Ｗ１１に付着していない磁粉１３を除去する（ステップＳ３０）。
【００２８】
このとき、渦流探傷方法では、エアー噴出装置２１のノズルの噴射口を被検査対象物Ｗの表面Ｗ１に向け、ノズルよりエアーＡを噴射する（図３（ａ）に示す矢印Ａ参照）。
これにより、図３（ｂ）に示すように、渦流探傷方法では、欠陥Ｗ１１に付着していない磁粉１３、すなわち、健全部Ｗ１２の磁粉１３を噴き飛ばす（図３（ｂ）に二点鎖線で示す磁粉１３参照）。
【００２９】
渦流探傷方法では、ステップＳ３０を行うことによって、欠陥Ｗ１１だけに磁粉１３が付着した状態にする。
【００３０】
図１および図４に示すように、健全部Ｗ１２の磁粉１３を除去した後で、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗに対して渦流探傷検査を実施する（ステップＳ４０）。
このとき、渦流探傷方法では、磁化装置１１によって被検査対象物Ｗを磁気飽和したままの状態で渦流探傷検査を実施する。
【００３１】
渦流探傷方法では、渦流センサ３１、渦流アンプ３２、およびパーソナルコンピュータ３３を用いて渦流探傷検査を実施する。
【００３２】
渦流センサ３１は、被検査対象物Ｗの上方に配置され、コイルおよびコイルに交流電流を供給する発振器等を具備する。
渦流センサ３１は、発振器より励磁電流が供給されることで、その周囲に磁界を発生させる。これにより、渦流探傷方法では、電磁誘導作用によって、被検査対象物Ｗの表面Ｗ１近傍に渦電流を発生させる。
【００３３】
渦流探傷方法では、渦流センサ３１と被検査対象物Ｗとを水平方向に相対的に移動させる。このとき、前記渦電流は、健全部Ｗ１２では乱れない。一方、前記渦電流は、欠陥Ｗ１１で乱れる。
つまり、渦流センサ３１を欠陥Ｗ１１に近づけたときに、渦流センサ３１（前記渦電流）のインピーダンスは変化する。
【００３４】
また、炭素鋼のような強磁性体を材料とする被検査対象物Ｗに渦流センサ３１を近づけたとき、被検査対象物Ｗの透磁率が大きいことによるノイズの影響で、渦流センサ３１のインピーダンスは変化してしまう。
【００３５】
そこで、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗを磁気飽和した状態で渦流探傷検査を実施している。
このため、渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗの材料に関わらず、渦流探傷検査時に被検査対象物Ｗの透磁率を１に近づけることができる。
【００３６】
これにより、図５に示すように、渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗの透磁率に起因するノイズを相殺できる。
特に、渦流探傷方法は、透磁率が大きい材料からなる被検査対象物Ｗの欠陥Ｗ１１を検査する場合に、ノイズを効果的に低減できる。
【００３７】
なお、図５に示す縦軸の渦電流信号は、前記渦電流の乱れによって発生する渦流センサ３１のインピーダンス変化に対応している。
【００３８】
このように、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗを磁気飽和状態にしたままの状態で、被検査対象物Ｗに対して渦流探傷検査を実施する。
【００３９】
図４に示すように、渦流アンプ３２は、渦流センサ３１と電気的に接続される。渦流アンプ３２は、渦流センサ３１のインピーダンス変化（図５参照）をブリッジ回路等によって検出する。
そして、図６に示すように、渦流アンプ３２は、前記検出結果を位相検波回路によって位相検波して、基準信号と同じ位相のＸ軸成分と、基準信号と９０°異なる位相のＹ軸成分とに渦電流信号を分離する（図６の左側に示すＸ軸成分のグラフおよび右側に示すＹ軸成分のグラフ参照）。
【００４０】
このようなＸ軸成分は、被検査対象物Ｗの形状や材質により発生しているノイズ信号である。
また、Ｙ軸成分は、欠陥信号である。Ｙ軸成分は、欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけたときの渦電流信号を位相検波したときに、その振幅が大きくなる。
【００４１】
ここで、図７に示すように、渦流センサ３１は、被検査対象物Ｗに近づくほど、すなわち、渦流センサ３１と欠陥Ｗ１１とのリフトオフＬ・Ｌ１（渦流センサ３１と被検査対象物Ｗとの上下方向に沿った距離）が小さくなるほど、欠陥Ｗ１１でのインピーダンスの変化量が大きくなる。
【００４２】
図８に示すように、本実施形態の渦流探傷方法では、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させている。このため、渦流探傷方法は、渦流センサ３１と欠陥Ｗ１１とのリフトオフＬを、欠陥Ｗ１１に付着している磁粉１３の高さだけ小さくできる。
従って、渦流探傷方法は、欠陥Ｗ１１での渦流センサ３１のインピーダンスの変化量を大きくできる。
【００４３】
このため、渦流探傷方法は、欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけたときのＹ軸成分の振幅を増大できる。
【００４４】
このように、渦流探傷方法では、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させた被検査対象物Ｗに対して渦流探傷検査を実施する。
【００４５】
図４に示すように、パーソナルコンピュータ３３は、渦流アンプ３２と電気的に接続され、渦流アンプ３２よりＸ軸成分およびＹ軸成分が入力される。
パーソナルコンピュータ３３は、Ｘ軸成分およびＹ軸成分に対して所定の演算処理を行うプログラムが記憶される記憶装置、および前記プログラムを実行可能な演算装置等を備える。
【００４６】
図９に示すように、渦流探傷方法では、パーソナルコンピュータ３３によって、Ｘ軸を横軸とするとともにＹ軸を縦軸とするグラフに、渦流アンプ３２より入力されたＸ軸成分およびＹ軸成分に対応するリサージュ波形３３ａ・３３ｂを作成する。
【００４７】
渦流検査方法では、パーソナルコンピュータ３３によってこのようなＸ軸成分およびＹ軸成分に対応するリサージュ波形３３ａ・３３ｂの位相差θを確認し、例えば、予め設定される位相差の閾値を超えた場合に被検査対象物Ｗに欠陥Ｗ１１があると判定する。
【００４８】
このような位相差θは、図９に示すグラフの原点からＸ軸成分に対応するリサージュ波形３３ａのピークまでを結ぶ直線と、原点からＹ軸成分に対応するリサージュ波形３３ｂのピークまでを結ぶ直線とにより成す角の角度である。
位相差θは、パーソナルコンピュータ３３によって画像処理等を行うことで算出される。
【００４９】
前述のように、渦流探傷方法では、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させてリフトオフＬを小さくし、Ｙ軸成分の振幅を増大させている（図８参照）。
従って、図１０（ａ）に示すように、渦流探傷方法は、欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけたときに、Ｙ軸成分に対応するリサージュ波形３３ｂを大きくできる（図１０（ａ）に示す符号Ｓ・Ｓ１および二点鎖線で示す磁粉１３を用いることなく作成した場合のＹ軸成分に対応するリサージュ波形１３３ｂ参照）。
【００５０】
従って、渦流探傷方法は、微細な欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけた場合でも、位相差θを検出できる程度にＹ軸成分に対応するリサージュ波形３３ｂを大きくできる。
【００５１】
ここで、Ｘ軸成分およびＹ軸成分に対応するリサージュ波形３３ａ・３３ｂの位相差θは、以下の数式１によって表される。
【００５２】
【数１】
2015087358.tif 000003
【００５３】
前記数式１において、Ｘは欠陥Ｗ１１の深さ（図４における欠陥Ｗ１１の上下方向の長さ）、πは円周率、ｆは励磁周波数、μは透磁率、δは導電率である。
【００５４】
本実施形態の渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗの導電率よりも高い磁粉１３を、欠陥Ｗ１１に付着させている。
【００５５】
従って、図１０（ｂ）に示すように、渦流探傷方法は、磁粉１３を用いることなく作成したＹ軸成分に対応するリサージュ波形２３３ｂと比較して、位相差θを大きくできる（前記数式１および図１０（ｂ）に示す位相差θ・θ１参照）。
このため、渦流探傷方法は、微細な欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけた場合でも、欠陥Ｗ１１を検出できる程度まで位相差θを大きくできる。
【００５６】
このように、渦流探傷方法では、磁粉１３の導電率が被検査対象物Ｗの導電率よりも高い。
【００５７】
以上のように、渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗを磁気飽和することで渦流探傷検査時のノイズを低減できるとともに、欠陥Ｗ１１に磁粉１３を付着させることで渦流探傷検査時のシグナルを増大できる。
また、渦流探傷方法は、被検査対象物Ｗの導電率よりも導電率が高い磁粉１３を用いることで、渦流探傷検査時のシグナルをさらに増大できる。
つまり、渦流探傷方法は、磁粉１３を用いることによって渦流探傷検査におけるＳ／Ｎ比を大きく改善できる。
【００５８】
従って、渦流探傷方法では、渦流探傷検査を単独で実施するだけでは検出できない程度に微細な欠陥Ｗ１１に渦流センサ３１を近づけた場合でも、位相差θを確実に検出できる。
【００５９】
このため、渦流探傷方法は、渦流探傷検査を単独で実施するだけでは検出できない程度に微細な欠陥Ｗ１１を検出できる。つまり、渦流探傷方法は、検査感度を向上できる。
従って、渦流探傷方法は、磁粉探傷検査を実施できない自動車の生産工程を行う工場等においても渦流探傷検査にて微細な割れを確実に検出でき、ひいては、製品の破損を未然に防止できる。
【００６０】
また、渦流探傷方法は、渦流探傷検査を実施する前に、健全部Ｗ１２の磁粉１３を除去することで、健全部Ｗ１２の磁粉１３より受けるノイズの影響を低減できる。
このため、渦流探傷方法は、渦流探傷検査におけるＳ／Ｎ比をさらに改善でき、検査感度をさらに向上できる。
【００６１】
このように、渦流探傷方法は、渦流探傷検査を実施する前に、欠陥Ｗ１１に付着していない磁粉１３を除去する工程を行う。
【００６２】
図１および図１１に示すように、渦流探傷検査を行った後で、渦流探傷方法では、脱磁装置４１によって被検査対象物Ｗに対して脱磁処理を行う（ステップＳ５０）。
【００６３】
脱磁処理を行った後で、渦流探傷方法では、後処理装置４２によって被検査対象物Ｗの表面Ｗ１に洗浄液４２ａを噴射して、被検査対象物Ｗを洗浄する等の後処理を行う（ステップＳ６０）。
以上により、渦流探傷方法では、被検査対象物Ｗの欠陥Ｗ１１の検査を完了する。
【００６４】
なお、被検査対象物の形状は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、円板状、平板状、軸状、および筒状等であっても構わない。
【００６５】
また、被検査対象物の材料は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、鉄等であっても構わない。この場合、磁粉は、導電率が鉄の導電率よりも高い材料、例えば、純鉄を材料とする磁粉等が用いられる。
【符号の説明】
【００６６】
１３    磁粉
Ｗ      被検査対象物
Ｗ１１  欠陥
【図１】
2015087358.tif 000004
【図２】
2015087358.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015087358.tif 000009
【図７】
2015087358.tif 000010
【図８】
2015087358.tif 000011
【図９】
2015087358.tif 000012
【図１０】
2015087358.tif 000013
【図１１】
2015087358.tif 000014