(57)【要約】【課題】磁粉模様から欠陥の開口部の幅や深さなどを比較的容易に判断しうる磁粉探傷法およびその磁粉探傷法に用いる磁気シートを提供すること【解決手段】いずれか一方の面側に多数の小室を備え且つこれらの小室に分散媒中に磁粉を分散させたものを封入してなる磁気シート２６または２７を準備する。磁気シート２６の各小室は、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室２ｄと粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室２ｅとがほぼ均等に配置されている。磁気シート２７の各小室には、粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものが封入されている。磁気シート２６または２７を被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シート２６または２７に形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する。【選択図】　　　図７
2004028755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置してなる磁気シートを準備し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項２】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入してなる磁気シートを準備し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項３】
粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉がそれぞれ異なる色に着色されているか、又はいずれか一方の磁粉に発光塗料がコーティングされている請求項１または２記載の磁粉探傷法。
【請求項４】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備え且つこれらの小室に分散媒中に磁粉を分散させたものを封入してなる磁気シートを複数枚準備し、それらの各磁気シートの小室に分散させた磁粉の粒径は磁気シートごとに異なり、その複数枚の磁気シートを順次被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により各磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項５】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、磁気特性Ａを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と、Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置してなる磁気シートを準備し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項６】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、磁気特性Ａを有する磁粉およびＡとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入してなる磁気シートを準備し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項７】
磁気特性Ａを有する磁粉と、Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉がそれぞれ異なる色に着色されているか、又はいずれか一方の磁粉に発光塗料がコーティングされている請求項５または６記載の磁粉探傷法。
【請求項８】
被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備え且つこれらの小室に分散媒中に磁粉を分散させたものを封入してなる磁気シートを複数枚準備し、それらの各磁気シートの小室に分散させた磁粉の磁気特性は磁気シートごとに異なり、その複数枚の磁気シートを順次被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により各磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴とする磁粉探傷法。
【請求項９】
小室の直径が５〜１０００μｍである請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の磁粉探傷法。
【請求項１０】
いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、これらの小室は、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置したものである磁気シート。
【請求項１１】
いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入してなる磁気シート。
【請求項１２】
粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉がそれぞれ異なる色に着色されているか、又はいずれか一方の磁粉に発光塗料がコーティングされている請求項１０または１１記載の磁気シート。
【請求項１３】
いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、これらの小室は、磁気特性Ａを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と、Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置したものである磁気シート。
【請求項１４】
いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、磁気特性Ａを有する磁粉およびＡとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入してなる磁気シート。
【請求項１５】
磁気特性Ａを有する磁粉と、Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉がそれぞれ異なる色に着色されているか、又はいずれか一方の磁粉に発光塗料がコーティングされている請求項１３または１４記載の磁気シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非破壊検査法に関し、さらに、詳細には、強磁性材料を磁化し、割れなどの欠陥部分に生じる磁気の乱れを検知することにより材料の欠陥を検出する方法である磁粉探傷法およびその磁粉探傷法に用いる磁気シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
強磁性体の表面または表面直下に存在する欠陥を検出する方法として、被探傷材を磁化し、欠陥部よりの漏れ磁束に磁粉を吸引させて生じる磁粉模様を観察することにより欠陥を検出する方法である磁粉探傷法は広く使用されている。
【０００３】
この磁粉探傷法は、図１７に示すように、強磁性材である被探傷材５１上に磁石５２を載置し、被探傷材５１を磁石５２で磁化して表面近傍の欠陥５３の部分に現れる漏れ磁束５４に磁粉５５を吸引させて磁粉模様を生じさせ、微小欠陥を可視化させる方法であり、ＪＩＳ−Ｇ０５６５−１９９２に規定された方法は、磁粉を被探傷面に空気とともに吹き付けるか、または、磁粉を均一に分散させた検査液を被探傷面上に静かに流して、漏れ磁束が生じている部分に現れる磁粉模様を肉眼にて直接観察する方法（以下「ＪＩＳの磁粉探傷法」という）である。
【０００４】
しかし、上記ＪＩＳの磁粉探傷法は、微小欠陥の検出に使用した場合、漏れ磁束が小さくて磁粉を吸引する磁力が弱いので、空気あるいは液体とともに磁粉を流すと、その流れの慣性力のために漏れ磁束部位に磁粉を吸引しにくく、被探傷材を磁化しながら連続的に磁粉を流す必要があり、目視で判断できる状態にするには時間がかかるという欠点がある。また、被探傷面が傾斜していると、検査液の重力のために磁粉の移動速度が速くなり、漏れ磁束に磁粉を吸引するのが困難になり、特に、被探傷面が鉛直方向であると、洩れ磁束に磁粉を吸引させるのにかなりの熟練を要する。さらに、被探傷面が予め十分に清掃されていないと、被探傷面と磁粉模様とのコントラストがつきにくくなるので、探傷前に被探傷面を予め十分に清掃しておかなければならないという煩わしい作業が必要であり、探傷作業後には磁粉や液体の除去と清掃作業が必要である。その上、磁粉の再使用が不可能であり、経済的に不利である。そして、被探傷面に凹凸があると、磁粉が凹部に溜まり、疑似模様が欠陥と誤判断される可能性がある。
【０００５】
また、特公昭６０−３４０６６号公報には、図１８（ａ）に模式的に示すように、磁粉を分散させた検査液６１を密閉された可撓性容器６２に封入し、非導電性弾性薄膜６３を被探傷材に押しつけ、欠陥部の漏洩磁束による磁粉模様を非導電性弾性薄膜６３上に画かせて、この磁粉模様を容器６２の透明部６４を通して観察する方式のもの（以下「従来の磁粉探傷法１」という）が記載されている。この従来の磁粉探傷法１は、漏れ磁束のかなり大きい巨大欠陥を対象とする場合には適用することが可能である。しかし、一般構造物の微小欠陥の検出に適用するのは困難である。というのは、従来の磁粉探傷法１もＪＩＳの磁粉探傷法と同じく、磁粉を吸引する漏れ磁束の磁力が小さく、図１８（ｂ）に示すように、被探傷材６５の表面の微小欠陥６６に対応して生じる洩れ磁束の磁力の及ぶ範囲の検査液中に分散した磁粉を凝集し、凝集物６７を生じさせても、その凝集量が少ないので、探傷前に透明部６４から見た状態を示す図１８（ｃ）と、磁粉の凝集物６７による磁粉模様６８を透明部６４から見た状態を示す図１８（ｄ）との差異はそれほど明瞭でなく（磁粉模様６８がうすくて判別しにくく）、欠陥の検出が困難である。そこで、検査液中の磁粉の濃度を高めると、凝集磁粉量は多くなるが、検査液自体が磁粉により黒ずむなど、磁粉の凝集部分と他の部分とのコントラストがつきにくくなる。また、連続的に探傷する場合は、直前の探傷による磁粉の凝集物を再度均一に分散させなければ、明確な磁粉模様を得ることはできないが、密閉容器６２内の液体を流動化させることは難しく、液体と磁粉の相対的な動きを液体の流れにより生じさせることも困難である。さらに、凹凸のある面を探傷する際、非導電性弾性薄膜６３が可撓性を有するとしても、凸部に接触する容器の検査液の高さ（Ｈ）が減少し、磁粉模様にバラツキが生じ、欠陥の検出感度が低下する。
【０００６】
さらに、特公昭６１−４５１８６号公報には、図１９（ｂ）に示すように、透明可撓性薄膜７１と白色可撓性薄膜７２からなる可撓性ベルト７３内の空間に磁粉を含有する検査液７４を封入し、図１９（ａ）に示すように、この可撓性ベルト７３を３本の遊動輪７５と１本の駆動輪７６との間に架け渡し、磁化電極７７によって被探傷材７８を連続的に磁化し、無限軌道を構成する可撓性ベルト７３を被探傷材７８に接触させつつ磁粉探傷する構成のもの（以下「従来の磁粉探傷法２」という）が記載されている。しかし、この従来の磁粉探傷法２は、可撓性容器が可撓性ベルトに代わっただけで、上記した従来の磁粉探傷法１と同様の欠点を有している。
【０００７】
そこで、本出願人は、先に、微小欠陥の検出感度が大きくて微小欠陥の有無の判定が容易な磁粉探傷法および磁粉探傷装置に関する改良発明について特許出願を行った（特願平１１−１８９３２８号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人による改良発明は、磁気シートに描かれた磁粉模様を肉眼で観察して欠陥を検出する方法であり、微少欠陥の検出感度を向上させることは可能である。しかし、磁気シートの各小室内の分散媒中に分散させた磁粉の粒径はほぼ同じであって、漏れ磁束の強さによって小室内を移動する磁粉の量は異なり、その様々な磁粉量に応じて形成される磁粉模様も異なるが、その磁粉模様の僅かな変化から欠陥の開口部の幅や深さなどを推定するのは困難であることが多い。
【０００９】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、磁粉模様から欠陥の開口部の幅や深さなどを比較的容易に判断しうる磁粉探傷法およびその磁粉探傷法に用いる磁気シートを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置してなる磁気シートを採用し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、被探傷材を磁化手段で磁化すると、被探傷材の表面または表面近傍に存在する微小欠陥に起因して生じる漏れ磁束の磁力により磁粉は瞬時に小室内を泳動し、磁気シートに一定の磁粉模様を形成する。そして、被探傷材に存在する欠陥に起因して漏れる磁束の強さは欠陥が大きくなると増加する。粒径が大きい磁粉を吸着するには強い漏れ磁束が必要である。そこで、粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉が存在する場合において、寸法の大きい欠陥に起因して発生する強い漏れ磁束があると、粒径の小さい磁粉に加えて粒径の大きい磁粉が吸着されて移動するので、粒径の小さい磁粉のみで形成される磁粉模様に比べて磁粉模様のコントラストが明瞭になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は、被探傷材を磁化手段で磁化し、被探傷材の表面または表面近傍に存在する磁束の通過を妨げる欠陥により該欠陥直上の空間に漏れ磁束を生じさせ、該洩れ磁束で磁粉を吸引することにより形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出する磁粉探傷法において、いずれか一方の面側に多数の小室を備えた磁気シートであって、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置してなる磁気シートを準備し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、漏れ磁束により磁気シートに形成される磁粉模様に基づいて欠陥を検出することを特徴としている。
【００１２】
本発明は、磁粉探傷法において、粒径が大きい磁粉の吸着には分散媒中を移動する際の抵抗の増加によって強い磁束が必要なので、被探傷材に存在する欠陥に起因して漏れる磁束は欠陥が大きいほど強くなるという関係を利用した発明である。粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉が存在する場合において、寸法の大きい欠陥に起因して発生する強い漏れ磁束があると、粒径の小さい磁粉に加えて粒径の大きい磁粉が吸着されて移動するので、粒径の小さい磁粉のみで形成される磁粉模様に比べて磁粉模様のコントラストが明瞭になり、欠陥寸法（開口部の幅や深さ）の判断が比較的容易にできる。
【００１３】
多数の小室を有する磁気シートに粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉を存在させる方法として、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に磁気シートに配置する方法以外に、粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを磁気シートの各小室に封入する方法を採用することもできる。
【００１４】
また、欠陥寸法を判断する方法として、多数の小室を有する磁気シートにおいて、磁気特性Ａを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と、磁気特性Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に磁気シートに配置する方法を採用することもできる。例えば、磁気特性Ａを有する磁粉の飽和磁束密度が磁気特性Ｂを有する磁粉の飽和磁束密度より高ければ、後者磁粉の方が漏れ磁束に吸着されにくい。従って、欠陥寸法が小さい場合は、磁気特性Ａを有する磁粉が優先的に漏れ磁束に吸着されて、磁気シートに形成される磁粉模様は主として磁気特性Ａを有する磁粉からなる。一方、欠陥寸法が大きい場合は、磁気特性Ａを有する磁粉に加えて磁気特性Ｂを有する磁粉も漏れ磁束に吸着されて、磁気シートには磁気特性Ａを有する磁粉と磁気特性Ｂを有する磁粉との混合物よりなる磁粉模様が形成される。このように、磁気特性の異なる磁粉を用いることで、欠陥寸法に応じて形成される磁粉模様の種類（濃度や色あい）が異なるので、その磁粉模様を観察することで、欠陥寸法の大小を相対的に判断することができる。さらに、磁気特性Ａを有する磁粉および磁気特性Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを磁気シートの各小室に封入する方法を採用することもできる。この場合も、上記と同様に、欠陥寸法に応じて形成される磁粉模様の種類（濃度や色あい）が異なるので、その磁粉模様を観察することで、欠陥寸法の大小を相対的に判断することができる。
【００１５】
粒径が大きい磁粉と粒径が小さい磁粉をそれぞれ異なる色に着色するか、又はいずれか一方の磁粉に発光塗料をコーティングすれば、紫外線を照射することで、磁粉模様のコントラストを一層明瞭にすることができるので好ましい。
【００１６】
磁気特性Ａを有する磁粉と、Ａとは異なる磁気特性Ｂを有する磁粉にそれぞれ異なる色の塗料をコーティングするか、またはいずれか一方の磁粉に磁粉の色とは異なる色の塗料をコーティングするかもしくは発光塗料をコーティングすれば、一方の磁粉の飽和磁束密度を低下させ、両磁粉の飽和磁束密度の差を広げることができる。例えば、磁気特性Ａを有する磁粉の飽和磁束密度が磁気特性Ｂを有する磁粉の飽和磁束密度より高いとき、磁気特性Ｂを有する磁粉に塗料をコーティングすれば、両磁粉の飽和磁束密度の差をさらに広げることができるので、欠陥寸法に応じて形成される磁粉模様の濃度や色あいなどの相違点をさらに強調することが可能である。発光塗料をコーティングする場合、紫外線を照射することで、磁粉模様の相違点を、より強調することが可能である。
【００１７】
本発明に係る磁粉探傷法は、磁気シートによる被探傷材の欠陥検出法であって、短時間のうちに検出結果が得られ、熟練を要せず、探傷前後に被探傷面を清掃する必要もなく、磁粉の再使用が可能であり、不均一に変化する表面部分の欠陥検出精度が高いという特徴を有している。そこで、磁気シート、磁気シートによる欠陥検出法の概略、磁気シートを用いた本発明の磁粉探傷法、探傷結果の記録、磁化手段および本発明の磁粉探傷法の具体的な適用例について順次説明する。
（１）磁気シート
磁気シートとは、図１（ａ）に示すように、２枚の透明シート１ａ、１ｂ間に多数の小室２を有し、この小室２内に微細な磁粉３（図では多数の微細な磁粉が凝集することにより黒い塊で表されている）を分散させた分散媒４を封入したものであり、一方のシート１ｂに磁粉模様消去用磁石５を当接させつつ矢示方向に移動させることにより小室内の磁粉３を一方のシート１ｂ側に一様に移動させ、その結果、他方のシート１ａ側の小室２内には磁粉３が存在しない状態にされ、シート１ａを観察しても、図１（ｂ）に示すように、何も見えない。次いで、図１（ｃ）に示すように、シート１ａに磁石ペン６を当接させつつ紙面直角方向に移動させると、小室２内の磁粉３が吸引されてシート１ａ側に移動し、図１（ｄ）に示すように、シート１ａに瞬時に磁粉模様７を画くことができる。
（２）磁気シートによる欠陥の検出
係る構成の磁気シートを用いて、以下のようにして欠陥を検出することができる。
ａ．探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面とは反対側の面に移動させた場合
図２（ａ）に示すように、シート１ａに当接させつつ磁粉模様消去用磁石５を矢示方向に移動させると、小室内の磁粉３はシート１ａ側に移動してシート１ｂ側の小室には磁粉が存在しなくなり、図２（ｂ）に示すように、シート１ｂを観察しても何も見えない。次いで、図２（ｃ）に示すように、この磁気シートのシート１ｂ側を被探傷材８上に載置し、適切な磁化手段で被探傷材８を磁化すると、被探傷材８の表面近傍に欠陥９が存在する場合、その部分に生じる洩れ磁束により小室２内のシート１ａ側にある磁粉３の一部がシート１ｂ側に吸引されて、図２（ｄ）に示すように、欠陥９に対応した磁粉模様１０がシート１ｂ側に現れるのを観察できる。
【００１８】
探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面とは反対側の面に移動させておくと、微小欠陥に対応して生じる漏れ磁束は小さいので、後記するように、探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面側に移動させた場合（図３（ｄ））に比べて、磁粉模様が明瞭に現れにくくなる。
ｂ．探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面側に移動させた場合
微小欠陥を検出する場合、その漏れ磁束は僅かであり、磁粉を極力探傷面側に近づけておくことが好ましい。そこで、図３（ａ）に示すように、磁粉模様消去用磁石５をシート１ｂに当接させて矢示方向に移動させると、磁粉３は磁石５の磁力で吸引されてシート１ｂ側に移動するが、小室２外に出ることはできないため、小室２の側面に多くの磁粉が溜まった状態になり、このシート１ｂを観察すると、図３（ｂ）に示すように、全体的に灰色を呈する状態が見られる。
【００１９】
そして、図３（ｃ）に示すように、この磁気シートのシート１ｂ側を被探傷材に当接する面側として被探傷材８上に載置し、適切な磁化手段で被探傷材８を磁化すると、被探傷材８に欠陥９が存在する場合、欠陥９を挟んでその両側でＮ極、Ｓ極が形成されるが、欠陥９が微小なものである場合、Ｎ極−Ｓ極は極めて接近し、そのため、欠陥９の部分に生じる漏れ磁束の磁束密度は大きくなり、しかも、磁束の移動がないので、欠陥９直上の小室２ａ内にある磁粉のほぼ全量は欠陥９側に引き寄せられ、欠陥９直上の小室２ａに隣接する小室２ｂ、２ｃ内にある磁粉も、小室２ａ側に引き寄せられるので、図３（ｃ）に示すように、小室２ｂ、２ｃの被探傷材に当接する面側には、磁粉が存在しない領域１１が存在するようになる。
【００２０】
そこで、被探傷材に当接する面側のシート１ｂを観察すると、図３（ｄ）およびその部分拡大図である図３（ｅ）に示すように、欠陥に対応する中央部には、黒色の磁粉模様１２が見られ、この黒色の部分の周囲には白色の部分１３が存在する様子を観察することができる。このように、欠陥の存在を知らせる「色のコントラスト」が大きくなるので、目視で容易に微小欠陥の存在を判定できるようになる。
【００２１】
このような磁気シートを用いれば、磁粉は小室内を移動するのみであり、探傷面が傾斜している場合の影響も極小であり、磁粉は欠陥部に生じる漏れ磁束による磁力により吸引されて、欠陥に対応した磁粉模様を呈するので、欠陥の検出感度が比較的大きいという効果がある。また、磁気シートによる磁粉模様は、中心部に黒色の部分があり、その周囲に白色の部分があるという顕著な特徴を有しており、色のコントラスト（白枠効果）による視覚に訴える効果が大きく、欠陥の判定が容易であるという効果もある。その他、磁粉模様は瞬時に形成されるので、欠陥の検出時間が短いという効果もある。
【００２２】
上記したように、磁気シートを用いた磁粉探傷法による磁粉模様は、中心部に黒色の部分があり、その周囲に白色の部分があるという顕著な特徴を有しており、色のコントラスト（白枠効果）による視覚に訴える効果が大きく、欠陥の判定が容易である。その場合、欠陥の大きさに比較して小室が大きすぎると、色のコントラストが現れにくくなるので、小さい方が好ましいが、小さ過ぎると小室の製造コストが高くなるだけでなく、小室内に含まれる磁粉の量が少なくなり、色のコントラストが小さくなるという不都合が生じる。そのため、磁粉模様のコントラストを明瞭にするために、磁粉を分散させた分散媒（水、白灯油またはアルコール類等）を封入する小室の直径は、５〜１０００μｍ（いわゆるマイクロカプセル相当の大きさ）が好ましい。
【００２３】
いずれか一方の面側に多数の小室を備え且つこれらの小室に分散媒中に磁粉を分散させたものを封入してなる磁気シートを採用し、その磁気シートを被探傷材の探傷面に当接させるか又は押し当てて密着させ、被探傷材を磁化手段で磁化すると、被探傷材の表面または表面近傍に存在する微小欠陥に起因して生じる漏れ磁束の磁力により磁粉は瞬時に小室内を泳動し、磁気シートに一定の磁粉模様を形成することができる。すなわち、探傷前に小室内の磁粉を被探傷材に当接する面側に移動させておくと、図３（ｄ）に示すように磁気シートに明瞭な磁粉模様を描くことができるので、欠陥の存在を知ることはできる。そして、欠陥の存在により発生する漏れ磁束の強さは、ほぼ欠陥の大きさに比例するので、欠陥が大きくなると漏れ磁束によって移動する磁粉量は増える。従って、その磁粉量の多寡によって形成される磁粉模様の色調は異なるが、磁粉量の多寡に基づく色調の相違から欠陥の大小（欠陥の開口部の幅や深さ）を評価するのは難しいことが多い。
【００２４】
しかし、本発明によれば欠陥の大小に対応して磁粉模様のコントラストを明瞭にしたり、磁粉模様の相違点を強調することが可能になる。次に、本発明の磁粉探傷法を好適に実施しうる探傷装置を用いて磁粉探傷する方法を説明する。
（３）磁気シートを用いた本発明の磁粉探傷法
図４は磁粉探傷装置の一例を示す断面図である。図４において、１４は電磁石、１５は被探傷材、１６は磁気シールドを構成する極く薄い塗膜である。被探傷材に当接する面側の透明プラスチック製のシート１７とその反対面側の透明プラスチック製のシート１８との間に小室（図１〜図３参照）を多数有し、この小室内に光硬化性分散媒である一液型紫外線硬化性樹脂を含む分散媒中に多数の微細な磁粉を分散させた磁気シート１９が塗膜１６上に載置されている。塗膜１６は必ずしも必要なものではないが、欠陥部の漏れ磁束を減衰させないために、欠陥検出（磁粉模様の明瞭度）の要求レベルに応じて設けることができる。
【００２５】
そして、図４に示す構成の磁粉探傷装置を用いて、被探傷材１５の表面に存在する「欠陥２０の大小」と磁気シート１９の小室内の「磁粉の相違」による磁気シートに描かれる磁粉模様の変化について説明する。
（１）　欠陥の大小
図５（ａ）は、開口部の幅ｗが０．１ｍｍであって、深さｄは、１．０ｍｍである小さい欠陥２１を示す。
【００２６】
図５（ｂ）は、開口部の幅ｗが０．１ｍｍであって、深さＤは、３．０ｍｍである大きい欠陥２２を示す。
（２）　磁気シートの種類
イ．各小室に粒径がほぼ等しい大きさの磁粉を分散させた磁気シート
図６（ａ）に示すように、粒径が３〜２０μｍの範囲の多数の磁粉（大粒径磁粉）を小室内の分散媒中に分散させた磁気シート２３と、図６（ｂ）に示すように、粒径が０．５〜５μｍの範囲の多数の磁粉（中粒径磁粉）を小室内の分散媒中に分散させた磁気シート２４と、図６（ｃ）に示すように、粒径が０．１〜１．０μｍの範囲の多数の磁粉（小粒径磁粉）を小室内の分散媒中に分散させた磁気シート２５とを準備した。図６（ａ）〜（ｃ）において、黒い丸が磁粉を示す。
ロ．大粒径磁粉と小粒径磁粉を有する磁気シート
図７（ａ）に示すように、大粒径磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室２ｄと小粒径磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室２ｅとをほぼ均等に配置した磁気シート２６と、図７（ｂ）に示すように、大粒径磁粉と小粒径磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入してなる磁気シート２７とを準備した。大粒径磁粉と小粒径磁粉の粒径範囲は上記の通りである。
（３）　探傷結果
イ．小欠陥を探傷した場合
図４の被探傷材１５の欠陥が図５（ａ）の小さい欠陥２１であった場合において、図４に示す磁粉探傷装置を用いて、磁気シート２３、２４、２５、２６、２７で磁粉探傷した結果磁気シートに描かれた磁粉模様を、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。
【００２７】
大粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２３に描かれた磁粉模様は、図８（ａ）に示すように、磁粉模様がやや不明瞭である。中粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２４に描かれた磁粉模様も、図８（ｂ）に示すように、やや不明瞭である。しかし、小粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２５に描かれた磁粉模様は、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）や図８（ｂ）のものより明瞭である。
【００２８】
一方、大粒径磁粉と小粒径磁粉の共存する磁気シート２６と２７に描かれた磁粉模様は、図８（ｄ）と図８（ｅ）に示すように、図８（ｃ）のものと同じ程度の明瞭さである。
ロ．大欠陥を探傷した場合
図４の被探傷材１５の欠陥が図５（ｂ）の大きい欠陥２２であった場合において、図４に示す磁粉探傷装置を用いて、磁気シート２３、２４、２５、２６、２７で磁粉探傷した結果磁気シートに描かれた磁粉模様を、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。
【００２９】
この場合、漏れ磁束が小欠陥の場合より強いので、大粒径磁粉が移動しやすく、大粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２３に描かれた磁粉模様は、図９（ａ）に示すように、磁粉模様が明瞭である。中粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２４と小粒径磁粉のみを小室内に分散させた磁気シート２５に描かれた磁粉模様も、図９（ｂ）と（ｃ）に示すように、図８（ｂ）や図８（ｃ）のものより明瞭であるが、鮮明度は図９（ａ）のものが最も優れている。
【００３０】
一方、大粒径磁粉と小粒径磁粉の共存する磁気シート２６と２７に描かれた磁粉模様は、図９（ｄ）と図９（ｅ）に示すように、図９（ａ）のものと同じ程度の明瞭さである。
（４）　磁気特性の相違
欠陥寸法を判断する方法として、粒径の異なる磁粉を用いる方法に代えて、磁気特性の異なる磁粉を用いることもできる。基本的に本発明に用いる磁粉は、いわゆる軟質磁性材料が好ましく、飽和磁束密度が高く、保磁力が低く、初透磁率および最大透磁率が高く、ヒステリシス損が小さいことなどが望まれる。例えば、一方の磁粉が、ＪＩＳ−Ｃ２５０３のＳＵＹＢ０に相当する磁気特性（本発明の磁気特性Ａに相当）を有し、他方の磁粉が、ＪＩＳ−Ｃ２５０３のＳＵＹＢ３に相当する磁気特性（本発明の磁気特性Ｂに相当）を有する場合を挙げることができる。また、一方の磁粉が、ＪＩＳ−Ｃ２５０４のＳＵＹＰ０に相当する磁気特性（本発明の磁気特性Ａに相当）を有し、他方の磁粉が、ＪＩＳ−Ｃ２５０４のＳＵＹＰ３に相当する磁気特性（本発明の磁気特性Ｂに相当）を有する場合を挙げることができる。磁気特性Ａと磁気特性Ｂの差は、少なくとも上記ＪＩＳ規格程度の差を有するのが好ましい。
【００３１】
また、磁気特性Ａを有する磁粉として、四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）の粉体を用い、磁気特性Ｂを有する磁粉として、三二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の粉体を用いることもできる。この場合、三二酸化鉄の粉体の方が四三酸化鉄の粉体より漏れ磁束に吸着されにくにので、磁粉模様の色相が黒色または黒色に近ければ、欠陥の大きさが相対的に小さく、磁粉模様の色相が赤褐色または赤褐色に近ければ、欠陥の大きさは相対的に大きいと判断できる。
（４）探傷結果の記録
磁気シートによる探傷結果の記録を残そうとすれば、その磁粉模様をスケッチするか、写真撮影することにより可能であるが、スケッチや写真は時を経るにつれて、画像が薄れたり、汚れたり、または欠損したりすることがあるので、探傷データを正確に長期間保存することができないことがある。
【００３２】
そこで、探傷結果を確実に長期間保存記録するために、上記のように、小室内に一液型紫外線硬化性樹脂を含む分散媒を封入した磁気シート１９に紫外線を照射することにより、分散媒が硬化して、小室内の多数の微細な磁粉からなる磁粉模様を固定することができる。一液型紫外線硬化性樹脂は他成分の添加なしに紫外線照射装置から発せられる紫外線に高感度で反応して秒単位で硬化する樹脂である。なお、紫外線を照射することにより硬化するものであれば、上記の一液型紫外線硬化性樹脂以外のものを使用することもできる。
【００３３】
また、紫外線を含む光の照射により硬化する樹脂に代えて、熱を加えることにより硬化する熱硬化性樹脂を用いることもでき、電子線を照射することにより高分子材料を架橋して硬化する電子線硬化性樹脂を用いることもでき、空気に接している間は硬化せずに長期間液状を保っており、空気から遮断された状態（例えば、ネジ締結部などのように互いに隣接する二面間の微細な隙間など）に置かれると、容易に重合硬化する嫌気性硬化樹脂を用いることもできる。
【００３４】
さらに、磁粉に発光塗料（夜光塗料）をコーティングすれば、可視光や紫外線をその磁粉模様に照射すると、暗室でも長時間にわたって発光し、磁粉模様のコントラストがより明瞭になるので好ましい。
（５）磁化手段
図１０は、磁化手段の一例を示す図であり、磁化手段として被探傷材１５上に断面「コ」の字状の永久磁石２８を載置することもできるし、また、陽極側のプレート２９ａと陰極側のプレート２９ｂとの間に一定の電圧を印加して磁界を発生させる方式のものを用いることもできる。
（６）本発明の磁粉探傷法の適用例
従来の磁粉探傷法では、探傷結果を目視で十分に評価する能力をもったベテラン検査員と、磁粉を分散させた検査液と、磁化手段と、磁粉模様の視認を容易にするための蛍光ランプが必須であったが、本発明によれば、磁化手段と磁気シートがあればよく、特別の検査能力を持った検査員を必要としない。
【００３５】
また、従来の磁粉探傷法では、被探傷材の欠陥部を直接検査員が視認する必要があったため、障害物の存在により検査員の視認が困難な狭隘部、壁面裏側、天井裏、小径管内面、長尺管の奥部内面等の磁粉探傷は、ほとんど不可能であった。また、地下埋設管や山中に埋められている発電用水圧鉄管等では、探傷に利用することができる空間が十分広くないため、検査員の探傷作業は困難を極める一方、探傷部を直接視認するための最小限の必要作業空間を確保するため、地下や地中を掘削する作業コストが膨大なものであった。しかし、本発明は、磁気シートを用いた探傷作業であるため、狭隘部等の探傷作業も可能であり、特別の探傷作業空間を設ける必要もない。
【００３６】
また、検査員の接近が困難な高所、山中、空中、宇宙等で探傷作業をする場合、作業足場や作業梯子等の特別の作業補助手段を確保する必要がある。さらに、原子炉用機器では、被爆を回避するために検査員が接近できないので、事実上、探傷作業は不可能である。しかし、本発明は、磁気シートを用いた探傷作業であるため、特別の作業補助手段を必要とせず、比較的簡単な方法で従来不可能または困難であった場所の探傷作業が可能となる。
【００３７】
以下に、本発明の磁粉探傷法の具体的な適用例について説明する。
（１）　狭隘部、壁面裏側の探傷作業
図１１に示すように、磁気シート３０を押圧具３１で歯車３２の歯面と歯面の間の狭隘部に当接させ、図１０に示すような磁化手段で歯車３２の探傷部位を磁化し、その後磁気シート３０を回収して磁気シート３０の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
【００３８】
図１２に示すように、壁面３３の裏側に磁気シート３４を貼着し、磁化手段３５で壁面３３の探傷部位を表側から磁化し、その後磁気シート３４を回収して磁気シート３４の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
【００３９】
図１３に示すように、一方の部材３６と他方の部材３７の間の開口部から磁気シート３８を挿入して被探傷材３９に貼着し、図１０に示すような磁化手段を上記開口部から挿入して被探傷材３９の探傷部位を磁化し、その後磁気シート３８を回収して磁気シート３８の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
（２）　管内面の探傷作業
管内面に沿わせるように、磁気シートを貼着し、図１０に示すような磁化手段をその管外側の探傷部位に対応する箇所に設置して探傷部位を磁化し、その後磁気シートを回収して磁気シートの探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
（３）　地下埋設管外面の探傷作業
図１４に示すように、地下埋設管４０の溶接部位４１の探傷をするために探傷部位に磁気シート４２を貼着し、図１０に示すような磁化手段をその管外側の探傷部位に設置して探傷部位を磁化し、その後磁気シート４２を回収して磁気シート４２の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
（４）　車体下周りの探傷作業
図１５に示すように、車体４３の底面の探傷部位に磁気シート４４を貼着し、図１０に示すような磁化手段で探傷部位を磁化し、その後磁気シート４４を回収して磁気シート４４の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
（５）　高所の探傷作業
図１６（ａ）に示すように、高所の溶接部位４５の探傷をするために、遠隔操作手段４６で磁気シート４７を高所の溶接部位４５に貼着し、図１６（ｂ）に示すように、同遠隔操作手段４６の先端部に磁化手段４８を取りつけて溶接部位４５を磁化し、図１６（ｃ）に示すように、再び遠隔操作手段４６で磁気シート４７を回収して磁気シート４７の探傷面に描かれた磁粉模様を観察する。
【００４０】
橋梁の外面探傷、球形貯槽の外殻表面探傷、船殻表面探傷等の高所あるいは空中設置機器の探傷作業のように、検査員が接近するのが困難な場所や直接視認するのが困難な場所の探傷作業の場合、図１６に示す方法と同じように、磁気シートを遠隔操作手段で探傷部位に貼着し、同遠隔操作手段の先端部に磁化手段を取りつけて探傷部位を磁化し、再び遠隔操作手段で磁気シートを回収して磁気シートの探傷面に描かれた磁粉模様を観察することができる。
【００４１】
また、被爆の懸念がある原子炉用機器の探傷の場合、検査員は原子炉から離れた場所にいながら、図１６に示す方法と同じように、磁気シートを遠隔操作手段で原子炉用機器の探傷部位に貼着し、同遠隔操作手段の先端部に磁化手段を取りつけて探傷部位を磁化し、再び遠隔操作手段で磁気シートを回収して磁気シートの探傷面に描かれた磁粉模様を観察することができる。
【００４２】
さらに、宇宙のような真空中や無重力空間での探傷の場合、検査員はロケット内等の居住空間にいながら、図１６に示す方法と同じように、磁気シートを遠隔操作手段でロケット外の機器の探傷部位に貼着し、同遠隔操作手段の先端部に磁化手段を取りつけて探傷部位を磁化し、再び遠隔操作手段で磁気シートを回収して磁気シートの探傷面に描かれた磁粉模様を観察することができる。
【００４３】
このように、本発明によれば、磁気シートと適切な磁化手段だけで探傷できるので、従来探傷作業が不可能あるいは極めて困難であった狭隘部、壁面の裏側等の場所の探傷作業が可能となる。磁気シートは安価な材料であり、探傷作業そのものが簡単であって煩雑で高度の検査技能を必要としないから、専門検査員を養成するための教育を必要とせず、さらに、探傷部位が地中にある場合でも、探傷作業空間を確保するために地中を掘削する必要もない。従って、探傷に要するコストを極めて低くすることができる。
【００４４】
また、本発明によれば、磁気シートと適切な磁化手段と必要に応じて備える簡単な遠隔操作手段だけで探傷できるので、従来探傷作業が不可能あるいは極めて困難であった高所や空中設置機器、原子力関連機器および宇宙空間設置機器等の探傷作業が可能となる。従って、作業足場等の特別の作業補助手段を必要とせず、検査員が危険にさらされることもなく、安全且つ容易に探傷作業を実施することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上のとおり構成されているので、つぎの効果を奏する。
（１）請求項１、２、４、５、６、８記載の発明によれば、磁粉模様から欠陥の開口部の幅や深さなどを比較的容易に判断しうる磁粉探傷法を提供することができる。
（２）請求項３、９記載の発明によれば、欠陥寸法による磁粉模様のコントラストを一層明瞭にすることができる。
（３）請求項７記載の発明によれば、欠陥寸法による磁粉模様の差異を強調することができる。
（４）請求項１０、１１、１２、１３、１４、１５記載の発明によれば、それぞれ請求項１、２、３、５、６、７記載の発明を実施するに好適な磁気シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、磁気シートの使用例を説明する図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、磁気シートによる欠陥検出法の一例を説明する図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、磁気シートによる欠陥検出法の別の例を説明する図である。
【図４】本発明の磁粉探傷法を好適に実施することができる磁粉探傷装置の要部を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は被探傷材表面の小さな欠陥の一例を示す側面図、図５（ｂ）は被探傷材表面の大きな欠陥の一例を示す側面図である。
【図６】図６（ａ）は小室内に大粒径磁粉を有する磁気シートの断面図、図６（ｂ）は小室内に中粒径磁粉を有する磁気シートの断面図、図６（ｃ）は小室内に小粒径磁粉を有する磁気シートの断面図である。
【図７】図７（ａ）は、粒径が大きい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室と粒径が小さい磁粉を分散媒中に分散させたものを封入してなる小室とをほぼ均等に配置した磁気シートの一例を示す断面図、図７（ｂ）は、大粒径磁粉と小粒径磁粉との混合物を分散媒中に分散させたものを各小室に封入した磁気シートの一例を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｅ）は、図６と図７の磁気シートを使用して、図５（ａ）に示す小さな欠陥を探傷した場合の磁粉模様を示す図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｅ）は、図６と図７の磁気シートを使用して、図５（ｂ）に示す大きな欠陥を探傷した場合の磁粉模様を示す図である。
【図１０】磁化手段の一例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の磁粉探傷法の適用例を示す図である。
【図１２】本発明の磁粉探傷法の別の適用例を示す図である。
【図１３】本発明の磁粉探傷法のさらに別の適用例を示す図である。
【図１４】本発明の磁粉探傷法のさらに別の適用例を示す図である。
【図１５】本発明の磁粉探傷法のさらに別の適用例を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の磁粉探傷法のさらに別の適用例を示す図である。
【図１７】磁粉探傷法のメカニズムを説明する図である。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｄ）は、従来の磁粉探傷装置による磁粉探傷法を説明する図である。
【図１９】図１９（ａ）は従来の別の磁粉探傷装置の斜視図であり、図１９（ｂ）はその磁粉探傷装置に使用するベルトの断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１７、１８…シート
２、２ａ、２ｂ、２ｃ…小室
３、５５…磁粉
４…分散媒
５…磁粉模様消去用磁石
６…磁石ペン
７、１０、１２、６８…磁粉模様
８、１５、３９、５１、６５、７８…被探傷材
９、２０、５３…欠陥
１４…電磁石
１６…磁気シールド
１９、２３、２４、２５、２６、２７、３０、３４、３８、４２、４４、４７…磁気シート
２１…小欠陥
２２…大欠陥
２８…永久磁石
３１…押圧具
３２…歯車
３３…壁面
３５、４８…磁化手段
４０…地下埋設管
４１、４５…溶接部位
４３…車体
４６…遠隔操作手段
５２…磁石
５４…漏れ磁束
６１…検査液
６２…容器
６３…弾性薄膜
６４…透明部
６６…微小欠陥
６７…磁粉の凝集物
７１…透明可撓性薄膜
７２…白色可撓性薄膜
７３…可撓性ベルト
７４…検査液
７５…遊動輪
７６…駆動輪
７７…磁化電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004028755.tif 000017
【図１６】
2004028755.tif 000018
【図１７】
2004028755.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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