(57)【要約】【課題】Ｘ線透過法により高い精度でハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗を求めることのできるＸ線を利用した非破壊検査方法を提供する。【解決手段】Ｘ線透過法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、坏土供給孔とスリットとからなり、坏土供給孔およびスリットにコーティング層を設けてなるハニカム成形用口金を、Ｘ線線源とデジタル撮影用フィルムとの間に、坏土供給孔側がＸ線線源側に、スリット側がデジタル撮影用フィルム側になるよう配置し、Ｘ線線源からハニカム成形用口金にＸ線を照射し、スリット部の透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルム上に得、得られた透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムによりデジタル画像データとして求め、求めたデジタル画像データからスリット部のライン・プロファイルを測定し、測定したライン・プロファイルからコーティング層の摩耗状態を求めることで、ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗をＸ線透過法により非破壊で求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線透過法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、坏土供給孔とスリットとからなり、坏土供給孔およびスリットにコーティング層を設けてなるハニカム成形用口金を、Ｘ線線源とデジタル撮影用フィルムとの間に、坏土供給孔側がＸ線線源側に、スリット側がデジタル撮影用フィルム側になるよう配置し、Ｘ線線源からハニカム成形用口金にＸ線を照射し、スリット部の透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルム上に得、得られた透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムによりデジタル画像データとして求め、求めたデジタル画像データからスリット部のライン・プロファイルを測定し、測定したライン・プロファイルからコーティング層の摩耗状態を求めることで、ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗をＸ線透過法により非破壊で求めることを特徴とするＸ線を用いた非破壊検査方法。
【請求項２】
ライン・プロファイルを構成するグレイスケールのピーク値から、コーティング層の摩耗量を求める請求項１記載のＸ線を用いた非破壊検査方法。
【請求項３】
ライン・プロファイルの変曲点から、コーティング層の摩耗開始位置を求める請求項１記載のＸ線を用いた非破壊検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために使用するＸ線を用いた非破壊検査方法に関し、特にＸ線透過法またはＸ線断層法を用いた非破壊検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために、非破壊検査が行われている。非破壊検査として、従来、素材、部品、部材の内部検査のために、Ｘ線、γ線等の放射線を使用し、放射線の透過・散乱を利用する方法、超音波を利用し、超音波の伝播・反射透過を利用する方法が知られている。一般的に、超音波を利用した方法は単純形状の物体のみ対応できるのに対し、放射線を利用した方法は複雑形状も含む全形状の物体に対応できるとして知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図９はＸ線透過法を利用した従来の非破壊検査方法の一例を示す図である。図９に示す例において、Ｘ線透過法を利用した非破壊検査では、Ｘ線線源５１から試料５２にＸ線を照射し、試料５２の内部のＸ線吸収係数の違いをフィルム５３上にＸ線透過像５４として視覚化し、フィルム５３上のＸ線透過像５４を目視で観察して、試料５２の内部の例えば欠陥等を検査していた。しかし、上述した従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法では、フィルム５３を用いたアナログ方式で欠陥等を視覚化して検査しているため、高い精度で欠陥を検査することができなかった。
【０００４】
また、従来、人体等の断層像を撮るためにＸ線断層法が知られている。そのようなＸ線断層法では、人体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによって断層像を視覚化し、人体の断層像を目視で観察して、病巣等を求めていた。しかし、上述した従来のＸ線断層法を利用した非破壊検査方法は、実際に試みられた対象が人体等に限られていた。そして、産業用への応用は余り一般的ではなかった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、Ｘ線透過法により高い精度で内部欠陥等を検査できる方法を含むＸ線を利用した非破壊検査方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＸ線を用いた非破壊検査方法は、Ｘ線透過法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、坏土供給孔とスリットとからなり、坏土供給孔およびスリットにコーティング層を設けてなるハニカム成形用口金を、Ｘ線線源とデジタル撮影用フィルムとの間に、坏土供給孔側がＸ線線源側に、スリット側がデジタル撮影用フィルム側になるよう配置し、Ｘ線線源からハニカム成形用口金にＸ線を照射し、スリット部の透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルム上に得、得られた透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムによりデジタル画像データとして求め、求めたデジタル画像データからスリット部のライン・プロファイルを測定し、測定したライン・プロファイルからコーティング層の摩耗状態を求めることで、ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗をＸ線透過法により非破壊で求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、金属からなるハニカム成形用口金の試料に対しＸ線を照射し、試料内部のＸ線吸収係数の違いに基づくデジタル画像データとしてＸ線透過像を求め、求めたＸ線透過像のデジタル画像データを画像処理することで、言い換えると、Ｘ線透過像をデジタルデータとして取り扱うことで、高い精度で試料の内部欠陥等を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法のうちＸ線透過法により非破壊検査をするシステムの一例を示す図である。図１に示す例において、Ｘ線線源１から試料２にＸ線を照射し、透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムとしてのイメージングプレート３上に得る。得られた透過Ｘ線分布は、イメージングプレート３によりデータ処理用ＰＣ４を補助的に使用することでデジタル値に変換され、デジタル画像データとして求められる。求められたデジタル画像データは画像処理用ＰＣ５において画像処理され、試料の内部を非破壊で検査する。画像処理により非破壊で求める試料の内部の諸特性としては、後述するように、ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗が例示できる。
【０００９】
図１に示すＸ線透過法の例では、撮影媒体としてこれまでのＸ線フィルムに替わり、イメージングプレート（ＩＰ）３を用いる点が特徴となる。イメージングプレート３上に照射された試料２の透過Ｘ線分布は、データ処理用ＰＣ４を利用してＡ／Ｄ変換され、一例として各画素が１０ビット（１０２４階調）を有するデジタル画像データに変換される。さらに、詳細な画像解析を行うため、得られたデジタル画像データを一例としてＴＩＦ形式に変換し、市販の画像解析ソフト（一例として、Image-Pro Plus）を用いて画像処理を実施する。
【実施例】
【００１０】
以下、Ｘ線透過法による非破壊検査の具体例として、ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価の例を説明する。
【００１１】
ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価について：
本例の主眼
Ｘ線を用いた非破壊手法を用いることによって、金型等のコーティング層（耐摩耗特性向上、耐酸化等を目的とした異種材料コーティング層）の摩耗状況（量）を得る。例えば、セラミック材料の成形用金型の場合、金型表面の摩耗が激しく、耐摩耗特性に優れたニッケル、タングステンカーバイト等のコーティング層を金型表面に形成する。通常、量産現場では、コーティング層が摩耗した時点で再コーティングを行うことで、金型自体は再利用される。しかし、部分的に摩耗が進行した場合には、金型使用中にベース金属まで摩耗が進行し、場合によっては再コーティング（再利用）が不可能である。金型の表面部であれば、外観観察によってある程度摩耗状況の把握が可能であるが、定量的な判断は困難であり、また外観観察が不可能な場合には摩耗状況の把握が不可能である。本例の透過Ｘ線を用いた手法では、対象となる金型等にＸ線を照射し、金型透過後の透過Ｘ線分布のデジタルデータを用いることによって、摩耗状況の把握（定量化）が可能となった。
【００１２】
実施例
（１）評価サンプル：ハニカム成形用口金
（２）使用設備
・Ｘ線発生装置：マイクロフォーカスＸ線（最大管電圧２２５ｋＶ）
・デジタル画像処理装置
・撮影媒体：イメージングプレート（ＩＰ）
・画像解析ソフト：Image-Pro Plus（Windows（登録商標） 版）
・Ｘ線照射条件：
管電圧：１９５ｋｖｐ
管電流：０．１ｍＡ
撮影倍率：２０倍
照射時間：６０秒
【００１３】
（３）評価方法
(a) 坏土が通過する面にコーティング層を設けたハニカム成形用口金を準備した。図
１はハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。ハニカム成形用口金１１は、坏
土を供給する坏土導入孔１２と、それに連通するスリット１３とからなり、ステンレ
ス鋼（Ｃ−４５０）からなる基体１４の坏土が通過する面に、Ｎｉコーティング層１
５を形成し、その上にＷ２  Ｃコーティング層１６を形成して構成されている。後の
説明の都合上、スリット１３の溝幅の半分をＡ、Ｗ２  Ｃコーティング層１６の厚さ
をＢ、坏土導入孔１２のスリット１３におけるＷ２  Ｃコーティング層１６までの孔
径をＣとする。
(b) 図３（ａ）に示すように、Ｘ線線源１とイメージングプレート３との間に口金１
１を設置した。この際、図３（ｂ）に示すように、口金１１は原料の入口側である坏
土導入孔１２側をＸ線の線源１側に、原料の出口側であるスリット１３側をイメージ
ングプレート３側になるよう設置した。さらに、図３（ｂ）に示すように、撮影の際
には一つのスリット１３の部分を拡大撮影し、Ｘ線の光軸中心と口金１１のスリット
１３の中心とが一致するように、口金１１の設置位置を微調整した。
【００１４】
(c) イメージングプレート３上に得られた透過Ｘ線撮影像のデジタル画像に対し、画
像解析ソフトを用いて口金スリット部のライン・プロファイル測定を実施した。ライ
ン・プロファイルの測定は、図４に示すように、一つの口金１１のスリット部につい
て各４個所について評価を実施した。
(d) 得られたライン・プロファイルの測定結果を図５に示す。図５に示す例において
評価した口金１１としては、原料の押出実験を行いながら（５００ｍ毎の抜き取り）
抜き取り評価を行い、バージン（０ｍ）、５００ｍ、１０００ｍ、１５００ｍ、２０
００ｍ、２５００ｍの６水準の評価を行った。図５において、Ａ部、Ｂ部、Ｃ部は上
述した図２で示した例に対応し、Ａ部はスリット部で口金の無い部位であり、空気以
外にＸ線を吸収するものがなく、グレイスケールは０である。Ｂ部は、Ｗ２  Ｃコー
ティングが施された部位であり、Ｗ２  Ｃは口金基材のステンレス鋼と比較してＸ線
吸収係数が大きい材料であるため、高いグレイスケールを示した。Ｃ部は坏土導入孔
底部のフラット部であり、グレイスケールはフラットである。
【００１５】
（４）考察
図５のライン・プロファイルの測定結果から以下のことがわかった。
(a) 原料の押出長さが長くなるに従って、グレイスケールのプロファイル全体が低下
する傾向にある。これは、最表面のＷ２  Ｃコーティング層が摩耗することによって
、Ｘ線の吸収が少なくなったためである。
(b) グレイスケールのプロファイル中、Ｂ部のＷ２  Ｃコーティング層に見られるグ
レイスケールのピーク値は、押出長さが長くなるに従って、大きく減少する。これは
、坏土導入孔とスリットの交点で摩耗が著しく進むために、Ｘ線の吸収が少なくなっ
たためである。
(c) 押出長さが長くなると、Ｃ部の坏土導入孔底部のフラット部において変曲点が発
生する。これは、使用後の口金では、図６に示すような摩耗状態を示し、坏土導入孔
とスリットとの交点で摩耗が著しく進み、Ｗ２  Ｃコーティング層が減少し、Ｄ点の
部位を表すものと考えられる。
【００１６】
以上の考察から、以下の解析結果を得ることができる。
(a) Ｂ部Ｗ２  Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値の評価
図７に、原料押出長さとＢ部Ｗ２  Ｃコーティング層に見られるグレイスケー
ルのピーク値の関係を示す。図７から明らかな様に、原料の押出長さが長くなるに
つれてグレイスケールのピーク値は減少することがわかる。これは、Ｗ２  Ｃコーテ
ィング層が摩耗する現象を良く表し、ハニカム成形用口金の摩耗状態を把握すること
が可能である。
(b) Ｃ部グレイスケールのプロファイル中の変曲点の評価
図８に、透過Ｘ線ライン・プロファイルに見られたＣ部の変曲点寸法と、同一
口金を切断後に測定顕微鏡を用いてＤ部の坏土導入孔とスリットの交点の寸法とを比
較調査した結果を示す。図８から明らかな様に、両者は非常に良い一致を示し、透
過Ｘ線ライン・プロファイルで得られた変曲点によって、口金摩耗先端を評価可能で
ある。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法は、ハニカム成形用口金においてコーティング層の摩耗状況を把握する用途に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一例としてＸ線透過法を実施するシステムを示す図である。
【図２】本発明のＸ線透過法を利用した実施例におけるハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線透過法を利用した実施例における口金の設置位置を説明するための図である。
【図４】本発明のＸ線透過法を利用した実施例におけるライン・プロファイルの測定位置を説明するための図である。
【図５】本発明のＸ線透過法を利用した実施例におけるライン・プロファイルの測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明のＸ線透過法を利用した実施例における坏土押出後の口金の状態を示す図である。
【図７】本発明のＸ線透過法を利用した実施例におけるグレイスケールピーク値と原料の押出長さとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明のＸ線透過法を利用した実施例におけるライン・プロファイル変曲点の評価結果を示すグラフである。
【図９】従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１、２１  Ｘ線線源、２、２２  試料、３  イメージングプレート、４  データ処理用ＰＣ、５  画像処理用ＰＣ、１１  ハニカム成形用口金、１２  坏土導入孔、１３  スリット、１４  基体、１５  Ｎｉコーティング層、１６  Ｗ２  Ｃコーティング層、５１  Ｘ線線源、５２  試料、５３  Ｘ線フィルム、５４  Ｘ線透過像
【図１】
2004251917.tif 000003
【図２】
2004251917.tif 000004
【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】
2004251917.tif 000009
【図８】
2004251917.tif 000010
【図９】
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