(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着材と、着色材と、磁性粉末とを混合して磁粉を作る工程と、
１００〜１２０℃の範囲の温度で磁粉中の結着材を熱溶融しかつ混練した後、冷却して固塊物を作る工程と、
固塊物を粉砕して探傷用磁粉を製造する工程と、
結着材及び着色材を溶解させる不燃性の有機溶媒と無機質の微細粉末との溶媒混合物を作る工程と、
空気中に分散した探傷用磁粉を磁化した被検査材表面に付着させて、被検査材表面の欠陥部に磁粉模様を形成させる工程と、
磁粉模様上に溶媒混合物を散布して、有機溶媒中に着色材及び結着材を溶解させ、着色材を表面に浮き出させて磁粉模様を拡大した欠陥指示模様を形成する工程と、
有機溶媒を乾燥させて、結着材により無機質の微細粉末を欠陥部の磁粉上に固着させ、被検査材表面に欠陥指示模様を固定させる工程とを含み、
有機溶媒は、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロトルエン、クロロスチレン、クロロトリメチレン、クロロブタン、アミルクロライド、ヘキサクロロエタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブタン、ジクロロイソブタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルム、フルオロベンゼン、フルオロトリクロンメタン、ジフルオロジクロロメタン及びジクロロフルオロメタンから選択された１種又は２種以上であり、
結着材は、ポリブチルブチラール樹脂、ブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿素樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、ポリアミド樹脂、クマロン−インデン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、イソプレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、石油レジン、ロジン及びその誘導体並びにポリテルペンから選択される１種又は２種以上であり、
着色材は、スダンエローＧＧ、スダンエローＲＲＡ、ディスパーゼファストイエローＧ、スダンオレンジＲ、オイルレッドＢ、スダンレッドＢＢＡ、スダンレッドＧ、スダンスカーレット６Ｇ、スピタゾルファストレッド３ＢＨ、フクシン、スダンブラウンＢＢ、スダンブルーＧＬ１、ルクソールファストブラックＬ、セリトロンブリリアントイエローＦＦ（蛍光染料）、ロイコファー（蛍光染料）、ブランクファーＢ（蛍光染料）、ミケファーＢＮ（蛍光染料）及びナフタルイミド（黄色蛍光染料）の染料、並びにサリチルアルダジン、ルモゲンイエロー、ルモゲンレッドオレンジ、ジアニリノアントラセン、ローダミンレーキＢ、β−キノフタロン、硫化亜鉛及びタングステン酸カルシウムの顔料から選択される１種又は２種以上であり、
磁性粉末は、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、γ−酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、純鉄、フェライト、ステンレススチール及び酸化クロムから選択される１種又は２種以上の粉末であることを特徴とする磁粉探傷法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁粉探傷法、特に磁性粉末に着色材を均一かつ確実に付着でき、被検査材表面に欠陥部を指示する磁粉模様を迅速かつ確実に固定できる磁粉探傷法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼材料及び磁性合金鋼等の強磁性体の表面又はその近傍に存在する割れ及びピンホール等の不連続部を欠陥部として検出する磁粉探傷法は、非破壊試験の一つである。即ち、角ビレット、丸ビレット等の鋼材の被検査材に磁粉探傷装置により磁化電流を通すと、欠陥部の磁気抵抗が他の部分より大きくなり、欠陥部のみ磁束が空中に漏洩する。強磁性体の微粉末によりなる磁粉を磁化した被検査材の表面に散布すると、欠陥部に生じた磁気的ひずみによって磁粉が欠陥部に付着し、付着した磁粉は線状、円形状及び分散の磁粉模様を形成して被検査材の欠陥部を表示する。被検査材の表面の欠陥部を検出する磁粉を散布する方法は、乾燥した磁粉を気体に分散させて散布する乾式法と、磁粉を水等の適当な液体に分散、懸濁させて散布する湿式法とに大別される。磁粉によって表示された欠陥部は、グラインダ等の研削機を用いて研削して除去される。
【０００３】
磁粉探傷法では、磁粉は被検査材の表面の欠陥部に弱い磁力により機械的に付着するに過ぎず、特に被検査材の残留磁気が小さいと、磁化通電を解除したり又は被検査材を移動して振動を加えると、磁粉は被検査材の表面から直ちに脱落して磁粉模様が消失する。また被検査材の残留磁気が比較的大きくても、他の物体との接触又は手でこすると容易に剥離する。従って、被検査材の欠陥部を指示する磁粉模様を被検査材の表面上に確実に固定して、欠陥部の表面に付着した磁粉の剥離脱落を防ぐと共に、一層鮮明な磁粉模様を形成して微細な欠陥部を明瞭に指示する必要がある。
従来では、顔料又は染料で着色した熱可塑性物質を表面に付着した磁粉を磁化した被検査材上に散布して、被検査材の表面に磁粉模様を形成した後、熱可塑性物質の融点以上に被検査材を加熱して、熱可塑性物質を溶融及び硬化させて被検査材に磁粉模様を固着して固定することにより、磁粉模様の識別度を改善している。
従来の磁粉の製造方法は、例えば鉄粉、酸化鉄粉等の磁性粉末と、染料又は顔料と、合成樹脂等の熱可塑性物質と、熱可塑性物質を溶解する溶媒とを十分に混合し、混練する。溶媒に溶解した熱可塑性物質がバインダとなり、磁性粉末に染料又は顔料を付着させる。次に、混合物を固塊物に乾燥した後、所要の粒度に粉砕して分篩する。磁粉の平均粒径はほぼ１５μｍで、最大平均粒径はほぼ６０μｍである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、磁粉探傷法による検査に使用する被検査材を搬送するため、一般に使用される一対のＶローラ間の間隔は１.５〜２.５ｍである。約３０ｍ／分の移動速度で移動する被検査材が１.５ｍのＶローラの間隔を通過する時間は３秒であり、２.５ｍのＶローラの間隔を通過する時間は５秒である。従って、３〜５秒以下の短時間内に磁粉模様を乾燥して固定し、欠陥部の表示の不明確化を回避するため、欠陥部に付着させた磁粉模様がＶローラに接触して剥離し脱落することを防止しなければならない。
特公昭５２−３４４００号公報に示される従来の磁粉探傷法では、水、イソプロピルアルコール及びアセトンを混合して、液状の混合物（白色）を用意する。次に、染料が表面に付着した赤色の磁粉と水とを混合して、各ビレットの欠陥部に磁粉を吸着させて磁粉模様を現出させる。続いて、磁粉模様上に液状の混合物を噴霧して２〜３秒間放置した後、温風により磁粉模様を乾燥させる。この磁粉探傷法では、磁粉に水を混合すると共に液状の混合物に水を混合するため、温風による磁粉模様の乾燥に２０〜３０秒を必要とし、水分含有量が多いと１分以上を要する。また、水を含む液体中に磁粉を分散、懸濁させる湿式磁粉探傷法では、磁粉を水中に分散させた検査液を被検査材の表面に水を散布すると、水が自己の表面張力で薄い被膜を形成するため、水の被膜を乾燥する時間も確保しなければならない。また、溶媒は着色材の磁粉又は顔料をも溶解するため、磁粉又は顔料の色調の変化及び輝度低下を大幅にもたらす。
更に、溶媒に溶解した熱可塑性物質を介して染料又は顔料を混練により磁性粉末に付着させるので、染料又は顔料が磁性粉末に均一に付着せず、剥離しやすい。このため、磁粉模様の識別度が低下する欠点がある。
そこで、この発明は、磁粉の乾燥時間を短縮して被検査材表面に磁粉模様を迅速かつ確実に固定できる磁粉探傷法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による磁粉探傷法は、結着材と、着色材と、磁性粉末とを混合して磁粉を作る工程と、１００〜１２０℃の範囲の温度で磁粉中の結着材を熱溶融しかつ混練した後、冷却して固塊物を作る工程と、固塊物を粉砕して探傷用磁粉を製造する工程と、結着材及び着色材を溶解させる不燃性の有機溶媒と無機質の微細粉末との溶媒混合物を作る工程と、空気中に分散した探傷用磁粉を磁化した被検査材表面に付着させて、被検査材表面の欠陥部に磁粉模様を形成させる工程と、磁粉模様上に溶媒混合物を散布して、有機溶媒中に着色材及び結着材を溶解させ、着色材を表面に浮き出させて磁粉模様を拡大した欠陥指示模様を形成する工程と、有機溶媒を乾燥させて、結着材により無機質の微細粉末を欠陥部の磁粉上に固着させ、被検査材表面に欠陥指示模様を固定させる工程とを含む。有機溶媒は、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロトルエン、クロロスチレン、クロロトリメチレン、クロロブタン、アミルクロライド、ヘキサクロロエタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブタン、ジクロロイソブタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルム、フルオロベンゼン、フルオロトリクロンメタン、ジフルオロジクロロメタン及びジクロロフルオロメタンから選択された１種又は２種以上である。結着材は、ポリブチルブチラール樹脂、ブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿素樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、ポリアミド樹脂、クマロン−インデン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、イソプレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、石油レジン、ロジン及びその誘導体並びにポリテルペンから選択される１種又は２種以上である。着色材は、スダンエローＧＧ、スダンエローＲＲＡ、ディスパーゼファストイエローＧ、スダンオレンジＲ、オイルレッドＢ、スダンレッドＢＢＡ、スダンレッドＧ、スダンスカーレット６Ｇ、スピタゾルファストレッド３ＢＨ、フクシン、スダンブラウンＢＢ、スダンブルーＧＬ１、ルクソールファストブラックＬ、セリトロンブリリアントイエローＦＦ（蛍光染料）、ロイコファー（蛍光染料）、ブランクファーＢ（蛍光染料）、ミケファーＢＮ（蛍光染料）及びナフタルイミド（黄色蛍光染料）の染料、並びにサリチルアルダジン、ルモゲンイエロー、ルモゲンレッドオレンジ、ジアニリノアントラセン、ローダミンレーキＢ、β−キノフタロン、硫化亜鉛及びタングステン酸カルシウムの顔料から選択される１種又は２種以上である。磁性粉末は、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、γ−酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、純鉄、フェライト、ステンレススチール及び酸化クロムから選択される１種又は２種以上の粉末である。
磁粉中の結着材を１００〜１２０℃の温度範囲で熱溶融して混練し、加熱により溶融した結着材を磁性粉末と共に冷却して硬化させるので、着色材を磁性粉末に均一にかつ強固に付着することができる。熱溶融温度が１００℃より低いと結着材が充分に溶融せず、磁性粉末に着色材を充分に付着できない。逆に、熱溶融温度が１２０℃より高いと磁粉を冷却して硬化するまでの時間が長くなる。結着材の熱溶融の際に、染料又は顔料が溶解する温度に満たないので、染料又は顔料の色調の変化及び輝度低下を防ぐことができる。従って、被検査物の表面に磁性粉末が付着したとき、着色材が磁性粉末から剥離せずかつ磁粉の色調及び輝度が損なわれずに、被検査物の欠陥部を明確に表示できる。
また、磁粉は着色材を付着させる結着材を溶解する溶媒を含まないので、磁粉の乾燥時間を短縮でき、被検査材表面に磁粉模様を迅速かつ確実に固定できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明による磁粉探傷法の実施の形態を説明する。
この発明による磁粉探傷法では、まず結着材と、着色材と、磁性粉末とを混合して磁粉を作る。結着材は、ポリブチルブチラール樹脂、ブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿素樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、ポリアミド樹脂、クマロン−インデン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、イソプレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、石油レジン、ロジン及びその誘導体、ポリテルペン等の熱可塑性樹脂又は油脂である。着色材は、スダンエローＧＧ、スダンエローＲＲＡ、ディスパーゼファストイエローＧ、スダンオレンジＲ、オイルレッドＢ、スダンレッドＢＢＡ、スダンレッドＧ、スダンスカーレット６Ｇ、スピタゾルファストレッド３ＢＨ、フクシン、スダンブラウンＢＢ、スダンブルーＧＬ１、ルクソールファストブラックＬ、セリトロンブリリアントイエローＦＦ（蛍光染料）、ロイコファー（蛍光染料）、ブランクファーＢ（蛍光染料）、ミケファーＢＮ（蛍光染料）、ナフタルイミド（黄色蛍光染料）等の染料、又は、サリチルアルダジン、ルモゲンイエロー、ルモゲンレッドオレンジ、ジアニリノアントラセン、ローダミンレーキＢ、β−キノフタロン、硫化亜鉛、タングステン酸カルシウム等の顔料である。磁性粉末は、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、γ−酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、純鉄、フェライト、ステンレススチール、酸化クロム等の粉末である。次に、磁粉を１００〜１２０℃の温度範囲で熱溶融し、混練した後、冷却して固塊物を作る。その後、固塊物を粉砕して探傷用磁粉を製造する。一方、結着材及び着色材を溶解させる不燃性の有機溶媒と無機質の微細粉末との溶媒混合物とを作る。空気中に分散した探傷用磁粉を磁化した被検査材表面に付着させて、被検査材表面の欠陥部に磁粉模様を形成させる。溶媒混合物を磁粉模様の上に散布して、有機溶媒中に着色材及び結着材を溶解させ、着色材を表面に浮き出させて磁粉模様を拡大した欠陥指示模様を形成する。次に、有機溶媒を乾燥させて、結着材により無機質の微細粉末を欠陥部の磁粉上に固着させ、被検査材表面に欠陥指示模様を固定させる。
【０００７】
溶媒混合物に混合される無機質の微細粉末は、ベントナイト、珪酸、珪藻土、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、カオリン、ホウ酸、水酸化アルミニウム等が使用できる。不燃性の有機溶媒は、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロトルエン、クロロスチレン、クロロトリメチレン、クロロブタン、アミルクロライド、ヘキサクロロエタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブタン、ジクロロイソブタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルム、フルオロベンゼン、フルオロトリクロンメタン、ジフルオロジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン等の塩素系又はフッ素系有機物質である。
【０００８】
本実施形態では、磁粉模様から塩素系又はフッ素系の有機溶媒を直ちに揮発させて磁粉模様を迅速に乾燥させて、乾燥時間を短縮できる。有機溶媒の自然乾燥時間は１〜２秒であり、火災の心配がない不燃性の有機溶媒の乾燥により、微細粉末を磁粉上に固化させて、欠陥部を表示する磁粉模様を迅速に固定できる。また、空気を吹き付けて溶媒混合物中の有機溶媒を１〜２秒間以内に乾燥させることも可能である。このように、磁粉を分散させた水を乾燥させる必要がなく、乾燥状態の磁粉を気体に分散させるので、磁粉模様を固定する時間を短縮できる。着色材を磁粉に付着させる結着材は、微細粉末を磁粉上に固定する被膜層となるので、溶媒混合物中に被膜を形成する樹脂を混合する必要がない。
また、有機溶媒が着色材及び結着材を溶解し、磁粉に付着した着色材が磁粉模様の表面に浮き出るので、欠陥部を表示する拡大した磁粉模様を形成できる。このため、微細な磁粉模様の目視判別をより容易にして欠陥部を明確に指示できる。更に、有機溶媒を乾燥させ結着材により微細粉末を磁粉上に固定させた被膜層を形成し、磁粉の剥離脱落を防止して磁粉模様を固定できるので、被検査材の欠陥部を確実に指示できる。
【０００９】
【実施例】
［例１］
重量基準で、平均粒径約４０μｍ未満の純鉄粉７０.６部、スダンレッドＢＢＡ２.４部、クマロン−インデン樹脂２０部、ルモゲンイエロー７部をよく混合し撹拌して磁粉を作った。磁粉を１２０℃で熱溶融し、混練した後冷却して固塊物を作り、その後粉砕して平均粒径約４０μｍ以下の探傷用磁粉を準備した。一方、トリクロロエチレン９０部、炭酸カルシウム１０部を混合し、液状で白色の溶媒混合物を用意した。
次に、乾式磁粉探傷装置を用いて角ビレットを磁化し、蛍光磁粉を圧縮空気を用いた磁粉散布器で空気中に分散させ角ビレット表面に散布し、欠陥部にブラックライト（紫外線）下、黄緑色の磁粉模様を現出させた。続いて、磁粉模様上に、溶媒混合物をスプレー法により噴霧する。１〜２秒間放置後白色の被膜層に磁粉模様が拡大された鮮明な赤色の欠陥指示模様が現出した。
トリクロロエチレンが迅速に気化して磁粉模様が乾燥して固化するため、角ビレットをＶローラ上で搬送して探傷ラインを移動させても、磁粉模様は角ビレットから離脱しなかった。探傷した角ビレットの欠陥部の大きさは、幅５５μｍであるが、磁粉模様を形成した段階では約１００μｍに拡大され、更に赤色の欠陥部を表示する磁粉模様を形成させた段階では、約２１０μｍに拡大されたことが判明した。
【００１０】
［例２］
重量基準で、平均粒径２０μｍ未満のフェライト粉７１部、スダンブルーＧＬ３部、ブランクファーＢ１部、スチレン樹脂１５部、サリチルアルダジン１０部をよく混合し撹拌した。次に、１２０℃で混合物を熱混練した後、冷却し、粉砕して平均粒径２０μｍ以下の蛍光磁粉を準備した。一方、クロロホルム９２部、ベントナイト８部を混合し、液状で白色の溶媒混合物を用意した。
次に、乾式磁粉探傷装置を用いて角ビレットを磁化し、蛍光磁粉を圧縮空気を用いた磁粉散布器で空気中に分散させ角ビレット表面に散布した。欠陥部にブラックライト（紫外線）下、黄緑色の蛍光磁粉模様を現出させた。次に、スプレー法により溶媒混合物を蛍光磁粉模様上に噴霧し、スプレー層に空気を吹き付けて１〜２秒以下で乾燥させた結果、白色の被膜層に鮮明な青色の欠陥部を表示する拡大された磁粉模様が現出した。クロロホルムが急激に気化して磁粉模様が迅速に乾燥したため、磁粉模様は角ビレットをＶローラ上で搬送して探傷ラインを移動させても、角ビレットから離脱しなかった。
【００１１】
【発明の効果】
前記のように、加熱により溶融した結着材を磁性粉末と共に硬化させて、着色材を均一に磁性粉末に付着させるので、着色材は磁性粉末に強固に付着する。被検査物の表面に磁性粉末が付着したとき、着色材が磁性粉末から剥離せずかつ磁粉の色調及び輝度が損なわれずに、被検査物の欠陥部を明確に指示できる。