(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な表面材と、これに対向する裏面材との間の空間に対して磁性体の粒子で成る磁粉と、気体あるいは流動性を有する流動物質とを封入して成る磁粉探傷用シートであって、
前記表面材と、裏面材との間に、前記磁粉の運動を許す間隔を形成する、上下方向に開放するメッシュを有した織物で構成されている間隔形成体を備えている磁粉探傷用シート。
【請求項２】
前記メッシュを有した織物は、一辺が０．１〜１０ｍｍとなるサイズの開口を形成している請求項１記載の磁粉探傷用シート。
【請求項３】
前記磁粉は、０．１〜１００μｍの粒径を有している請求項１又は２記載の磁粉探傷用シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明な表面材と、これに対向する裏面材との間の空間に対して磁性体の粒子で成る磁粉と、気体あるいは流動性を有する流動物質とを封入して成る磁粉探傷用シートに関し、詳しくは、磁粉探傷を行う際に、磁気を作用させた被検査対象の表面に密接させることで、封入した磁粉によって被検査対象から漏洩した磁束をパターン化する際に使用される磁粉探傷用のシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように構成された磁粉探傷用シートとして、以下の構成のものが提案されている。つまり、柔軟で透明な樹脂フィルムで成る表面材と、柔軟な樹脂フィルムで成る裏面材とを重ね合わせ、夫々の周囲を接合することでシート状に成形すると共に、この表面材と、裏面材との間の空間に対して磁性体の粒子で成る磁粉と、流動性を有する流動物質とを封入して全体的に柔軟なシート状に構成する。この構成の磁気探傷用シートは、磁気発生部等で発生させた磁気を作用させた被検査対象の検査面に密着させる形態で使用され、この形態で使用した際において被検査対象にクラック等の欠陥が存在する場合には、その部位から漏洩した磁束に沿って磁粉が整列する性質ことを利用して、視覚的、あるいは、カメラ等を用いて画像情報的に探傷を行えるものにしている。
【０００３】
この磁粉探傷シートを用いる探傷方法と異なる従来からの探傷方法として、被検査対象の表面に対して流体に混合した磁粉や、乾燥した磁粉を直接吹き付け、被検査対象に磁気を作用させて磁粉の状態を観察する開放型の探傷方法が存在する。しかし、この開放型の探傷方法では被検査対象に対して磁粉を吹き付ける際に磁粉を含んだ流体の飛沫や、乾燥した磁粉が作業者に降りかかりることもあるため作業環境を悪化させやすく、又、この開放型の探傷方法では磁粉の回収を必要となるばかりか、被検査対象の塗装面の上から探傷を行う場合には、塗装面の模様を擬似模様（擬似的なパターン）として捉えることや、磁粉が塗装面に密着して残る不都合もあり、上記した磁粉探傷シートが考えられたのである。
【０００４】
尚、磁粉探傷用シートと類似する技術として、特開昭５６‐４０７５２号公報に示されるもののように水中での使用を想定したものも存在する。この技術は、柔軟な素材で成る底面を有した検査カセットの内部に検査液と検査用磁粉との懸濁液を充満させ、この底面を被検査対象に接触させた状態で被検査対象に磁気を作用させる形態で使用するものであるが、被検査対象の表面に比較的大きい凹凸が存在する場合には、密着し難い面があり、又、検査カセットそのものの比較的大型化しやすい点において改善の余地があり、本発明の磁粉探傷用シートの必要性が高まっているのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のように提案されている磁粉探傷用シートは被検査対象の表面に密着させ、被検査対象の欠陥部分から漏洩する磁束を磁粉でパターン化するものであるので、このパターンを表面材の側から容易に観察できるようにシートの厚みをできるだけ薄くする必要がある。しかしながら、この磁粉探傷用シートの厚みを薄くし過ぎた場合には、表面材と裏面材との間隔が磁粉の粒径と殆ど等しくなり、磁気が作用しても磁粉が自由に運動できない状況に陥るものとなり、却って検出感度を低下させるものとなっていた。
【０００６】
本発明の目的は、良好な面を損なうことなく、感度良く探傷を行い得る磁粉探傷用シートを合理的に構成する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る磁粉探傷用シートの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
透明な表面材と、これに対向する裏面材との間の空間に対して磁性体の粒子で成る磁粉と、気体あるいは流動性を有する流動物質とを封入して成る磁粉探傷用シートにおいて、前記表面材と、裏面材との間に、前記磁粉の運動を許す間隔を形成する、上下方向に開放するメッシュを有した織物で構成されている間隔形成体を備えている点にある。
【０００８】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、表面材と裏面材との間に上下方向に開放するメッシュを有した織物で構成されている間隔形成体を備えることにより、圧力が作用した場合や、全体を湾曲させた場合にも表面材と裏面材との間に磁粉の運動を許す間隔を確保でき、例えば、表面材と裏面材との隙間を磁粉の粒径より僅かに大きい値に設定して磁粉の状態を確実に観察することも可能となる。つまり、本磁粉探傷用シートのシート厚を薄くしても、磁粉の自由な運動が妨げられず、被検査対象面に凹凸がある場合でも、その凹凸に沿ってシートを精度高く変形させて検査ができる。その結果、高精度での探傷を可能にする磁粉探傷用シートが合理的に構成された。特に、本発明によると、磁粉を密封して使用するので、作業時に磁粉が飛散する不都合が無く、良好な環境での作業を可能にするものとなり、擬似模様による誤った検出を解消でき、水中での探傷も可能にするものになっている。
【００１０】
また、間隔形成手段が上下方向に開放する織物で構成されるので、織物を形成する繊維が存在しない部位で磁粉の運動が許されるものとなり、又、この織物としてシートの略全面に収納されるサイズのものを使用することで、シート全面を均一の間隔に維持できる。具体的には、メッシュのサイズが１００μｍ程度の織物を用いて探傷を行った場合でも、メッシュを形成する繊維の部分にも磁粉が回り込み、磁気に対して充分に確認可能なパターン（模様）を作り出すことが確認できた。具体的には、ＪＩＳＡ１‐１５／１００（直線）の試験片を明瞭に検出することも可能にした。その結果、比較的入手しやすい織物を利用するだけで高精度での探傷を実現するものとなった。
【００１１】
本発明の請求項２に係る磁粉探傷用シートの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項１記載の磁粉探傷用シートにおいて、前記メッシュを有した織物は、一辺が０．１〜１０ｍｍとなるサイズの開口を形成している点にある。
【００１２】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、メッシュを有した織物は、一辺が０．１〜１０ｍｍとなるサイズの開口を形成しているので、磁気に対して充分に確認可能なパターン（模様）を作り出すことが確認できた。その結果、高精度での探傷を実現するものとなった。
【００１３】
本発明の請求項３に係る磁粉探傷用シートの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項１又は２記載の磁粉探傷用シートにおいて、前記磁粉は、０．１〜１００μｍの粒径を有している点にある。
【００１４】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、磁粉は、０．１〜１００μｍの粒径を有しているので、磁粉が容易に運動でき、磁気が作用した場合に磁粉が作り出すパターンを表面材の側から精度高く観察できるものとなった。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施の形態〕
図１及ぶ図２に示すように、被検査対象１の表面に接触させる磁粉探傷用シートＳと、この磁粉探傷用シートＳを被検査対象１に圧着させる押圧手段Ｐと、被検査対象１に磁気を作用させる磁気発生部Ｍとを備えて磁粉探傷装置が構成されている。この磁粉探傷装置は本発明の磁粉探傷用シートＳを使用して探傷を行う構成の一例であり、この磁粉探傷装置では鉄を代表とする磁性体を被検査対象１とし、具体的には鉄板材の溶接箇所の余盛り部分１Ａ（図２を参照）や、鉄製の配管の曲面部分の欠陥Ｃ（クラック等の傷）の検査を可能にするものである。
【００１６】
前記磁粉探傷用シートＳは、図３（イ）、（ロ）に示すように、柔軟で透明な樹脂フィルムで成る上面側の表面材１０と、柔軟な樹脂フィルムで成る下面側の裏面材１１とを用い、この表面材１０と裏面材１１との間に上下方向に開放するメッシュを有した織物で成る間隔形成体Ｄを挟み込むことで隙間ｄを形成した柔軟なシート状の容器を使用し、この容器に対して磁性体で前記間隔より充分に小さい粒径となる粒子状の磁粉１３と、気体あるいは流動性を有する流動物質１４とを封入して構成されている。又、磁粉探傷用シートＳの容器は、表面材１０と裏面材１１との外周部を熱溶着の技術や接着剤を用いて接合することで密封構造を有して成り、前記磁粉１３には蛍光物質がコーティングされているものを使用しても良い。
【００１７】
具体的に説明すると、表面材１０と裏面材１１とのフィルム厚が０．０２〜０．５ｍｍ程度のものが使用されており、容器の表面材１０は透明であることが必須であるが、多少の着色したものを使用しても良く、裏面材１１は透明である必要は無く、着色した樹脂を用いることも可能である。この表面材１０と裏面材１１としてポリエチレンやポリビニルやＰＥＴ（polyethylene terephthalate）樹脂の使用が可能であり、又、裏面材１１として樹脂フィルムに代えて軟磁性のオーステイトステンレス鋼の箔を使用することも可能である。前記間隔形成体Ｄは、素線１６の直径が０．０１〜１ｍｍ程度のナイロン繊維等の合成繊維を縦糸と横糸とに用いて、一辺が０．１〜１０ｍｍ程度となるサイズのメッシュ（開口）を形成し、かつ、厚みが０．０１〜３ｍｍ程度の織物を、容器の内部空間と略同じサイズに裁断して使用している。
【００１８】
前記磁粉１３の材料としては、粒径が０．１〜１００μｍとなる磁性体を使用している。この磁性体として鉄やニッケルばかりで無く、マグネタイト、ガンマ・ヘクタイトの使用が可能であり、被検査対象１から漏洩した磁束によって磁粉１３が作り出すパターンを蛍光物質の蛍光によって容易に認識できるよう構成している。又、この磁粉１３として、非球形のものを使用でき、非球形の場合における粒径とは、最大寸法となる部位のサイズを指している。又、前記流動物質１４として、水又は灯油等の液体が使用されている。
【００１９】
前記押圧手段Ｐは、図２に示すように、柔軟で透明な樹脂フィルムとして０．１〜０．５ｍｍ程度のフィルム厚のポリエチレンフィルムやポリビニルフィルムを袋状に成型したバッグ２０Ａに対して、ポリビニルアルコールと硼砂とを混合して成るゲル状（スライム状）物質２０Ｂ（水でも良い）を充填したもの、又はゲル状物質（例えば、ポリエチレンとスチレンを共重合させた網状物質を油でゲル化させたもの）で柔軟に変形し得る性質となる圧着部材２０と、透明なガラス板、あるいは、良好な透明性を得やすいアクリル樹脂等の素材の樹脂板を平坦に成型して成る圧着板２１とで構成されている。
【００２０】
前記磁気発生部Ｍは、被検査対象１に接触する一対の磁極３０Ｐ、３０Ｐを有する鉄心３０に銅合金等の良導体のコイル３１を巻回して成る電磁石と、この電磁石のコイル３１に電力を供給する電源３２とで構成されている。
【００２１】
この磁粉探傷装置で、被検査対象１として、ガスを貯留するガスホルダや、石油等を貯留するタンク類を構成する鋼板の溶接箇所、あるいは、橋梁等を構成する鋼板の溶接箇所の探傷を行う際の手順は以下のようになる。図２に示す被検査対象１では、溶接箇所の余盛り１Ａの部位に欠陥Ｃが存在するものと想定しており、この被検査対象１の探傷を行う場合には、同図に示すように、探傷を行うべき部位に磁粉探傷用シートＳを載置し、この上面に対して圧着部材２０と、圧着板２１とを重ねて載置する。このように載置した状態では、同図に示すように溶接部分において余盛り１Ａが存在しても、その余盛り１Ａの部分に沿う形状に変形して磁粉探傷用シートＳの下面の全面が被検査対象１の上面に密着し、この磁粉探傷用シートＳの上面の形状に沿う形状に圧着部材２０の下面が変形して均一の圧力を作用させ、この結果、圧着部材２０の上面が圧着板２１の下面に沿って平坦化する。
【００２２】
このようにセッティングした後に、磁粉探傷用シートＳを跨ぐ位置に磁極３０Ｐ、３０Ｐを配置する状態で電磁石の姿勢を決めて、その磁極３０Ｐ、３０Ｐを被検査対象に接触させ、コイル３１に対して電源３２から電力を供給して電磁石からの磁界を被検査対象１に作用させることで、鉄心３０からの磁束が被検査対象１の内部に導かれて、鉄心３０と被検査対象１との間に磁気回路が形成され、この磁気回路中に欠陥Ｃが存在すると、その欠陥Ｃの部分での磁束の漏洩量が増大して磁粉探傷用シートＳの磁粉１３に作用する結果、この漏洩した磁束の方向に沿って磁粉１３が列を成すパターンを作り出し、このパターンと磁束の漏洩量の少ない部分のパターンとを比較することにより、欠陥Ｃの有無を視覚的に、あるいは、カメラで撮影した場合には映像的に把握できるものとなる。
【００２３】
このように第１実施の形態では、磁粉探傷用シートＳに、間隔形成体Ｄとしてシートの全面に略等しいサイズの織物を、表面材１０と裏面材１１とに挟み込む形態にして、表面材１０と裏面材１１との間隔を確保しているので、シートを比較的薄いものにするものでありながら、シート全面を均一の間隔に維持して磁粉１３を容易に運動できるものにして、磁気が作用した場合に磁粉１３が作り出すパターンを磁粉探傷用シートＳの表面材１０の側から精度高く観察できるものにしている。特に、この柔軟なシート状に形成された磁粉探傷用シートＳと、柔軟に変形自在であるが圧力を伝え得るよう構成された圧着部材２０と、殆ど変形しない圧着板２１とを組み合わせ、磁粉探傷用シートＳを被検査対象１の表面に隙間を生ずること無く密着させて検査の精度を向上させている。
【００２４】
〔第２実施の形態〕
この第２の実施の形態は、磁粉探傷用シートＳだけが第１実施の形態と異なり、探傷に使用される磁粉探傷装置は第１実施の形態と同じ構成のものを想定している（前記第１実施の形態と同じ機能を有するものには前記第１実施の形態と共通する番号、符号を付している）。
【００２５】
図４（イ）、（ロ）に示すように、磁粉探傷用シートＳは、表面材１０と裏面材１１とのうち対向する面の少なくとも一方に（夫々の面でも良い）対して複数の突出部を間隔形成体Ｄとして形成することで、この表面材１０と裏面材１１との間に間隔ｄを形成し、この間隔ｄの空間に対して磁性体で前記隙間より充分に小さい粒径となる粒子状の磁粉１３と、気体あるいは流動性を有する流動物質１４とを封入して構成されている。又、磁粉探傷用シートＳの容器は、表面材１０と裏面材１１との外周部を熱溶着の技術や接着剤を用いて接合することで密封構造を有して成り、前記磁粉１３には蛍光物質がコーティングされている。
【００２６】
前記間隔形成体Ｄの突出量（前記間隔ｄと一致する）を２０〜３０μｍに設定してあり、夫々の突出部同士の間隔を１００μｍ程度に設定して、この突出部をシートの略全面に形成している。この突出部として同図には、表面材１０と裏面材１１との一方に接着固定した突出材１７で構成してある。磁粉は表面材と裏面材との間隔において運動できるよう２０μｍより充分に小さい粒径のものに蛍光物質をコーティングしたものが使用され、例えば、０．１〜１０μｍ程度のものの使用が可能である。
【００２７】
尚、このように間隔形成体Ｄを突出形成する場合に、前述のように突出材１７を接着固定により形成するものに代えて、表面材１０と裏面材１１との少なくとも一方の製造段階でフィルム面に突出部を一体形成したものを使用することや、この表面材１０と裏面材１１との少なくとも一方のフィルム面を研削する等の加工により間隔形成体Ｄを突出状態で形成したものを使用して実施することも可能である。
【００２８】
このように第２実施の形態では、磁粉探傷用シートＳに、間隔形成体Ｄとして表面材１０と裏面材１１との少なくとも一方に複数の間隔形成体Ｄを突出形成して表面材１０と裏面材１１との間に所定の間隔を確保することにより、シートを比較的薄いものにするものでありながら、シート全面を均一の間隔に維持して磁粉１３を容易に運動させて、磁気が作用した場合に磁粉が作り出すパターンを表面材の側から精度高く観察できるものにしている。
【００２９】
〔第３実施の形態〕
この第３の実施の形態は、磁粉探傷用シートＳだけが第１実施の形態と異なり、探傷に使用される磁粉探傷装置は第１実施の形態と同じ構成のものを想定している（前記第１実施の形態と同じ機能を有するものには前記第１実施の形態と共通する番号、符号を付している）。
【００３０】
図５（イ）、（ロ）に示すように、磁粉探傷用シートＳは、柔軟で透明な樹脂フィルムで成る上面側の表面材１０と、柔軟な樹脂フィルムで成る下面側の裏面材１１とを用いた柔軟なシート状の容器を構成し、この容器に対して磁性体で所定の粒径となる粒子状の磁粉１３と、この磁粉の粒径より充分に大きい粒径となる球状の間隔形成粒子１８（間隔形成体Ｄ）と、気体あるいは流動性を有する流動物質１４とを封入することで、表面剤１０と裏面材１１との間に間隔ｄ（間隔形成粒子１８の直径と一致する）を形成して構成されている。又、磁粉探傷用シートＳの容器は、表面材１０と裏面材１１との外周部を熱溶着の技術や接着剤を用いて接合することで密封構造を有して成り、前記磁粉１３には蛍光物質がコーティングされている。
【００３１】
表面材１０、裏面材１１、磁粉１３の材質や寸法は第１実施の形態に記載した通りである。間隔形成体Ｄとしての間隔形成粒子１８の材質としては、圧力が作用した場合に破壊しないもので、非磁性体であることが好ましく、例えば、樹脂、ガラス、真鍮、あるいは、粒径の揃った砂の使用も可能である。特に、シート内に封入される流動物質１４が液体である場合には、この間隔形成粒子１８の比重が液体の比重にできるだけ近いものを使用することで、シート内での偏りを解消する観点において望ましい。
【００３２】
このように第３実施の形態では、磁粉探傷用シートＳに、間隔形成体Ｄとしてシート中に複数の球状の間隔形成粒子１８を介在させるので、シートを比較的薄いものにするものでありながら、特別の加工を施すこと無く、シート全面を均一の間隔に維持して磁粉１３を容易に運動できるものにして、磁気が作用した場合に磁粉が作り出すパターンを表面材の側から精度高く観察できるものにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態の磁気探傷装置の構成物の配置を示す全体斜視図
【図２】第１実施の形態の磁気探傷装置の構成物の配置を示す断面図
【図３】第１実施の形態の磁気探傷シートの断面図及び一部切欠き平面図
【図４】第２実施の形態の磁気探傷シートの断面図及び一部切欠き平面図
【図５】第３実施の形態の磁気探傷シートの断面図及び一部切欠き平面図
【符号の説明】
１０            表面材
１１            裏面材
１３            磁粉
１４            流動物質
１８            粒子
Ｄ              間隔形成体
【図１】
0003847185.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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