技術紹介

メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置
深澤Tsuyoshi

強 ＊＊Fukasawa

穂 積 清 介 ＊＊Seisuke

Hozumi

近年、アルミ鋳造技術の発展によって、薄く複雑な形状の製品が量産されている。このため、近年、製品の生産管理に用いられる蛍光浸透探傷装置のニーズとして、｢自動式｣｢高い処理体数｣が挙げられる。また、低ランニングコストを実現するために、｢少ないオペレータ｣｢消耗品のリサイクル性｣｢省スペース｣が要求されることもある。ＩＩＣで開発してきた従来装置は、探傷に必要な処理を行う装置が直列、エンドレス、メリーゴーランド状に配置されているが、先に述べたニーズを必ずしも満足していなかった。今回、上記のニーズを満足すべく、｢メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置｣をリニューアルした。
キーワード：蛍光浸透探傷、自動式、メリーゴーランド、ランニングコスト、リサイクル

面の粗さや形状の複雑さはあまり影響しない。し１．はじめにたがって、試験体表面の粗い物、複雑な形状の物
で、主として小型量産部品や鋳造品の探傷に適し

浸透探傷試験は、素材、部品、機器、構造物のている。

表面に開口した割れや、溶接部の表面欠陥を検出する試験方法として、広く工業界で用いられていもう 1 つは後乳化性浸透探傷試験である。これる。その中でも蛍光浸透探傷法は、浸透性の高いは表面が滑らかで比較的形状の簡単な試験体に適溶剤に蛍光染料が加えられたものを基材とした探用される。また、乳化剤の乳化能力や余剰浸透液傷剤を用いることによって、特定波長の紫外光照への溶け込み量を適切に管理できれば、水洗性浸射下（ブラックライト）で、高い感度で割れや表透探傷試験よりも高い欠陥識別能が得られる。し面欠陥を検出することができる。蛍光浸透探傷はたがって、航空機エンジン部品をはじめとする小大きく分けて 2 つの方法に分類される。

型重要部品の探傷に適している。

1 つは水洗性浸透探傷試験である。これは余剰当社は非破壊検査用材料の老舗である米国浸透液を水スプレーで除去できるため、試験体表MAGNAFLUX 社と輸入販売契約を締結し、1987＊＊＊

システム事業部システム事業部

設計開発部
設計開発部

課長

―78―

年より同社の主力製品である ZYGLO（浸透探傷リーゴーランド部と検査室（暗室）から構成され材や磁粉探傷材など）を国内のユーザに供給してる。検査室とメリーゴーランド部が隣接しているいる。また、ユーザの様々な用途に応じた蛍光浸ため、1 名のオペレータが検査室内で、試験体の透探傷装置を開発し、主にアルミ鋳造物や航空機着荷・脱荷と探傷作業を行うことができる。また、エンジン部品用の探傷装置を多数納入してきた。

メリーゴーランド内のエリアが環状に配置される

本稿では、当社でこれまでに納入してきた蛍光ために据付面積を大幅に節減することができる。

浸透探傷装置のうち、近年の客先ニーズであるメリーゴーランド部の内部は、異なる処理機能「自動式」「省スペース」「高い処理体数」「少ないを有するエリアが試験体の搬送経路上に配置されオペレータ」「低いランニングコスト」を満足でており、試験体がエリアにあるときに浸透探傷処

きるメリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置につい理が自動的に行われる。試験体の搬送方法は 2 つて、特徴、運転の流れとシステム構成、低ランニの方式に分類できる。1 つは図 3 に示す既に実績

ングコスト化に向けた試み、導入事例について紹のある「吊り治具」を用いる方法と、もう 1 つは介する。

現在開発中の「ドーナツ型ターンテーブル」を用いる方法である。
２．特長

従来装置の主流であった直列型または図 1 に示
すエンドレス型蛍光浸透探傷装置は、試験体の着荷・脱荷と探傷をそれぞれ異なる場所で行うために、各々の位置にオペレータを配置する必要があった。この構造上の特徴から、試験体数が少ないときにも複数のオペレータを配置する必要があり、合理性に乏しい検査方法であった。
一方、メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置は
図 2 に示すように、扇形型のエリアが集合したメ

図 2 メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置（概念図）

図 1 エンドレス型蛍光浸透探傷装置―

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図 3 吊り治具―IIC REVIEW/2005/4. No.33吊り治具を用いる方法は、形状が複雑な試験体は「吊り治具」方式のように試験体をエリア内でを探傷するときに有効と言える。試験体が搭載さ回転する必要がないため、試験体が搭載するドーれた吊り治具を旋回後にエリア内で回転することナツ型ターンテーブルを連続的にエリア内を試験によって、試験体全面に均等に浸透液や洗浄水を体が通過するように回転することができる。したスプレーすることができ、欠陥識別能に影響を来がって、安定した処理速度を確保でき、量産部品たす要因である「浸透液塗布不良」や「余剰洗浄の探傷試験に適すると期待できる。
表 1 にエリア配置の違いによる特徴を比較する。

液の洗浄不良」を低減することができる。また、吊り治具の旋回動作は間欠的であるため、吊り治３．運転の流れとシステム構成具がエリア内で停止している間にエリアを区画シャッターで分割・密閉することが可能である。こ先に述べたように、メリーゴーランド式蛍光浸れにより、近接するエリアやオペレータが居る検透探傷装置は 1 名のオペレータで運転することが査エリアへの浸透液や洗浄水ミストの漏洩を低減できる。自動化が困難である「搬送機構への試験することができる。したがって、健康や環境への体の着荷と脱荷」および「検査」についてはオペ配慮に優れた構造である。

レータが検査室で行うが、メリーゴーランド内にドーナツ型ターンテーブルを用いる方法は、形おける試験体の搬送と浸透探傷処理については自状が簡素な試験体の探傷に適している。この場合動化を実現している。

表 1 エリア配置の違いによる特徴の比較

エリア配置方法

従来式

メリーゴーランド式

直列配置型

エンドレス型

運転モード

自動

手動

自動

オペレータ

2名以上1名以上1名

搬送方法

電動式ローラーコンベアやネットコンベアに搭載された試験体が自動搬送される。

電動式チェーンブ
ロックに吊下げられた試験体を手動搬送する。

エリアが直列に配置されるため大きく離れる。

電動式チェーンブ 同じ。
ロックがエンドレスレールを走行するため近接できる。

同じ。

試験体処理方法

エリア内で自動的に処理される。

エリア内でオペレータが処理する。

エリア内で自動的に処理される。

エリア内で自動的に処理される。

試験体

簡素な形状の量産部品

大型のエンジン部品

複雑な形状の量産部品

簡素な形状の量産部品

特徴

装置が直線状に展開するため導入が困難な場合がある。

手動運転によるため量産部品の試験には適さない。

コンパクトである。複雑な形状の量産部品の探傷に適する。

コンパクトである。簡素な形状の量産部品の探傷に適する。

着脱・脱荷場所と探傷場所の位置関係―

80―

電動で旋回する吊り治具に搭載された試験体が自動搬送される。

電動で回転するドーナツ型ターンテーブルに搭載された試験体が自動搬送される。

図 4 に示す装置では、メリーゴーランド内はが一斉に閉じ、それぞれのエリアの浸透探傷処理「着荷・脱荷エリア」「浸透スプレーエリア」「浸が自動で行われる。この操作を繰り返せば、オペ透ドレンエリア」「洗浄エリア」「手洗浄・エアーレータが着荷した試験体は浸透スプレーエリア、ブローエリア」「乾燥エリア」「クールダウンエリ

浸透ドレンエリア、洗浄エリア、手洗浄・エアーア」に区画シャッターで分割されている。また、

ブローエリア、乾燥エリア、クールダウンエリア

吊り治具は 7 個設置されており、中央にある駆動と搬送され、1 回転後に着荷・脱荷エリアに浸透部から旋回アームを経て回転力が伝達される。

探傷処理が完了した試験体が戻ってくる。オペレ

オペレータは先ず、着荷・脱荷エリアにある空ータは処理が完了した試験体を脱荷するとともの吊り治具に未処理の試験体を搭載し、検査室内に、新しい探傷前試験体を着荷する。脱荷されたで「スタート」ボタンを押す。それと同時に全て試験体は、次の浸透探傷処理が行われている間に、の区画シャッターが一斉に開く。その後、7 個のブラックライト照射下で傷や欠陥の識別が行われ吊り治具は同時に時計方向に 51.4 °旋回し、次のる。メリーゴーランド内で行われている浸透探傷処理を行うエリアに試験体が搬送される。搬送後処理は以下のとおりである。にエリアを密閉するために全ての区画シャッター図 4 メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置（全体図）―

81―

IIC REVIEW/2005/4. No.33

（1）浸透スプレーエリア

リア内に設置されたスプレーノズルから噴射す試験体の表面全体に浸透液を付着させるエリることによって行われる。また、エアーブロー

アである。複雑な形状の試験体にも効率よく浸は圧縮エアーをエリア内に設置されたエアーノ透液を付着させるため、図 5 に示すようなミストズルから噴射することによって行われる。なお、化された浸透液を噴射可能なエアーアトマイジ

エアーノズルは低エアー消費型であるとともにング式スプレーノズルがエリア内に取り付けら噴射エアーの指向性が高いものが用いられる。

いる。また、吊り治具をエリア内で自転する機

浸透スプレーエリアと同様に吊り治具の回転構が設けられており、エリア内に滞留した浸透機構が設けられており、複雑な形状の試験体に液ミスト雰囲気中で試験体を回転することによ付着した余剰浸透液の除去と水分の除去を効率り、均一な膜厚の浸透液が付着される。試験体よく行える。これらの処理は自動で行われる。に付着しなかったオーバースプレーは、エリア（4）手洗浄・エアーブローエリア

外に設けられたタンクに回収され、必要に応じ表面に深い窪みがある試験体や三次元的に複てリサイクル使用が可能である。これらの処理

雑な形状の試験体は、余剰浸透液が残留する場は自動で行われる。

合がある。このエリアでは補助的にオペレータ（2）浸透ドレンエリアがハンド式スプレーガンを用いて余剰浸透液を割れや表面欠陥の中に浸透液を浸透させると温水で洗浄することができる。また、装備されともに、表面に付着した余剰浸透液を滴下させているハンド式エアーガンを用いて手洗浄時にるエリアである。

付着した水分を除去できる。

（3）洗浄・エアーブローエリア（5）乾燥エリア

割れや表面欠陥の中に浸透した浸透液以外の

ここで紹介する装置は無現像法のため洗浄処

健全な部位に付着した余剰浸透液を水を用いて理後に乾燥処理を行う。乾燥処理は割れや表面洗浄するとともに、試験体表面の水分をエアー欠陥の中に浸透した浸透液のにじみを防止するで除去するエリアである。洗浄はエリア外に設とともに、浸透した浸透液を熱膨張や欠陥内に置された加温加圧装置から供給される温水をエ残留する空気の熱膨張により表面方向に押し上げ、探傷時の欠陥識別能を高める効果がある。
乾燥処理は、エリア外に設置された循環式熱風乾燥機から供給される 80 ℃程度に加熱された熱風によって行われる。循環式熱風乾燥機は常時起動しており、試験体がエリア内に搬送された直後から乾燥処理を行える。
（6）クールダウンエリア
試験体脱荷ハンドリング時のオペレータの火傷を防止するために、乾燥処理後に試験体を冷却するエリアである。エリア天井部に吸気ファンが設けられており、外気を引き込む。

図 5 エアーアトマイズ式スプレーノズル―82―

付着させる方法（静電塗布法）と比較して 1 回４．仕様の浸透処理あたりに発生する廃液量が多く、コ

図 4 に示した装置はアルミ鋳造物の量産部品のスト的に合理的な処理方法とはいい難い。これ探傷を目的に開発した。仕様を表 2 にまとめる。

はスプレーノズルから噴射された浸透液が試験体表面に付着する効率が低く、その他の多くは５．低ランニングコスト化に向けた試み

オーバースプレーや、余剰塗布による滴下や、先に述べたように、近年、蛍光浸透探傷装置にミスト回収機への吸引などによって消費される高いコストパフォーマンスを要求されることが多ためである。図 4 に示した装置においても、1い。ランニングコストの低減を実現するためには、回の浸透液スプレーで使用する 100 mL 程度の消耗材である浸透液の購入量を節減することと、浸透液のうち、試験体に付着するのは 2, 3 ％程

余剰浸透液の洗浄に用いる洗浄水の消費量を節減度と推定される。そこで本装置では余剰な浸透することと、廃水量を低減することが合理的と考液をタンクに回収しリサイクル使用できる機構えられる。以下のランニングコストの低減化に向を実現した。

けた試みを行った。

（2）洗浄水のリサイクル（1）浸透液のリサイクル

試験体の表面に付着した余剰浸透液の除去にスプレー法による浸透液塗布は、浸透液槽に必要な洗浄水は、その消費量と洗浄処理後の廃浸漬する方法（浸漬法）や、浸透等をはけ塗り液量が多ければランニングコストが高くなる。図 4する方法（はけ塗り法）や、静電ガンを用いてに示した装置においても、1 回の洗浄処理あたり

表 2 メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置の仕様

項目

運転モード
試験体サイズ
処理体数
処理速度
タクト速度

仕様

注記

自動式

試験体の着荷・脱荷と探傷はオペレータが手動で行う。

最大1,000×300×300㎜

吊り治具1台に最大4個搭載可能

1日（8時間）あたり600体程度

吊り治具への試験体搭載数を4個として、150回タクトを実行した場合

24分程度

試験体の着荷開始から探傷完了まで

1タクトあたり3分程度

吊り治具の旋回とシャッター開閉の時間は1分程度であり、エリア内における処理時間は2分である。

処理方法

無現像式

浸透液

水洗性蛍光浸透探傷液

リサイクル可能

洗浄水

消費量：1タクトあたり8L
温度 ：38℃

リサイクル水と清浄水を切替え使用可能

熱風乾燥

方式：熱風循環式
温度：80℃（設定値）

ブラックライト 400Wオーバーヘッド型ライト―83―

IIC REVIEW/2005/4. No.33

24 L 程度であり、1日に 150 回の処理を行った場仕上洗浄（8 ／ 24 ㍑）：上水を使用する。使用3合に 3.6 m 程度の廃液が発生することになる。洗後はリサイクル用に回浄水廃液に含まれる浸透液の含有量は 0.12 wt ％収する。

程度と少なく、洗浄水廃液で余剰浸透液の洗浄６．おわりに性が実証されればリサイクル使用が可能となり、ランニングコスト低減に向けたリニューアルが可

メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置の「自動能となる。そこで、浸透液をスプレーしたアルミ式」「省スペース」「高い処理体数」「少ないオペ片の蛍光輝度と、浸透液をスプレー後に模擬廃レータ」「低いランニングコスト」を目的とした液（0.12 wt ％浸透液）で洗浄したアルミ片の蛍光リニューアルを行い、平成 16 年 9 月に株式会社 古輝度を観察した。この結果、模擬廃液で浸透液河アルフレックス殿（旧 古河鋳造 株式会社）小の洗浄性が確認されたため、以下に述べるリサイ山工場に納入し、現在順調にフル稼働している。

クル機構を装置に取り入れ、廃液排出量を従来

図 6 に装置の外観を示す。の 3 分の 1 程度に低減することが実現された。

ＩＩＣは検査計測を主にした会社であり、品質粗洗浄（8 ／ 24 ㍑）：洗浄廃液をリサイクル使管理の一端を担う装置を今後とも提供していきた用する。使用後は廃水ピい。さらに、安全・地球環境の保全に貢献できるットに廃棄する。

製品を開発していく所存である。

軽洗浄（8 ／ 24 ㍑）：洗浄廃液をリサイクル使用する。使用後はリサイ
クル用に回収する。

図 6 メリーゴーランド式蛍光浸透探傷装置（導入事例）―

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