JPH0464579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浸透探傷用乾式現像剤の改良及び該
改良された乾式現像剤を使用して行う浸透探傷試
験法に係るものである。

〔従来の技術〕

周知の通り、金属、プラスチツクス、セラミツ
クス等で製作された機械部品の表面や構造物の熔
接線部等に存在する微細なクラツクや微小のピン
ホールの如き表面開口欠陥部（以下、「欠陥部」
という。）の検出に適用される非破壊検査法の一
つとして「JIS−Ｚ−2343−1982」として規格化
もされている浸透探傷試験法が汎用されている。
この試験法は、被検査表面に可視染料（通常、赤
色）を溶解した液体又は螢光染料（通常、紫外線
灯下で黄〜黄緑色）を溶解した液体を付着させて
該液体を欠陥部内に浸透させた後、欠陥部内に浸
透せずに被検査物表面に残留している余剰の液体
を除去し、このままの状態では欠陥部内に浸透し
ている液体の存在が観察し難いので、次いで当該
表面に白色無機微粉末を施用し、この微粉末によ
つて欠陥部内に浸透している液体を吸い出させて
欠陥指示模様を形成させ、この指示模様を観察す
ることによつて欠陥部の存在を検知する方法であ
る。

上記浸透探傷試験法において用いられている可
視染料を溶解した液体は「染色浸透液」と呼ば
れ、螢光染料を溶解した液体は「螢光浸透液」と
呼ばれており、それぞれ種々様々な処方のものが
「浸透探傷用」として市販されているが、大別す
ると可視又は螢光染料が水若しくは水と水溶性有
機溶剤に溶解されている「水ベース系」と可視又
は螢光染料が有機溶剤に溶解されている「有機溶
剤ベース系」とがある。そして、Ａ「染色浸透液」
を用いる場合には「染色浸透探傷試験」と呼ば
れ、白色光の下で欠陥指示模様の観察が行われ、
一方、Ｂ「螢光浸透液」を用いる場合には「螢光
浸透探傷試験」と呼ばれ、暗所で紫外線灯（通
常、ブラツクライトと呼ばれている。）照射下で
欠陥指示模様の観察が行われている。

また、上記浸透探傷試験法において用いられて
いる白色無機微粉末は、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化アルミニウム、各種ケイ酸、
クレー、カオリン、ベントナイト、タルク、酸化
亜鉛、チタン白、リトポン（商品名：硫化亜鉛と
硫酸バリウムの混合物からなる白色顔料）等の粒
径約20ミクロン以下の微粉末であり、上掲JIS規
格に示されている通り、粉末のみで施用される
「乾式現像剤」と呼ばれるものと、粉末を水に
分散させて施用される「湿式現像剤」と呼ばれる
ものと、粉末を揮発性有機溶剤に分散させて施
用される「速乾式現像剤」と呼ばれるものとがあ
り、、は粉末の形態で市販されており（は
購入者が水に分散させて使用する。）、はエアゾ
ールスプレー缶に充填した形態で市販されてい
る。

そして、上記浸透探傷試験法はＡ、Ｂと、
及びとを要求される探傷精度、作業能率、作業
環境等に応じて適宜組合せて実施されているが、
Ａ、Ｂ、、及びにはそれぞれ長所、短所が
あり、組合せができないとされているケースもあ
る。

即ち、先づ、Ｂは紫外線照射によつて励起され
る螢光を利用するので欠陥指示能力はＡよりもは
るかに優れているが、反面、暗所とブラツクライ
トとを必須とする。

次に、、は、媒体（は水、は揮発性有
機溶剤）に分散されている白色無機微粉末が該媒
体とともに被検査物表面に一ように付着（は分
散液中への浸漬・引上げにより、は分散液のエ
アゾールスプレー散布による）し、媒体が揮発す
ることによつて被検査物表面の全面にわたつて白
色無機微粉末層が設けられ該粉末層を形成してい
る粉末粒子間の毛細管現象によつて欠陥部内の浸
透液が吸いだされ、吸い出された浸透液が粉末層
表面にニジミ出て欠陥部内の浸透液の量に対応し
た大きさのニジミを形成するので、このニジミ、
換言すれば欠陥指示模様は充分に大きいが、一
方、は白色無機微粉末のみが被検査物表面に一
ように接触（粉末中への浸漬・保持・引上げによ
る）し、接触している粉末粒子間の毛細管現象に
よつて欠陥部内の浸透液が吸い出され、吸い出さ
れた浸透液に接した粉末のみが欠陥部周辺に付着
し、浸透液に接しなかつた粉末は被検査物表面か
ら脱落するので、この欠陥部周辺に付着している
粉末、換言すれば欠陥指示模様は小さい。

Ｂと、とが組合される場合は勿論、Ｂと
とが組合される場合にも螢光を利用するので、欠
陥指示模様の観察は容易であるが、Ａととが組
合される場合には欠陥指示模様の観察は極めて困
難となり、不可能な場合もある。詳言すれば、染
色浸透液が例えば赤色染料を用いたものであると
きには、、では白地のバツク（白色無機微粉
末層表面）に赤色で現出し極めてコントラストが
良いが、では被検査物表面の地色のバツクに赤
色で現出し、被検査物表面の色調が黒色や暗色で
あればそのコントラストは極めて悪く、しかも欠
陥指示模様自体が小さいので、その観察は殆んど
不可能となるのである。従つて、Ａととを組合
せて実施されることはなく、を用いる場合には
専らＢと組合されているのが当業界における実情
である。事実、「非破壊検査技術シリーズ・浸透
探傷試験Ａ：（社）日本非破壊検査協会：P17−
18：1976年版第４刷昭和56年２月20日発行」には
「…この方法は白色微粉の乾式現像剤を適用する
方法で、後乳化性けい光浸透探傷試験、水洗性け
い光浸透探傷試験と組合せて適用することが多
い。ただし、染色浸透探傷試験には適用できな
い。…」と述べられている。

反面、は分散液を入れる大きな槽と乾燥装置
とを必須とするとともに長時間にわたる乾燥を必
要とするという問題があり、は揮発性有機溶剤
を必須とするので火気や吸入毒性の点で危険性が
あるという問題があるのに対して、にはかかる
問題はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、Ｂを実施する場合には暗所とブラツ
クライトを必須とするので屋外や電源のない作業
環境ではＡによらざるを得ないが、この場合には
前述の通りと組合せることはできないから又
はと組合せることになるが、例えば巨大なタン
ク内部の熔接線部等を被検査物とする場合には
と組合せることは前述の問題点からして不可能で
あり、と組合せる場合には前述の問題点からし
て作業環境の悪化と安全面に大きな問題がある。
しかし、もしＡととの組合せが可能となればか
かる問題点が一挙に解決できるのである。

そこで、本発明者はのもつ欠陥指示模様が小
さいという短所を改良することを命題として研究
を重ねた結果、本発明に到達したのである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明者は粒径20ミクロン以下の白色無
機微粉末からなる浸透探傷用乾式現像剤に該無機
微粉末の５〜95重量％に相当する量の粒径20ミク
ロン以下の白色高吸水性樹脂微粉末を配合してな
る浸透探傷用吸水膨張性乾式現像剤（以下、「１
番目の発明」という。）を完成するとともに被検
査物表面に水と可視染料とが配合された水ベース
系浸透探傷用染色浸透液を付着させて該浸透液を
欠陥部内に浸透させた後、欠陥部内に浸透せずに
被検査物表面に残留している余剰浸透液を除去
し、次いで当該表面に１番目の発明に係る浸透探
傷用吸水膨張性乾式現像剤を接触させて前記欠陥
部内に浸透している浸透液を吸い出させ、吸い出
された浸透液によつて当該現像剤の一部を前記欠
陥部周辺に付着させるとともに該付着している現
像剤に配合されている前記樹脂微粉末を吸水膨張
させることによつて欠陥指示模様を形成させるこ
とからなる浸透探傷試験法（以下、「２番目の発
明」という。）を完成したものである。

〔作用〕

先づ、１番目の発明並びに２番目の発明におい
て最も重要な白色高吸水性樹脂微粉末について説
明する。この粉末は、「増田房義：高吸水性樹
脂：雑誌・機能材料・1982年４月号：P36−44：
(株)シーエムシー：昭和57年４月５日発行」に述べ
られている通り、「…一見ごく普通の白色粉末で
あるが、水を注ぐと瞬時に吸水して水全体をゲル
化する性質をもつものであり、その吸水力は数百
倍、すなわち１ｇの粉末が500〜600ｇの水を吸収
することができ…」、「…水に浸すと徐々に膨張す
る玩具、水と接触すると膨張して止水効果を示す
シーリング材や電線被覆材料など、多数の用途が
検討され、一部はすでに実用化されている…」も
ので、デンプン・グラフト重合体（通常、デンプ
ンにアクリロニトリルをグラフト重合させてい
る。）の加水分解物を主成分とするものが代表的
な製品であり、「サンウエツト1M−300MPS（商
品名：三洋化成(株)・製）」や「SPG（商品名：ヘ
ンケル社・製）」なる名称で市販されている。尚、
現在市販されている「サンウエツト1M−
300MPS」の粒径は約20〜40ミクロンのものであ
るが、ボールミルを用いて粉砕すれば容易に粒径
20ミクロン以下のものとできる。本発明者は、白
色高吸水性樹脂微粉末の上記した水に接触すると
瞬時に吸水し膨張する性質に注目し、この性質を
利用して欠陥指示模様を立体的に拡大するという
着想を具現化したものである。

次に、１番目の発明について説明する。この発
明における粒径20ミクロン以下の白色無機微粉末
からなる浸透探傷用乾式現像剤とは前記の「乾
式現像剤」と呼ばれている市販品である。そして
この発明では、当該無機微粉末の５〜95重量％に
相当する量を粒径20ミクロン以下の上記白色高吸
水性樹脂微粉末に置換している。

上記樹脂微粉末は粒径20ミクロン以下のものを
用いる必要があり、これは被検査物表面に接触さ
せるに当たつて一ような接触を可能ならしめるた
めと浸透液の吸い出しに支障がないようにするた
めである。尚、浸透探傷用現像剤として従来から
使用されている白色無機微粉末が粒径20ミクロン
以下であるのも同じ理由である。

また、上記無機微粉末の少なくとも５重量％以
上を上記樹脂微粉末に置換すれば使用時に大きく
且つ盛り上がつた肉眼で容易に観察可能な欠陥指
示模様が形成できる。上記樹脂微粉末の量を多く
すればするほど形成される欠陥指示模様を大きく
できるが、置換量は最大95重量％までとする必要
があり、少なくとも５重量％以上の上記無機微粉
末が存在していないと被検査物表面に接触させる
に当たつて一ように接触させることが困難とな
る。尚、実用上は20〜70重量％を上記樹脂微粉末
によつて置換することが好ましい。

注目すべきは、上記樹脂微粉末は極めて小量の
水の存在によつて膨張することであり、浸透探傷
法の対象となる欠陥部が数ミクロン〜数ミリの微
細なものであり、かかる欠陥部内に浸透している
浸透液もごく小量であるが、該浸透液が水ベース
系のものである限り、上記樹脂微粉末は当該欠陥
部内の浸透液中の水分を吸水して約10倍以上の大
きさに膨張する。

従つて、１番目の発明に係る浸透探傷用水膨張
性乾式現像剤を用いＡ又はＢと組合せて浸透探傷
法を実施するに当たつて浸透液が水ベース系のも
のであれば、欠陥部周辺に付着した粉末の内の上
記無機微粉末はそのままの大きさを保つているが
上記樹脂粉末は接触した水ベース系浸透液中の水
分を吸収して膨張するので大きく且つ盛り上がつ
た欠陥指示模様が形成される。そしてＡとの組合
せではコントラストの点では充分ではないが、欠
陥指示模様が大きく且つ盛り上がつているので、
その観察は容易であり、結果的にはＡと、と
の組合せによる場合と同程度あるいはそれ以上の
精度をもつて欠陥部が検出できるのである。

次に、２番目の発明について説明する。この発
明は、約言すれば１番目の発明に係る浸透探傷用
吸水膨張性乾式現像剤と水ベース系染色浸透液と
を用いるもので、操作は従来のＡととの組合せ
による浸透探傷法と全く同様に行われる。

水ベース系染色浸透液とは、水に水溶性可視染
料を溶解したものや水とジエチレングリコールモ
ノブチルエーテルの如き水溶性有機溶剤に油溶性
可視染料を溶解したものであり、通常、赤色染料
が用いられている。水とジエチレングリコールモ
ノブチルエーテルに油溶性赤色染料を溶解してな
るものが水ベース系染色浸透液の代表的な製品で
あり、「スーパーチエツクUP−Ｇ・Ｗ（商品
名：特殊塗料(株)・製）」、「スーパーチエツクＰ−
LT・１（商品名：特殊塗料(株)・製）」、「スーパー
チエツクＰ−Ｇ・Ｌ（商品名：特殊塗料(株)・
製）」等が市販されており、これ等の市販品は約
40〜70重量％の水を含んでいる。

２番目の発明の作用を操作とともに説明すれ
ば、次の通りである。常法によつて表面を清浄に
した被検査物表面に水ベース系染色浸透液を付着
させ所定時間（通常５〜10分間）放置して欠陥部
内に浸透液を浸透させる。浸透液の付着は、浸透
液中に被検査物を漬けて引上げるという手段によ
つても、浸透液を被検査物表面に刷毛ぬり又はス
プレーするという手段によつてもよい。次に、被
検査物表面をウエス等で拭き、欠陥部内に浸透せ
ずに被検査物表面に残留している余剰浸透液を除
去する。次いで被検査物表面に１番目の発明に係
る浸透探傷用吸水膨張製乾式現像剤を接触させ
る。現像剤粉末の接触は、現像剤粉末中（粉体槽
中）に被検査物を漬け、そのままの状態で所定時
間（通常、１〜５分間）保持してから引上げると
いう手段によつても、現像剤粉末を被検査物表面
に均一な厚さになるように振りかけ、そのままの
状態で所定時間（同上）保持してから被検査物表
面をかたむけるという手段によつてもよい。いづ
れの手段による場合にも、保持中に粒子粉末間の
毛細管現象によつて欠陥部内の浸透液が吸い出さ
れ、吸い出された浸透液に接した現像剤粉末のみ
が欠陥部周辺に付着し、浸透液に接しなかつて現
像剤粉末は引上げ時又はかたむけ時に表面から脱
落する。欠陥部周辺に付着している現像剤粉末は
浸透液の色彩に着色されているとともに該粉末に
配合されている前記樹脂微粉末は浸透液中の水分
を吸収して膨張している。かくして欠陥部周辺に
は浸透液の色彩に着色された前記無機微粉末と同
じく着色され、しかも膨張させられた前記樹脂微
粉末とからなる大きく且つ盛り上がつた欠陥指示
模様が形成されるのである。

〔実施例〕

１番目並びに２番目の発明の実施例を挙げる。
尚、「％」は重量％を意味する。

実施例 １ 浸透探傷用吸水膨張性乾式現像剤の調整 粒径２〜４ミクロンの含水ケイ酸（カープレツ
クス＃ 1120：商品名：塩野義製薬(株)製）20％、粒
径２〜10ミクロンのケイ酸カルシウム（富田製薬
(株)製）10％及び粒径３〜20ミクロンのタルク（日
本タルク(株)製）40％と粒径５〜15ミクロンの白色
高吸水性樹脂微粉末（サンウエツト1M−
1000MPS：商品名：三洋化成(株)製）30％とを充
分混合して乾式現像剤を得た。

浸透探傷試験 JIS−Ｚ−2343規格の感度試験用Ｂ型対比試験
片（Ni−Crメツキ曲げ割れ試験片）の表面に水
ベース系染色浸透液（スーパーチエツクＰ−
LT・１：商品名：特殊塗料(株)製−赤色・水の含
有量40％−）をスプレー塗布し、５分間放置後、
表面をウエスで拭いて余剰浸透液を除去し、次い
で該試験片を上記乾式現像剤を充填した粉体槽中
に漬け、４分間保持後、引上げて白色光の下で肉
眼で観察したところ赤色で盛り上がつた欠陥指示
模様が明瞭に確認できた。尚、拡大鏡を用いて観
察したところ欠陥指示模様を形成している粉末粒
子中の前記白色高吸水性樹脂微粉末粒子は、施用
前に比較して約10倍の大きさに膨張していた。

比較のため、前記含水ケイ酸30％、前記ケイ酸
カルシウム20％及び前記タルク50％からなる乾式
現像剤を用いて上記浸透探傷試験を行つたが、こ
の場合の欠陥指示模様は不明瞭であり肉眼での観
察は極めて困難であつた。

実施例 ２ 浸透探傷用吸水膨張性乾式現像剤の調整 粒径16マイクロミクロンで二次凝集粒子の粒径
が２〜５ミクロンの無水ケイ酸（アエロジール＃
200：商品名：日本アエロジール(株)製）５％、粒
径１〜２ミクロンの炭酸マグネシウム（富田製薬
(株)製）15％及び実施例１と同じタルク20％と実施
例１と同じ白色高吸水性樹脂微粉末60％とをよく
混和して乾式現像剤を得た。

浸透探傷試験 JIS−Ｚ−2343規格の感度試験用Ａ型対比試験
片（アルミ合金焼割れ試験片）の表面に水ベース
系染色浸透液（スーパーチエツクUP−Ｇ・
Ｗ：商品名：特殊塗料(株)製−赤色・水の含有量65
％−）をスプレー塗布し、５分間放置後、表面を
ウエスを用いて拭いて余剰浸透液を除去し、次い
で該試験片を上記乾式現像剤を充填した粉体槽中
に漬け、４分間保持後、引上げて白色光の下で肉
眼で観察したところ赤色で盛り上がつた欠陥指示
模様が明瞭に確認できた。

比較のため、前記無水ケイ酸15％、前記炭酸マ
グネシウム40％及び前記タルク45％からなる乾式
現像剤を用いて上記浸透探傷試験を行つたが、こ
の場合の欠陥指示模様は不明瞭であり肉眼での観
察は困難であつた。

〔効果〕

１番目の発明は浸透探傷法の実施に当たつて、
湿式現像剤や速乾式現像剤を用いなくとも肉眼で
容易に観察できる欠陥指示模様が得られるので、
湿式現像剤や速乾式現像剤を用いる場合の前記問
題点が全て解消される。特に速乾式現像剤を用い
る場合の安全面における問題点が解消されるの
で、１番目の発明の産業利用性は極めて大なるも
のがある。

２番目の発明は、１番目の発明の奏する上記効
果に加えて、浸透探傷法の実施に当たつて、暗所
とブラツクライトとを必須とする螢光浸透液を用
いなくとも肉眼で容易に観察できる欠陥指示模様
が得られるので、作業環境による制限を受けるこ
となく探傷作業が実施できるという顕著な効果を
奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒径20ミクロン以下の白色無機微粉末からな
   る浸透探傷用乾式現像剤に該無機微粉末の５〜95
   重量％に相当する量の粒径20ミクロン以下の白色
   高吸水性樹脂微粉末を配合してなる浸透探傷用吸
   水膨張性乾式現像剤。 ２ 被検査物表面に水と可視染料とが配合された
   浸透探傷用染色浸透液を付着させて該浸透液を表
   面開口欠陥部内に浸透させた後、欠陥部内に浸透
   せずに被検査物表面に残留している余剰浸透液を
   除去し、次いで当該表面に粒径20ミクロン以下の
   白色無機微粉末からなる浸透探傷用乾式現像剤に
   該無機微粉末の５〜95重量％に相当する量の粒径
   20ミクロン以下の白色高吸水性樹脂微粉末を配合
   してなる浸透探傷用吸水膨張性乾式現像剤を接触
   させて前記欠陥部内に浸透している浸透液を吸い
   出させ、吸い出された浸透液によつて当該現像剤
   の一部を前記欠陥部周辺に付着させるとともに該
   付着している現像剤に配合されている前記樹脂微
   粉末を吸水膨張させることによつて欠陥指示模様
   を形成させることを特徴とする浸透探傷試験法。