磁気探傷装置とは
磁気粉探傷は、部品自体を磁石の一部にすることで、強磁性材料のき裂を見つけます。部品を着磁し、表面を強磁性の磁粉で満たすか磁粉をふりかけると、磁束の経路を断ち切る不連続は表面でもれ磁場を生じさせ、そこに磁粉が集まって、検査員が視認できる指示になります。これは表面および表面直下の手法であり、材料へ届く深さは数 mm にとどまります。その深さは、機器の製造元ではなく、部品をどのように着磁するかで決まります。
この方式の強みは、速く、面の全体を一度にカバーし、浸透探傷が浸入できない密着したき裂や、目視検査では完全に見過ごすき裂を見つけられる点にあります。通常の対象は、溶接趾、フィレット溶接、鍛造の重なり、研削き裂、熱処理き裂です。また、圧力配管、ボイラ、巻上機、溶接構造物で最も多く指定される方式でもあるため、受け入れ基準は、図面ではなく規格から取ることが通例になっています。
したがって、装置が供給しなければならないのは、数値の読みではなく、実証された磁界です。探す欠陥に対して正しい方向で部品を着磁し、読める指示が出るだけの強さで磁界をかけ、それを見えるようにする磁粉の媒体と照明の取り合わせが必要になります。装置の形態、電源、プローブの形状といった他のすべては、検査が実施される条件のまま、その磁界を部品へ届けるために存在します。
磁気探傷装置の測定原理
着磁には方向があります。磁束がき裂を大きな角度で横切るときに最も良く検出されるため、縦き裂には周方向の磁界を、円周方向のき裂には軸に沿った磁界を印加する必要があります。実務では、どちらの方向も順番に印加します。未知の欠陥の方向を想定することが、検査で欠陥を見逃す経路になるためです。ヨークは極の間に磁界を作り、試験台形のユニットは部品を介して、または部品に巻いたコイルを介して電流を流します。
電流の形が深さを決めます。交流は表皮効果で磁界を表面に集中させるため、表面に開口するき裂には交流が適切な選択です。直流と整流電流はより深く及び、欠陥が表面直下にありうる箇所で用います。磁界の強さは勘で決める設定値ではなく、基準となる指示で実証します。既知の人工欠陥を持つ試験片か、磁界が十分であることと、その方向を示す磁界表示器のいずれかを用います。
指示は、媒体と光に依存します。乾式の磁粉は手軽で、粗い表面に向きます。キャリア液中の湿式懸濁は感度が高く、規格に従う検査で通常要求されるのも湿式です。白色光による検査では、磁粉に色を付け、用意した下地との対照で読み取ります。蛍光検査では、磁粉は蛍光するように被覆され、暗所の中で紫外線を当てて読み取ります。より弱い指示も見つけられますが、その代償は暗所にした検査区画と、維持しなければならない紫外線光源です。
構成の選択肢
仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。
| 構成 | 確定が必要な選択肢 | 決定対象 |
| 装置の形態 | 携帯形の電磁ヨーク、ヨークを伴う可搬電源ユニット、またはヘッドストックとコイルを備えた試験台形の機械 | 部品を機械へ持ち込めるか、機械を部品へ運ぶかが決まります。現場の検査では、通常これが決め手になります。 |
| 電流の形 | 交流、直流、またはインバータユニットによる整流電流 | 磁界がどれだけ深く及ぶかが決まり、表面のき裂と表面直下のき裂のどちらが見つかるかもそこで決まります。 |
| 着磁出力と極間隔 | 装置が供給できる出力、およびヨークの極間隔 | ある断面でかけられる磁界の強さが決まります。同じ出力でも、より広い間隔に広げれば磁界は弱くなるためです。 |
| 磁界の方向 | ヨークを 1 方向にだけ配置する形、または縦磁界と円周磁界も印加できる治具 | 方向が未知の欠陥まで検査でカバーできるか、ある 1 方向に並ぶ欠陥だけを対象とするかが決まります。 |
| 磁粉の媒体 | 乾式の磁粉、または色を選べる湿式の懸濁浴槽 | 感度と、適合する表面の仕上げが決まります。湿式の懸濁のほうが感度が高く、乾式の磁粉は、より粗い表面とより高い温度に耐えます。 |
| 検査照明 | 下地を用意した上での白色光、または蛍光磁粉を用いる紫外線 | 見える最もかすかな指示のレベル、そして暗所にした検査区画がそもそも使えるかどうかが決まります。 |
| 脱磁 | 個別の脱磁コイル、または装置に内蔵された機能 | 残留磁気がその後の機械加工、溶接、計測機器に影響することなく、部品を運用へ戻せるかどうかが決まります。 |
| 磁界の検証 | 基準となる試験片または磁界表示器、およびそれらを使う間隔 | 実証済みの磁界の強さで検査を実施したと示せるかが決まります。規格に適合した記録に含めなければならないのは、この点です。 |
磁気探傷装置の選び方
| 選択要素 | それが答えを決める理由 | 問い合わせ前に決めておくこと |
| 材料が強磁性か | オースティット系ステンレス鋼、アルミニウム、銅、その他の非強磁性材料では、この方式は機能しません | 部品名だけでなく、材料と等級を指定してください。非強磁性材料であれば、問い合わせは他の方式向けになります。 |
| 欠陥がどこにあると想定されるか | 表面に開口するき裂と表面直下のき裂では必要な電流の形が異なり、携帯形と試験台形の製品範囲はその違いに沿って構成されています | 探している欠陥と、それがどのように形成されると考えられるかを説明してください。発生の経緯は、通常、深さを示すためです。 |
| 部品の寸法と形状 | ヨークは同じ面の両極に到達できなければならず、試験台形の機械は部品がヘッドストックの間に収まる必要があります | 部品の寸法、カバーすべき溶接部または表面、そして 1 箇所でどれだけ届くかを教えてください。 |
| 作業場所で使える電源 | 商用電源を使う装置は電源のない場所では使えず、電池式では現場の検査を連続できる時間に制限ができます | 作業を行う場所、商用電源が使えるか、検査にどれだけの時間が見込まれるかをお知らせください。 |
| 紫外線による検査が必要か | 照明、磁粉のコスト、作業条件が変わり、すべての受け入れ規格がこの検査を認めているわけではないためです | 受け入れ規格を明示し、蛍光検査が要求なのか、望ましいというだけなのかを教えてください。 |
| 部品を脱磁した状態で仕上げなければならないか | 残留磁気は、その後の機械加工、溶接、付近の計測機器にとって妨害になり得るためです | 検査後に部品がどうなるか、そして残留磁界の限度が指定されているかをお知らせください。 |
これらのうち未確定の項目が残っても、適用すべき受け入れ規格とともに、分かっている内容をお送りください。それを基に見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。
近似する代替機種
磁気探傷装置 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。
| 近似する代替機種 | 磁気探傷との違い |
| 超音波探傷装置 | 材料の表面ではなく内部の欠陥を見つけ、音を通す材料であれば広く機能します。結合剤と、エコーを解釈できる訓練を受けた作業者が必要ですが、磁気粉探傷は指示を表面に直接示します。同じ溶接部で両者を併用することが多いのは、そのためです。 |
| 超音波厚さ計 | 不連続を探すのではなく、材料がどれだけ残っているかを測定します。腐食と残存寿命についての問いに答える計器であり、通常のモードではき裂をまったく検出しません。 |
| 膜厚計 | 強磁性の部品に対して磁場を用いる点も同じですが、母材の上にある層の厚さを測定します。原理を共有することは、両者を互換のあるものにはしません。どちらの計器も、もう一方が示す値を報告しません。 |
| 浸透探傷 | 表面に開口する欠陥へ浸透液を引き込み、現像によって視認できる指示にします。非強磁性材料にも、ヨークがまたげない複雑な形状にも適用できますが、表面に達し、かつ浸透液が浸入できる欠陥しか見つけません。 |
| 渦電流探傷装置 | 誘起された磁場を用いて、非強磁性の材質を含む導電性材料の不連続を見つけ、管材のスキャンには十分な速さで対応します。小さな表面欠陥にはより敏感ですが、粗い表面と形状の変化にはより弱い方法です。 |
| 外観検査と放射線撮影 | 外観検査は目に見えるものしか見つけないため、密着したき裂の大きさを評価できません。放射線撮影は内部の体積を画像に写し、材料を選びませんが、両面への到達が必要で、それ自身の安全上の取扱いを伴います。 |
溶接構造物では、磁気粉探傷と超音波探傷を組み合わせることが最も多く、表面に達するものを探す手法と、達していないものを探す手法を分けて使います。両者の境界は深さです。
問い合わせに含める内容
お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。
- 材料と等級、および強磁性であることの確認
- 検査対象の部品または溶接部、そして形状の略図または図面
- 探している欠陥と、それがどのように形成されると考えられるか
- 適用すべき受け入れ規格と受け入れ水準
- 検査が工場内か現場か、そして商用電源が使えるか
- 白色光と蛍光検査のどちらが必要か
- 部品の寸法と質量、および装置へどのように部品を差し出すか
- 検査後に部品を脱磁しなければならないか
- 磁界の強さを実証し、記録しなければならないか
- 数量、仕向港、希望納期