染色浸透探傷検査

染料浸透探傷検査( DP ) は、液体浸透探傷検査( LPI ) または浸透探傷試験( PT ) とも呼ばれ、あらゆる非多孔質材料 (金属、プラスチック、セラミック) の表面破損欠陥の検査に使用される、広く適用されている低コストの検査方法です。浸透探傷はすべての非鉄材料と鉄材料に適用できますが、鉄部品の場合は、表面下検出機能があるため、代わりに磁気探傷検査が使用されることが多いです。LPI は、ヘアラインクラック、表面多孔性、新製品の漏れ、稼働中の部品の疲労クラックなど、鋳造、鍛造、溶接の表面欠陥を検出するために使用されます。

歴史

1900 年代初頭に鉄道業界で使用された油と白亜紀の方法は、亀裂を検出するために浸透液の原理が初めて認められた方法です。油と白亜紀の方法は、洗浄に油溶剤を使用し、その後白亜紀の ...

経験から、温度と浸漬時間が重要であることがわかりました。これにより、標準的で均一な結果を提供するために、文書化された手順の使用が始まりました。文書化された手順の使用は進化し、設計エンジニアや製造業者は、適切なトレーニングを受け、認定された液体浸透探傷試験技術者から高水準の結果を得ることができるようになりました。

原則

DPI は毛細管現象に基づいており、表面張力の低い液体が清潔で乾燥した表面の不連続部に浸透します。浸透剤は、浸漬、スプレー、またはブラシでテスト部品に塗布できます。十分な浸透時間が経過したら、余分な浸透剤を取り除き、現像液を塗布します。現像液は、欠陥から浸透剤を引き出すのに役立ち、検査員には見えない兆候が見えるようになります。検査は、使用される染料の種類 (蛍光染料または非蛍光染料 (可視光線)) に応じて、紫外線または白色光の下で行われます。

検査手順

以下は液体浸透検査の主な手順です。

1. 事前洗浄：

試験面は、浸透剤が欠陥に届かないようにしたり、無関係なまたは誤った表示の原因となる可能性のある汚れ、塗料、油、グリース、またはゆるんだスケールを取り除くために洗浄されます。洗浄方法には、溶剤、アルカリ洗浄ステップ、蒸気脱脂、またはメディアブラストが含まれます。このステップの最終目標は、存在する欠陥が表面に露出し、乾燥していて、汚染のないクリーンな表面です。メディアブラストを使用する場合は、部品の小さな不連続部分が「処理される」可能性があるため、ブラスト後の処理としてエッチングバスが推奨されることに注意してください。

2. 浸透剤の塗布：

次に、検査するアイテムの表面に浸透剤を塗布します。浸透剤は通常、高い濡れ性を持つ鮮やかな色の流動性液体です。^[1]浸透剤は、欠陥に浸透するまで「滞留時間」が与えられます (通常 5 ～ 30 分)。滞留時間は、使用する浸透剤、検査する材料、および探している欠陥のサイズによって主に異なります。予想どおり、小さな欠陥には長い浸透時間が必要です。溶剤ベースの浸透剤は不適合性があるため、水で洗浄できる現像液で検査する表面には塗布しないように注意する必要があります。

3. 余分な浸透剤の除去：

次に、余分な浸透液を表面から除去します。除去方法は、使用する浸透液の種類によって決まります。水洗い可能、溶剤除去可能、親油性後乳化可能、または親水性後乳化可能が一般的な選択肢です。乳化剤は最も感度が高く、油性浸透液と化学的に反応して、水スプレーで除去できるようにします。溶剤除去剤と糸くずの出ない布を使用する場合は、溶剤をテスト表面に直接スプレーしないことが重要です。溶剤をスプレーすると、欠陥から浸透液が除去される可能性があるためです。余分な浸透液が適切に除去されないと、現像液を塗布した後、現像領域に背景が残り、兆候や欠陥が隠れてしまう可能性があります。さらに、これにより誤った兆候が生成され、適切な検査を行うことが著しく妨げられる可能性があります。また、余分な浸透液の除去は、状況に応じて垂直または水平のいずれかの方向に行われます。

4. 開発者の申請:

余分な浸透液を除去した後、白色現像液をサンプルに塗布します。現像液には、非水性湿式現像液、乾燥粉末、水懸濁性、水溶性など、いくつかの種類があります。現像液の選択は、浸透液の適合性 (水溶性または水懸濁性の現像液を水洗浄可能な浸透液と一緒に使用することはできません) と検査条件によって決まります。非水性湿式現像液 (NAWD) または乾燥粉末を使用する場合は、サンプルを塗布する前に乾燥させる必要がありますが、可溶性および懸濁性の現像液は、前の手順でまだ濡れている状態で塗布します。NAWD はエアゾールスプレー缶で市販されており、アセトン、イソプロピルアルコール、またはこれら 2 つを組み合わせた噴射剤を使用できます。現像液は、表面に半透明で均一なコーティングを形成する必要があります。

現像液は、浸透液を欠陥から表面に引き出し、一般にブリードアウトと呼ばれる目に見える痕跡を形成します。ブリードアウトした領域は、表面上の欠陥の位置、方向、および考えられる種類を示すことができます。結果を解釈し、見つかった痕跡から欠陥を特徴付けるには、ある程度のトレーニングや経験が必要になる場合があります [痕跡のサイズは、実際の欠陥のサイズではありません]。

5. 検査:

検査員は、可視染料浸透探傷検査には、十分な強度の可視光（通常は 100フートカンデラまたは 1100ルクス）を使用します。蛍光浸透探傷検査には、十分な強度の紫外線（UV-A）放射（1,000 マイクロワット/平方センチメートルが一般的）と低い周辺光レベル（2 フートカンデラ未満）を使用します。試験面の検査は、10 ～ 30 分の現像時間後に行う必要がありますが、これは使用する浸透探傷剤と現像液によって異なります。この時間遅延により、吸い取り作用が発生します。可視染料を使用する場合、検査員はサンプルの痕跡形成を観察する場合があります。また、にじみの特徴は欠陥の解釈特性の重要な部分であるため、痕跡が形成されるときに観察することも良い方法です。

6. 事後清掃：

特に検査後のコーティングプロセスが予定されている場合、テスト表面は検査と欠陥の記録後に洗浄されることがよくあります。

利点と欠点

DPI の主な利点は、テストのスピードと低コストです。欠点としては、表面の欠陥しか検出できないこと、皮膚への刺激、検査は滑らかな清潔な表面で実施し、浸透剤が現像される前に余分な浸透剤を除去できる必要があることが挙げられます。「溶接直後」の溶接部などの粗い表面でテストを実施すると、余分な浸透剤を除去するのが難しくなり、誤った指示が出る可能性があります。他に選択肢がない場合は、水で洗える浸透剤を検討する必要があります。また、特定の表面では、十分な色のコントラストが得られなかったり、染料がワークピースを汚したりします。^[2]

オペレーターには限られた訓練しか必要ありませんが、経験は非常に貴重です。表面の汚染物質が除去され、存在する欠陥が清潔で乾燥していることを保証するために、適切な洗浄が必要です。一部の洗浄方法はテストの感度に悪影響を与えることがわかっているため、金属の汚れを除去して欠陥を再び開くための酸エッチングが必要になる場合があります。^[3]

浸透探傷検査は非多孔質材料にのみ適用できる