鋳物のX線検査

鋳物のX線検査

 

1. X線撮影の基本原理

X線やγ線は鋳物を透過する過程で材料と相互作用し、吸収や散乱によって強度が減衰します。写真フィルム上では、材料の内部構造や欠陥に応じたさまざまな黒色度の画像が得られます。画像の形状、量、大きさ、向き、分布、黒さなどから欠陥の性質を判断し、欠陥の性質、大きさ、量に応じて欠陥を分類、評価します。このようにして、鋳物の内部欠陥の種類と重大度を知ることができます。

 

2. X線撮影感度と画質

X線撮影感度とは、鋳造品の最小の欠陥を見つける能力を指します。鋳造品の欠陥の性質、位置、方向、量、サイズ、その他の要因の影響により、写真プロセス中の探傷感度は写真画像の品質によって決まります。画質メーター (ペネトロメーターとも呼ばれます) は指標です。鋳物と同じ減衰係数を持つ同じ材質で作られています。一般的な画質メーターには、ワイヤー式画質メーター、ホール式画質メーター、スロット式画質メーターがあります。画質メーターのライン（穴、溝）の直径を画質指数で表します。指数値が大きいほど画質が悪くなります。このように、放射線探傷感度は間接的に画質指標で表すことができる。画質メーターは写真の品質を測定するツールであり、検出可能な鋳物内の欠陥の実際のサイズを表すものではありません。

 

3. 放射線検査に一般的に使用される国際規格。

ASTM 基準放射線写真フィルムは、現在国際的に認められている標準です。

 

4. 放射線検査の特徴

1) X 線検査の最大の利点は、欠陥の性質を直感的に判断しやすいことです。鋳造品の内部欠陥は、写真感度の範囲内であればフィルム上で見ることができます。

２）Ｘ線検査は、体積欠陥（気孔、収縮巣、収縮気孔、砂混入、スラグ混入など）の検出感度が高い。平面欠陥（亀裂、融着の欠如など）に対して一定の感度を持っています。しかし、鋳物の厚みが40mmを超えると、X線検査で広範囲のひけ状欠陥を発見することが困難となり、また微小亀裂の検出感度も低下します。

3) 画像はアーカイブして長期間保存し、後で参照したり再確認したりすることができます。

4) X線検査は特別な設備と現場を必要とし、コストが高く、検査サイクルが長いため、鋳物の迅速なバッチ検査には適していません。

 

5 欠陥の分類と等級

X線検査で発見される鋳物の巨視的な内部欠陥は、気孔率、砂混入とスラグ混入、収縮巣と収縮気孔率、未溶融内部鉄と未溶融中子、高温亀裂と低温亀裂の5つのカテゴリに分類できます。

1) 気孔欠損。気孔は、円形または楕円形の暗い斑点として現れ、場合によっては尾部があり、グループまたは単独で分布しています。グループに分散すると、画像が重なり、不規則な形になる傾向があります。鋳物の最終凝固時にブローホールが発生することが多く、そこにガスが溜まって逃げることができなくなります。針状気孔の形成は反応貫入型に属し、鋳物の表層は列状に配列し、表面に対して垂直に分散分布している。

２）砂の混入、スラグの混入による欠陥。砂やスラグの介在物が不規則な点や線状に分布しています。線状の場合は一定の幅を持ち、鋳物内にランダムに分布することができます。スラグの介在は引け巣の底部付近に発生することが多く、砂の介在が鋳物の表面に分布する場合もあります。

3) 収縮巣および収縮気孔欠陥。三次元形状に応じて、鋳物の引け巣欠陥は、管状、樹枝状、および大面積の引け巣に分類できます。このような欠陥は通常、ライザーの底部と最終的に固化したホットノードに分布しています。引け巣は通常、細孔、スラグ混入、収縮気孔と同時に発生します。

4) 融合されていない欠陥。未溶融欠陥の画像は亀裂に似ており、すべて暗い線ですが、線の片側は直線部分であり、内部冷却器または炉心サポートが配置されている場所にのみ発生します。

5) 亀裂のような欠陥。 X線検査では、亀裂のような欠陥は画像上に不規則な形状の暗い線を示します。真っ直ぐなものもあれば、基本的に真っ直ぐなものもありますが、先端が鋭く、頭部は丸くありません。亀裂のような欠陥は、通常、鋳物のホットノードまたは断面の急激な変化の接合部に発生します。