包括的鋳造品質検査：表面・内部・非破壊試験法

鋳造品検査は主に寸法検査、外観・表面目視検査、化学成分分析、機械的特性試験を含みます。高要求鋳造品には非破壊検査も必要です。例えば、ダクタイル鋳鉄鋳造品の品質検査用非破壊検査技術には、浸透探傷、渦流探傷、磁粉探傷、放射線透過試験、超音波探傷が含まれます。

鋳造品表面・近表面欠陥の試験

浸透探傷試験

浸透探傷試験は、鋳造品表面の各種開口欠陥（表面クラック、表面ピンホール、肉眼で発見困難な他の欠陥）検査に使用されます。

一般的に使用される浸透試験は着色試験で、高浸透性浸透剤を鋳造品表面に塗布または噴霧し、開口欠陷に浸透剤を浸透させ、浸透剤層を速やかに拭き取り、乾燥しやすい顕像剤を鋳造品表面に噴霧。開口欠陥に残留する浸透剤が吸い出されると、顕像剤が着色され、欠陥の形状、大きさ、分布を反映します。

被試験表面が滑らかであるほど、浸透試験効果が高まることが指摘されています。グラインダーで研磨された表面が最高の試験精度を持ち、粒界クラックさえ検出可能です。

着色試験に加え、蛍光浸透探傷試験も一般的な浸透探傷法です。紫外線ランプによる照射観察が必要で、試験感度は着色試験より高いです。

渦流探傷試験

渦流探傷試験は、一般的に6-7mm以下の深さの表面下欠陥検査に適しています。渦流探傷は置換コイル法と通過コイル法の二種類に分類されます。

試験片を交流電流コイル近くに配置すると、試験片に進入する交流磁場が、励磁磁場に垂直な方向に試験片内で渦電流を誘導。渦電流は励磁磁場と逆方向の磁場を生成し、コイル内の元の磁場を部分的に減少させ、コイルインピーダンスの変化をもたらします。

鋳造品表面に欠陥がある場合、渦電流の電気的特性が歪み、欠陥存在を検出。渦流探傷の主な欠点は、検出欠陥の大きさと形状を直接表示できないこと。一般的に欠陥の表面位置と深度のみ判定可能。また、鋳造品表面の小さな開口欠陥検査感度は浸透探傷ほど高くない。

磁粉探傷試験

磁粉探傷試験は、表面欠陥と表面下数ミリメートルの欠陥検査に適しています。直流（または交流）着磁装置と磁粉（または磁性懸濁液）が必要です。

着磁装置で鋳造品内外面に磁場を発生させ、磁粉または磁性懸濁液で欠陥を顕示。鋳造品の一定範囲内で磁場が発生すると、着磁領域の欠陥が漏洩磁場を生成。磁粉や懸濁液を撒くと、磁粉が引き寄せられ欠陥が表示されます。

磁粉探傷で顕示される欠陥は基本的に磁力線を横切るもので、磁力線に平行な長条欠陥は表示されません。したがって、作業中に常に着磁方向を変え、未知方向の各欠陥を検査できるよう確保する必要があります。

鋳造品内部欠陥の試験

内部欠陥には、放射線透過試験と超音波探傷が一般的な非破壊検査法として使用されます。其中、放射線透過試験の効果が最良。内部欠陥の種類、形状、大きさ、分布を反映する直観的な画像が得られます。しかし、厚肉大型鋳造品には超音波探傷が非常に効果的で、内部欠陥の位置、相当大きさ、分布を精密に測定可能。

放射線透過試験

放射線透過試験は、一般的にX線またはγ線を線源とし、線発生装置とその他補助設備が必要。鋳造品が線場に曝露されると、線の放射強度は鋳造品内部欠陥の影響を受けます。鋳造品を透過する放射強度は欠陥の大きさと性質により局所的に変化し、欠陥の放射線写真像を形成、放射線フィルムで撮像・記録。

放射線フィルム撮像による記録法が最も一般的で、一般的に放射線透過試験と呼ばれます。放射線写真で反映される欠陥像は直観的で、欠陥の形状、大きさ、数量、平面位置、分布範囲を提示できます。

超音波探傷試験

超音波探傷試験は、高周波音響エネルギーを持つ音響ビームの鋳造品内部伝播を利用し、内部表面や欠陥に衝突すると反射を生成。反射音響エネルギーの大きさは、内部表面や欠陥の指向性と特性、および反射体の音響インピーダンスの関数。様々な欠陥や内部表面から反射される音響エネルギーを用いて、欠陥位置、肉厚、表面下欠陥深度を検出。

広く使用される非破壊検査法として、超音波探傷の主な利点は：高試験感度で微小クラック検出可能；大貫通力で厚肉鋳造品検出可能。主な制限は：複雑な輪郭寸法と指向性不良を持つ不連続欠陥の反射波形解釈が困難；粒径、微細構造、気孔、介在物含有量、微細分散析出物など望ましくない内部構造も波形解釈を妨げる。