專利名稱：探傷用清洗液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工件表面滲透探傷，特別涉及一種探傷用清洗液及其制備方法。
背景技術(shù)：
滲透檢驗(yàn)方法自1934年開始發(fā)展以來(lái)，已成為工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)檢測(cè)工件表面微細(xì)裂縫的一種重要手段。有關(guān)這種檢測(cè)方法的工藝、設(shè)備等已經(jīng)有了較多的研究，但這種滲透檢測(cè)會(huì)給工件留下些什么后遺癥，還是直到發(fā)展特種石油化工以及核動(dòng)力工程以后，那些經(jīng)滲透檢驗(yàn)方法檢測(cè)并被判為合格的工件表面，因殘留有探傷劑(包括滲透液、顯像液、清洗液)，在日后的運(yùn)轉(zhuǎn)中造成腐蝕、引起泄漏、誘發(fā)惡性事故，才引起人們的注意。
研究發(fā)現(xiàn)，滲透劑中有幾種元素會(huì)造成金屬材料，特別是不銹鋼表面的點(diǎn)針狀腐蝕、晶粒邊界腐蝕等。如在核工程文件(例如HAF文件)中就公布了三種有害元素，它們是氟、氯、硫。對(duì)它們的游離態(tài)與化合態(tài)的含量都要嚴(yán)格控制。例如法國(guó)RCC-M-F6423標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滲透探傷劑中氯、硫的含量不得超過(guò)200PPm，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)Q/UCAB005-1999[B3100(1999)3031]中規(guī)定，氯的含量不超過(guò)100PPm，氟、硫的含量不超過(guò)50PPm。
核工業(yè)中，重要部件的金屬材料多數(shù)會(huì)受高溫、高壓、高通量輻射。而液化天然氣(LNG、CNG)工程中的金屬材料是處在高壓、極低溫、交變應(yīng)力場(chǎng)下工作的，環(huán)境更加惡劣。這時(shí)，金屬(特別是直接與液化天然氣接觸的內(nèi)膽)的低溫冷脆比任何時(shí)候都要敏感。滲透探傷劑中有害元素除與核動(dòng)力工程中具有相同的不良作用之外，還有引發(fā)低溫冷脆的危害性。特別對(duì)于液化天然氣運(yùn)輸船或液氯、液溴甲烷、二氧化硫、環(huán)氧乙烷等運(yùn)輸船，因其運(yùn)送的液貨對(duì)環(huán)境的危害是極大的，必須嚴(yán)格監(jiān)管。按照《國(guó)際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》即IGC規(guī)則(International Codefor the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases inBulk)規(guī)定，運(yùn)載工具的材料不能與液貨發(fā)生腐蝕、低溫脆裂、高溫蠕變、高壓屈服等而造成爆破、燃燒等事故。而對(duì)制造這類運(yùn)載工具的不銹鋼材料探傷所用的探傷劑中所含的一些有害元素，正是能直接形成或是間接促使形成腐蝕、脆裂、蠕變的基本因素。所以嚴(yán)格控制這類液貨運(yùn)載工具的建造用滲透探傷劑中有害元素的含量已不容忽視。
試驗(yàn)研究及實(shí)踐考察表明，誘發(fā)這類不銹鋼等金屬破壞的有害元素除了氟、氯、硫之外，還有鈉、磷(文獻(xiàn)Resch G；Odenthal，HKorrosion 15，Weinheim；Verlag Chemie1992，S，33；H.KaescheDie Korrosion der Metalle.Zweite Vollig neubearbeitete und erweiterte Auflage Springer-Verlag Berlin，Heidelberg.New York 1979；Fracture of brittle Solids B.R.Lawn T.R.Wilshaw，Cambridge University Press)。特別對(duì)于處于載荷狀態(tài)下的不銹鋼材料，常溫至低溫(-20℃以下)狀態(tài)時(shí)，除了氟、氯、硫的影響，鈉和磷對(duì)其的破壞作用也較大。鈉離子易與鹵素?zé)o素結(jié)合成鹽類，例如NaCl，這類物質(zhì)促使金屬表面形成嚴(yán)重的孔蝕。游離態(tài)的鈉離子也是形成晶粒邊界腐蝕的重要因素之一。磷離子在熱脆、冷脆中能起極大的促進(jìn)作用。而液貨運(yùn)載工具(如LNG船)的工作溫度可達(dá)到-163℃，大大低于-20℃，可見環(huán)境更加惡劣，發(fā)生脆裂的可能性更大。因此，對(duì)于液貨運(yùn)載工具特別如液化天然氣(LNG、CNG)工程用滲透探傷劑，除要嚴(yán)格控制氟、氯、硫三種有害元素的含量外，也必須嚴(yán)加控制鈉、磷元素的含量。但是，到目前為止，還沒有這樣的滲透探傷劑(滲透液、顯像液、清洗液)及其控制標(biāo)準(zhǔn)問世。國(guó)內(nèi)曾有滲透探傷劑專利，例如CN87101195，但其對(duì)于有害雜質(zhì)未作過(guò)要求說(shuō)明。國(guó)外ASME-SD-129(ASTM D129-95，ASME美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì))對(duì)硫有過(guò)限制，ASME-SD-808(ASTM D80895)對(duì)氯有過(guò)限制。當(dāng)前所用的滲透探傷劑絕大多數(shù)對(duì)有害元素氟、氯、硫未加控制，只有極少數(shù)(例如船牌核級(jí)著色滲透探傷劑)對(duì)氟、氯、硫有控制，而對(duì)于重要的有害元素鈉、磷的控制，至今還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)報(bào)道。
此外，作為制造液貨運(yùn)輸工具或包裝的一種主要材料，鎳基不銹鋼(例如殷鋼(36％的鎳鋼))與現(xiàn)有的各種滲透探傷劑接觸后都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的螯合作用，其表面被接觸區(qū)域變色發(fā)黑，即其鎳基合金表面嵌入了非金屬—主要是碳?xì)浠衔锛捌溲苌铮魅趿随嚮辖鸬姆冷P能力，在螯合層與內(nèi)層金屬之間、螯合區(qū)與非螯合區(qū)的分界線上都會(huì)產(chǎn)生“原電池”現(xiàn)象，造成金屬的腐蝕，在低溫環(huán)境下降低鎳基不銹鋼的韌性，破壞蠕變性能使其產(chǎn)生脆裂，使得液貨運(yùn)輸和儲(chǔ)藏的安全性受到威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種探傷用清洗液及其制備方法，以解決現(xiàn)有探傷清洗液中氟、氯、硫、鈉、磷等有害元素含量高且現(xiàn)有探傷清洗液與鎳基不銹鋼接觸會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的螯合作用的問題。
本發(fā)明總的構(gòu)思是采用偶極薄膜透析技術(shù)、大孔離子樹脂吸附技術(shù)、不同極性的有機(jī)溶劑、氧化物配制成一種氟、氯、硫、鈉、磷元素含量低的探傷用清洗液，以適應(yīng)液化天然氣工程和核動(dòng)力工程等鎳基不銹鋼工程對(duì)探傷清洗液的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種探傷用清洗液，其原料組成如下序號(hào) 原料 重量百分比(％)① 芐性醇 14～76② 二乙二醇單丁醚 8～30③ 丙醇 5～25④ 氫化煤油 8～22⑤ 脂肪醇聚氧乙烯醚 1～4⑥ 烷基苯磺酸 2～5。
本發(fā)明還提供上述探傷用清洗液的制備方法，包括下列步驟①篩選原料選用工業(yè)純或化學(xué)純的原料，對(duì)原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進(jìn)行分析，不超過(guò)1200PPm的方可使用；②稱量原料根據(jù)上述配方計(jì)算并稱量各原料；③在常溫條件下，溶化原料，按上述配方中所列原料順序依次投入，從第二原料開始，待前一種原料充分溶解攪拌均勻后，再投入下一種原料，直至所有原料投入完畢；④提純處理通過(guò)定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對(duì)第③步驟溶解均勻的溶液進(jìn)行提純處理；⑤對(duì)提純的溶液中的有害元素進(jìn)行檢測(cè)，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時(shí)，為合格，否則再重復(fù)第④步驟提純處理。
對(duì)提純?nèi)芤河泻υ貦z測(cè)合格后，進(jìn)行靈敏度檢驗(yàn)將本清洗液的樣品與其配套的滲透液、顯像液一起在專用裂縫試片上進(jìn)行測(cè)試，確定試液能檢出寬度為0.0001mm，寬深比為1/10的人造裂縫為合格。
本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明提供的探傷用清洗液因其配方的設(shè)計(jì)以及在配制中采取的嚴(yán)格提純處理工藝，降低了所含氟、氯、硫、鈉、磷有害元素的含量，確保該清洗液中的單體、游離態(tài)、化合態(tài)的下列有害元素的含量控制為氯含量不超過(guò)95PPm，氟、硫不超過(guò)45PPm，鈉、磷不超過(guò)100PPm。顯然，本發(fā)明提供的探傷用清洗液除將氟、氯、硫三種有害元素的含量控制在核動(dòng)力工程標(biāo)準(zhǔn)的限量以下，還控制了有害元素鈉、磷的含量，滿足當(dāng)前要求較高的工程—液化天然氣(LNG、CNG)工程金屬表面微細(xì)裂縫等缺陷檢測(cè)的需要，也適合核動(dòng)力工程檢測(cè)金屬表面的微細(xì)裂縫用，當(dāng)然也適合于普通工程用；2、本發(fā)明提供的探傷用清洗液對(duì)鎳基不銹鋼不起螯合作用，適用于鎳基不銹鋼工程(如LNG、核動(dòng)力等工程)的探傷用，其與現(xiàn)有探傷清洗液的效果比較如下表

注“-”指未作要求說(shuō)明3、本發(fā)明提供的探傷用清洗液清洗能力適當(dāng)，能與相匹配的滲透液在一定比例下形成凝膠，可以最大限度地保留缺陷中的滯留滲透液，對(duì)提高檢測(cè)靈敏度有重要作用；該探傷用清洗液亦能與多種金屬表面良好濕潤(rùn)，去除工件表面的污垢、多余的滲透液，是前、后兩道清洗工序的共用清洗液。本發(fā)明提供的探傷用清洗液檢測(cè)靈敏度α高，可達(dá)0.0001mm，寬深比η可達(dá)1/10以上，高于一般滲透探傷劑(國(guó)際上公布的一般的滲透探傷劑，如日本榮進(jìn)株式會(huì)社的產(chǎn)品，所能達(dá)到的檢測(cè)靈敏度最高為0.0005mm，寬深比為1/60。注工程上衡量檢測(cè)水平的高低，α值越小越好，η值越大越好)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1本探傷用清洗液的組成配方如下序號(hào) 原料 重量百分比(％)① 芐性醇76② 二乙二醇單丁醚8③ 丙醇 5④ 氫化煤油 8⑤ 脂肪醇聚氧乙烯醚 1⑥ 烷基苯磺酸2。
其制備方法包括下列步驟①篩選原料選用工業(yè)純或化學(xué)純的原料，對(duì)原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進(jìn)行分析，不超過(guò)1200PPm的方可使用；②稱量原料按照上述配方計(jì)算并稱量各原料；③在常溫條件下，溶化原料，按上述所列原料順序依次投入，從第二原料開始，待前一種原料充分溶解攪拌均勻后，再投入下一種原料，直至所有原料投入完畢；④提純處理通過(guò)定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對(duì)第③步驟溶解均勻的溶液進(jìn)行提純處理；⑤對(duì)提純的溶液中的有害元素進(jìn)行檢驗(yàn)，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時(shí)，為合格，否則再重復(fù)第④步驟提純處理；
⑥靈敏度檢驗(yàn)，將本清洗液的樣品與其配套的滲透液、顯像液一起在專用裂縫試片上進(jìn)行測(cè)試，確定試液能檢出寬度為0.0001mm，寬深比為1/10的人造裂縫為合格。
實(shí)施例2本探傷用清洗液的組成配方如下序號(hào) 原料 重量百分比(％)①芐性醇 14②二乙二醇單丁醚 30③丙醇25④氫化煤油22⑤脂肪醇聚氧乙烯醚4⑥烷基苯磺酸 5。
其制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3本探傷用清洗液的組成配方如下序號(hào) 原料 重量百分比(％)①芐性醇 45②二乙二醇單丁醚 18③丙醇12④氫化煤油18⑤脂肪醇聚氧乙烯醚3⑥烷基苯磺酸 4。
其制備方法同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種探傷用清洗液，其特征在于其原料組成如下序號(hào)原料重量百分比(％)① 芐性醇 14～76② 二乙二醇單丁醚 8～30③ 丙醇5～25④ 氫化煤油8～22⑤ 脂肪醇聚氧乙烯醚1～4⑥ 烷基苯磺酸 2～5。
2.權(quán)利要求1所述的探傷用清洗液的制備方法，其特征在于包括下列步驟①篩選原料選用工業(yè)純或化學(xué)純的原料，對(duì)原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進(jìn)行分析，不超過(guò)1200PPm的方可使用；②稱量原料根據(jù)權(quán)利要求1所述配方計(jì)算并稱量各原料；③在常溫條件下，溶化原料，按權(quán)利要求1中所列原料順序依次投入，從第二原料開始，待前一種原料充分溶解攪拌均勻后，再投入下一種原料，直至所有原料投入完畢；④提純處理通過(guò)定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對(duì)第③步驟溶解均勻的溶液進(jìn)行提純處理；⑤對(duì)提純的溶液中的有害元素進(jìn)行檢測(cè)，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時(shí)，為合格，否則再重復(fù)第④步驟提純處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于對(duì)提純?nèi)芤河泻υ貦z測(cè)合格后，進(jìn)行靈敏度檢驗(yàn)將本清洗液的樣品與其配套的滲透液、顯像液一起在專用裂縫試片上進(jìn)行測(cè)試，確定試液能檢出寬度為0.0001mm，寬深比為1/10的人造裂縫為合格。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種探傷用清洗液及其制備方法，其特征在于該清洗液由下列原料組成芐性醇、二乙二醇單丁醚、丙醇、氫化煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸。本發(fā)明探傷用清洗液的制備方法，包括篩選原料、配料、溶解原料、提純、檢驗(yàn)等步驟。本發(fā)明提供的探傷用清洗液所含有害元素氟、氯、硫、鈉、磷的含量很低，特別適合于液化天然氣工程和核動(dòng)力工程的無(wú)損檢測(cè)使用，且對(duì)鎳基不銹鋼不起螯合作用，檢測(cè)靈敏度高，寬深比大。
文檔編號(hào)C23G5/032GK1644766SQ20041009320
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者陳時(shí)宗, 王建喜 申請(qǐng)人:滬東中華造船(集團(tuán))有限公司