專利名稱：用于檢測壁涂層缺陷的系統(tǒng)及用于制造該系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測壁、特別是容器壁的缺陷或/和涂層中缺陷的系 統(tǒng)，該壁用來封閉一般用于儲存液體材料的空間，在所述壁的內(nèi)側(cè)具有涂層。
背景技術(shù)：
在眾多生活領(lǐng)域，各種類型的不同物質(zhì)，如化學(xué)品、溶劑、石油和石油 餾分等都需要以一定的方式儲存，以排除這些物質(zhì)進入環(huán)境或者環(huán)境中的其 它物質(zhì)混入該儲存的物質(zhì)中的可能性。在大多數(shù)情況下，這樣的物質(zhì)儲存在 由不同材料(大多數(shù)是金屬)制造的容器中，其壁上可能由于腐蝕或其它損 壞而出現(xiàn)孔，并且通過這些出現(xiàn)的孔，物質(zhì)可能從外面進入容器中，也可能 從容器內(nèi)流到環(huán)境中，從而該儲存的物質(zhì)可能變得不再適合使用，或者可能 發(fā)生嚴重的環(huán)境污染。為了防止損壞，現(xiàn)使用不同的監(jiān)測系統(tǒng)來盡可能地檢 測容器壁上出現(xiàn)的孔。一種公知的監(jiān)測系統(tǒng)具有施加在容器壁內(nèi)側(cè)上的由三層組成的涂層。直接施加到容器壁上的第一層由所謂的"鐘狀凹痕"(bell-indented)鋁箔制'成， 其在凸起之間包含連續(xù)的空穴系統(tǒng)。在該鋁箔層上施加玻璃纖維增強的環(huán)氧 樹脂層-層壓材料，即用合成樹脂浸漬的玻璃纖維材料，以密封該空穴系統(tǒng)， 并在該層之上施加具有耐化學(xué)性和耐腐蝕效果的第三層。如果在該給定的容 器中儲存有可燃和/或爆炸性的物質(zhì)，還需要施加抗靜電的第四層。將在第一 和第二層之間的空穴系統(tǒng)放置在真空中，并在整個監(jiān)測期間一直保持在真空 中。在真空值發(fā)生變化時(這可以連續(xù)進行監(jiān)測)，就可以檢測到容器壁上 潛在出現(xiàn)的孔洞。借助于特定的高電壓電子儀器，可以對缺陷進行定位，該 儀器在檢測出真空泄漏(通過警報指示)并排空該容器之后，沿著內(nèi)蓋移動，是通過沿著容器壁的整個內(nèi)表面移動該儀器只能檢測到在第一層上的孔。該 系統(tǒng)的應(yīng)用基本上受到這樣的事實的限制，即如果該涂層還包含有抗靜電的 第四層，則該方法無法使用，因為在這種情況下該^l器在整個表面上都產(chǎn)生
火花。對于真空空間本身，這里同樣存在一個問題，因為鋁箔層由層疊片制 造，并且即使在絕對精確的結(jié)構(gòu)通道的情況下也可能導(dǎo)致在重疊區(qū)域出現(xiàn)真 空的泄漏；這些通道不可能檢測，因為該儀器只能發(fā)現(xiàn)與容器壁成直角的孔。 這一事實使整個檢測過程太不確定，以致超過一半的情況下無法對缺陷進行 定位。因此，需要從容器內(nèi)壁上除去整個涂層，或者在已經(jīng)存在的涂層上施 加新的完整的第二涂層。很明顯，這顯著增加了消除故障的成本，這從另一 方面來說，只有容器壁的內(nèi)部、而不是外部的涂層受到損壞的情況下才有可 能。然而，在后一種情況下，該系統(tǒng)根本不適合用于缺陷的定位，因為缺陷 的位置通過這些層是難于接近的，并且在通過該儀器逼近時，鐘狀凹痕箔在 所有地方都產(chǎn)生火花。在這里應(yīng)當指出，在地下容器的情況下一在這里監(jiān)測 系統(tǒng)基本上是必需的一容器壁從外面實際上是難于接近的。(自立式容器一 一般為垂直的圓筒形容器的側(cè)壁上一般根本不包含檢測器，這樣的設(shè)備尸、在 底板上才使用。)在地下容器外部(即容器壁本身)發(fā)生損壞的情況下，只 有通過除去整個內(nèi)部監(jiān)測系統(tǒng)、發(fā)現(xiàn)缺陷并安裝新的報警系統(tǒng)才能消除該缺 陷。另 一個檢測容器壁缺陷的系統(tǒng)也是公知和已使用的——盡管它不符合 相關(guān)的環(huán)境保護規(guī)定一一其中，在施加到容器壁上的兩層間的間隙中填充有 部分液體，并且當在壁上存在孔時，出現(xiàn)該液體的損失。然而，該液體不能是水，而是對環(huán)境有危險的材料；因為這個原因，當在容器壁上存在孔時，用于檢測的液體通過容器壁逸出，造成了環(huán)境污染。在另 一種用于檢測容器壁上孔的公知系統(tǒng)的情況下，在施加到容器側(cè)壁 上的各層間的空氣間隙最低點處設(shè)置檢測探頭。如果液體(儲存的介質(zhì))從 這里流入容器中，探頭就能檢測到并發(fā)出警報。該解決方案存在問題，因為 一方面當沒有液體從外面進入監(jiān)測空間時，它就不能檢測到容器壁上的孔的 存在，另一方面，當孔出現(xiàn)在罐子上部的內(nèi)層上時，或者如果在壁上存在孔 時，由于一般材料在一定時期內(nèi)都會從容器中移出，隨后又注滿，因此經(jīng)常在容器的上部區(qū)域根本沒有液體，從而無法進行^r測，或者不能及時進行4企 測。本發(fā)明需要解決的任務(wù)是實現(xiàn)一種用于檢測壁、特別是容器壁上缺陷或 /和涂層中缺陷的系統(tǒng)，該壁用來封閉用以儲存物質(zhì)的空間，在其內(nèi)側(cè)具有涂 層，該系統(tǒng)通過完全克服上述公知的其它解決方案的不足，以簡單的方式、
在合理的費用下快速、清晰地定位和維修外部或內(nèi)部缺陷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明基于這樣的認識，即，如果替換結(jié)構(gòu)上分離的層形成的涂層，該監(jiān)測系統(tǒng)具有作為單獨的固體單元(solid unit)而形成的涂層，其中，真正的 監(jiān)測層也嵌入其中，并且其在內(nèi)部涂層中以電子的方式指示孔洞的發(fā)生，該 涂層可以比已知的涂層具有更高的強度，缺陷可以快速而清晰地定位，從而 可以將環(huán)境污染的風(fēng)險和/或材料的損失降低到最小，并且同樣可以快速而安 全地檢測到從外面滲透入容器內(nèi)的物質(zhì)的存在。在上述認識的基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)置的任務(wù)通過用來檢測壁、特 別是容器壁中缺陷的系統(tǒng)來解決，該壁封閉用來儲存物質(zhì)的空間，在其涂層 中嵌入有檢測器，且檢測設(shè)備與該檢測器以操作的方式連接，該系統(tǒng)的特征 在于-所述涂層具有直接或間接固定在壁內(nèi)表面上的監(jiān)測層，該涂層由具有 檢測器部分(parts)的監(jiān)測層部分組成，該檢測器部分彼此獨立地與該檢測設(shè) 備以操作的方式相連接；-在每一個監(jiān)測層部分中，所述;f全測器部分由施加到多孔柔性基底層上 的導(dǎo)電材料制造，所述基底層至少部分浸漬有包含合成樹脂的作為粘合材料 的后硬化層壓材料；-每一個檢測器部分單獨與電檢測設(shè)備電連接；以及-施加由合成樹脂制備的、耐機械和任選的耐化學(xué)作用的覆蓋層。優(yōu)選 檢測器部分由合成樹脂和粉末金屬的混合物組成的固體材料制造。根據(jù)另一個結(jié)構(gòu)實施例，在單個監(jiān)測層部分上的檢測器部分由線形圖案 形成，該線形圖案具有彼此間隔一定距離的部分和每個用于電連接的至少兩 個點，該線形圖案如通過印刷、例如絲網(wǎng)印刷形成的螺旋線圖案；優(yōu)選基底 層的兩個面都配置有檢測器；以及對相鄰的監(jiān)測層部分進行設(shè)置，以使至少 它們的邊緣彼此重疊。根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，實踐中將具有抗靜電特性 和/或良好的耐化學(xué)性的基于環(huán)氧/呋喃樹脂的合成樹脂層施加到該覆蓋層 上；同時必須指出的是，該覆蓋層本身也可以由具有抗靜電特性和/或良好的 耐化學(xué)性的這種材料來制造。根據(jù)本系統(tǒng)的另一個特征，將基于合成樹脂的 粘合劑層插入在該監(jiān)測層與壁內(nèi)表面之間。
在制造該系統(tǒng)的工藝過程中，制作包含檢測器的涂層，并且將檢測器與檢測設(shè)備連接，并且該工藝的特征在于沿著壁的內(nèi)表面，以下列方式形成包含該檢測器的監(jiān)測層將單獨的監(jiān) 測層部分直接或間接地固定在壁表面上，在該監(jiān)測層部分的至少一個表面上 包含由導(dǎo)電性材料制成的檢測器部分，該檢測器部分具有適于建立電連接的 孔，將該檢測器部分施加到柔性基底層上，和在固定該監(jiān)測層部分之前和/ 或同時，以包含合成樹脂的作為粘合材料的后硬化層壓材料對至少部分該基 底層進行浸漬。實踐中使用下列物質(zhì)作為基底層柔軟且具有彈性的材料， 優(yōu)選為厚濾紙，實踐中為由天然或人造材料制造的編織織物；或者多孔薄片， 如粘附在環(huán)氧樹脂上的EVA共聚物薄片。根據(jù)該工藝的優(yōu)選實施方式，檢測器的材料如下制備 -將60-40重量％的EP樹脂與40-60重量％的溶劑和/或稀釋劑混合，得 到流體粘性材料；-將10-35重量％的以這種方式得到的材料與6-25重量％的溶劑、40-60 重量％的粉末金屬以及任選的1-4重量％的觸變劑混合，該粉末金屬優(yōu)選銅、 銀或鎳粉或者它們的混合物；-將后一混合物以2-16:1、優(yōu)選為6:1的比例與交聯(lián)劑混合；以及-將以這種方式得到的粘性材料以連續(xù)層的形式或/和以通過在彼此旁 邊延伸的線條形成的圖案例如螺旋圖案的形式，涂覆在載體的至少一個表面 上，該涂覆方式優(yōu)選為印刷工藝、例如絲網(wǎng)印刷。根據(jù)本工藝的另一個特征，將70-98重量％的EP樹脂與2-10重量％的 溶劑和/或稀釋劑混合，直到得到粘性材料，將該粘性材料以1-6:1、優(yōu)選為 2:1的重量比例與優(yōu)選的有機胺交聯(lián)劑混合；將以這種方式得到的層壓用材 料完全浸漬包含檢測器的基底層，而且也密封所述檢測器；在該合成樹脂固 化之后，將該產(chǎn)生的監(jiān)測層部分用一些膠粘劑固定在容器壁上；或者將包含 該檢測器的載體材料完全用該得到的最終產(chǎn)品浸漬，并在樹脂固化之前使用 該層壓用材料本身作為膠粘劑將其施加到壁表面上。實踐中使用20-30重量 %的第一液體雙酚A型EP樹脂和50-80重量°/。的適合提高最終產(chǎn)品耐化學(xué) 性的第二 EP樹脂來制備所述混合物；并向所述混合物中加入0.1-0.5重量％ 的防止起泡劑(antifoaming agent)、 0.1-1.0重量。/o的消泡劑(anti陽bubble agent) 和任選的0.1-3.0重量％的基于EP的染料膏以及1-4重量％的觸變劑；以及
使用兩種類型的溶劑， 一種溶劑為1-5重量％的揮發(fā)性溶劑，實踐中為曱乙 酮，且另一種溶劑為1-5重量％的低揮發(fā)性溶劑，優(yōu)選乙醇。根據(jù)本工藝的另一種實施方式，用于將該固化-預(yù)鑄-監(jiān)測層部分固定到容器壁上的材料如下制備-將40-60重量％的EP樹脂溶解在2-10重量％的溶劑中，形成粘性材 料，向其加入30-60重量％的填充材料，以制成第一混合物；-將60-80重量％的有機交聯(lián)劑溶解在1-5重量％的溶劑中，形成粘性材 料，向其加入15-25重量％的填充材料，以制成第二混合物； 將第一和第二混合物以2-10:1、優(yōu)選為3.3:1的重量比混合在一起；以及-在壁表面與預(yù)鑄監(jiān)測層部分之間涂覆形成粘結(jié)橋(adhesive bridge)的該 膠粘劑，并使所述膠粘劑層固化。在這種情況下，還優(yōu)選使用比例均為20-30 重量％的兩種類型的EP樹脂來制備所述第一混合物；兩種類型的溶劑都以 1-5重量％的比例使用；且任選地將0.1-1.0重量％的防止起泡劑、0.1-3重量 。/。的基于EP的染料膏、1-5重量％的顏料，優(yōu)選為氧化鈦、1-4重量％的觸 變劑，優(yōu)選為Aerosil、以及0.1-1重量％的消泡劑加入該混合物中。根據(jù)本 發(fā)明的另一個特征，使用曱乙酮作為溶劑制備所述第二混合物，并向其中加 入0.1-1重量。/。的加工化合物(processing compound)和0.5-5重量％的觸變劑。 通常使用滑石或/和重晶石或/和高嶺土或/和二氧化硅粉末或/和碳酸鈣作為 填充材料。根據(jù)實現(xiàn)本工藝的另 一個優(yōu)選方法，將所述基底層的一側(cè)用環(huán)氧/呋喃雜 化樹脂組合物浸漬作為層壓用材料，僅在其部分寬度、優(yōu)選為10-20%的寬 度上進行浸漬，并在其固化之后，將所述監(jiān)測層部分的層壓表面固定在容器 壁上。實踐中，覆蓋層由與用來固定預(yù)鑄監(jiān)測層部分的材料(粘結(jié)橋)相同的 材料制造。


下面在包含優(yōu)選結(jié)構(gòu)和本系統(tǒng)幾個部分解決方案的附圖的基礎(chǔ)上對本 發(fā)明進行詳細的描述，其中圖1表示在示意性的前視圖中容器壁的一部分，以及與其相連接的監(jiān)測
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的具有涂層的容器壁一部分的放大圖；圖3表示與圖2類似的部分；這里具有涂層的壁是防損壞容器的底板；圖4表示該系統(tǒng)的涂層的監(jiān)測層的可能結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖5表示沿著圖4中A-A線的剖面圖。圖l是根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)觀'J-檢測系統(tǒng)的示意圖，顯示了壁l(例如容器壁) 的內(nèi)表面的一部分，該壁封閉了用于儲存物質(zhì)的空間，整體具有用標號2表 示的涂層。涂層2由涂層部分3-10 (區(qū)域)組成，每一個區(qū)域包含導(dǎo)電檢測 器，這些檢測器彼此獨立操作，并通過電纜12和/或通過嵌入智能電路與中 央電子檢測設(shè)備11 (儀器)以操作方式連接。每一個涂層部分3-10 (層)都 連續(xù)地固定在壁1的表面，沒有接頭和空穴(cavity)，并在平面設(shè)計圖(scheme plan)的基礎(chǔ)上以對它們進行編號和分配到適當位置的方式彼此重疊；以及它 們通過電纜12和/或嵌入智能電路的方式與分別分配給它們每一個的具有檢 測-警報裝置的檢測設(shè)備11相連接。檢測設(shè)備11具有饋電(feeding)、測量、 顯示和輔助裝置和工具，并且其監(jiān)控和檢測涂層2的監(jiān)測層電特性的變化。 測量值改變的程度和測量方法可以根據(jù)不同情況選擇；測量方法可以是傳統(tǒng) 方法。當前選擇的方法必須符合待監(jiān)測設(shè)施的功能，并滿足所述的與之連接 的要求，該方法可以非常的不同，因為對于儲存爆炸性物質(zhì)的容器和儲存廢 物的容器來說，其要求是完全不同的。由檢測設(shè)備11發(fā)出警報的方法還可 以例如取決于用戶的要求或者當前發(fā)生警報的緊急情況。如圖l所示的系統(tǒng) 以這樣的方式操作，如果在壁1的外側(cè)或涂層2的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)孔洞——很顯然 其導(dǎo)致上述的電子檢測器的損壞一一檢測設(shè)備11馬上相對出現(xiàn)孔的特定涂 層部分發(fā)出警報；由于上述制造涂層2的方法，這是很清楚的。同時這也意 味著獨立于導(dǎo)致內(nèi)部或外部損壞的因素，無需不得不搜索或者獨立于維修的 準確位置的可視性——這只能位于受影響的涂層部分3-10的擴展區(qū)域 內(nèi)一一實踐中可以自動地進行定位。如果有必要維修涂層2和/或壁1,可以 用新的涂層部分覆蓋受影響的區(qū)域，并且可以通過電纜12和/或嵌入智能電 路的方式將其與檢測設(shè)備11相連接。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的檢測系統(tǒng)的涂層2的可能結(jié)構(gòu)部分的放大圖，但 為了更好地理解，沒有必要提供精確尺寸的圖。將包含上述檢測設(shè)備的監(jiān)測 層14施加到容器壁1的內(nèi)表面上。在監(jiān)測層14上覆蓋有覆蓋層15,其目的
是保護上述層免受機械和化學(xué)作用的影響。覆蓋層15 — 一類似于監(jiān)測層 14——在現(xiàn)場制作，并且其取決于相對其的要求，選擇適合于當前要求的材料制成；幾種材料可適合于該目的。圖3和圖2所示結(jié)構(gòu)之間的唯一區(qū)別在 于圖3中較厚的壁13是防損壞容器的一部分、而不是容器，但實際上該涂 層是與圖2結(jié)構(gòu)中所用涂層相同的涂層。下面在圖4和圖5的基礎(chǔ)上描述形成監(jiān)測層14的方法。監(jiān)測層14是具 有基底層16的層壓材料，該基底層16由適合于印刷工藝(例如絲網(wǎng)印刷) 的柔性材料，如紙、織物、薄片等制成。實踐中，通過絲網(wǎng)印刷將上面提過 幾次的、由導(dǎo)電材料制成的檢測器17施加到基底層16上，并且在這種情況 下，所述檢測器17 (化合物)是由占據(jù)涂層部分3-10之一的整個區(qū)域、更 精確的是涂層部分3的螺旋狀導(dǎo)電薄帶形成的(圖4)，該帶的端點17a和 17b與閉合電路檢測設(shè)備11相連接。下面將會詳細地描述檢測器17 (化合 物)的材料。在這里必須指出的是，檢測器17可以由連續(xù)的層來形成，也 可以由具有不同密度區(qū)域的圖案來形成；通常，相對于給定的監(jiān)控-檢測設(shè) 備，其結(jié)構(gòu)取決于對指定的環(huán)境保護要求的限制。將包含檢測器17、由柔性 基底層16形成的預(yù)制板進行層壓，也就是說，其用圖5中標號18表示的層 壓材料浸漬，相對于待監(jiān)測的給定設(shè)備，從硬度和耐化學(xué)性的角度，選擇符 合要求的層壓材料。任選地，可以根據(jù)待監(jiān)測表面的形狀(以及空間形狀)和尺寸，以及對 監(jiān)測的嚴格和精確程度的要求，來選擇預(yù)鑄監(jiān)測層14的尺寸和形狀。為了 簡化許多相同尺寸的監(jiān)測層板的預(yù)制作，完全覆蓋待檢測表面的特定尺寸監(jiān) 測層部分(板部分)彼此重疊。單個板——如上面所述的——在現(xiàn)場進行編 號，并且制作位置分配圖，在現(xiàn)場將單個板部分18的層壓表面固定在待檢 測壁l的表面上，沒有接點和空穴，并且通過這樣的設(shè)置，在所需的區(qū)域上 形成連續(xù)的涂層2 (圖1-3)。具體實施方式

下面將參照工藝實施例對本發(fā)明進行詳細描述。 實施例1具有圓筒形鋼壁的容器的內(nèi)表面以如下步驟配置有根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測 系統(tǒng)
在第一步中，檢測器的材料(化合物)根據(jù)下列材料制備將50重量％環(huán)氧硬樹脂與35重量％二曱苯溶劑和15重量。/。PMA溶劑 混合，并且通過將EP樹脂溶解，得到粘性物質(zhì)。將30重量％的該基本物質(zhì) (basic substance)與10重量％二曱苯溶劑、5重量％曱乙酮溶劑、2重量％觸 變劑和53重量％含有銅和銀以保證導(dǎo)電性的粉末金屬混合。將交聯(lián)劑以6:1 的比例與該粘稠混合物混合。得到的最終產(chǎn)物是粘稠材料，其稠度適合于印 刷工藝，例如絲網(wǎng)印刷。通過上述的混合物組分和它們的指定量，以及通過 以這種方式得到的粘度和儲藏壽命，可以確保適當?shù)臓顟B(tài)。雖然該產(chǎn)品仍然處于粘性狀態(tài)，將其通過絲網(wǎng)印刷施加到特定圖案(例 如螺旋圖案)的基底層上，且該基底層為相對柔軟且具有彈性的紙板，其具 有適當?shù)氖杷?、柔軟、多孔和吸潮的織物狀材料，該織物狀材料可以用合?樹脂浸漬，該材料被層疊起來。在技術(shù)方面和測量粘著力的基礎(chǔ)上，我們選 擇了具有下列技術(shù)參數(shù)的相對厚的紙-厚度 5 =380-390 y m-平方重量 G=178-180g/m2-浸漬性 I=500-700g/m2-浸漬周期 T=10-20分鐘/A4片材尺寸/700 u m 層寬度-粘著力/粘合強度(cohesion strength),在鋼板上，用三層合成樹脂浸漬 (采取化學(xué)表面制備)d-85-102kg/cm2將包含金屬顆粒的導(dǎo)電性產(chǎn)品通過絲網(wǎng)印刷以實際具有相同的厚度50 lim、寬度2mm的單螺旋線的形式施加到基底層上。在相鄰線部分之間的 距離為2mm寬。作為這樣的尺寸的結(jié)果，通過螺旋圖案形成的檢測器覆蓋 了給定的區(qū)域——通過基底層的尺寸測定一一因為太稠密，以致該表面上任 何實際的損傷都導(dǎo)致檢測器和電路的中斷。通過絲網(wǎng)印刷裝置在基底層上施加檢測器材料。該完全設(shè)置材料(setmaterial)的干含量約為84-85%,其69-73 °/。為粉末金屬，并且其導(dǎo)電率和體 積電阻率小于100Q'cm。在接下來的步驟中，通過首先溶解基礎(chǔ)(basic)環(huán)氧樹脂組分來制造層狀材料，作為這樣的結(jié)果，得到粘性的初步混合物(EP樹脂，"A，，組分)。"A"組分的組成(初步混合物) 基于雙酚A的EP液體樹脂 55.0重量％EP反應(yīng)性稀釋劑(縮水甘油醚型)40.0重量％ 溶劑 5.0重量％該"A"組分(初步混合物)用來制造最終的樹脂混合物("C"組分)， 其最終與交聯(lián)劑混合。最終的樹脂混合物("C"組分)根據(jù)下列混合配方進 行制備"A"組分(初步混合物，EP樹月旨) 防起泡劑 消泡劑 溶劑I染料膏(氧化鐵-環(huán)氧樹脂混合物)"B"組分(液體EP樹脂) 觸變劑 溶劑II 總計26.0重量％ 0.2重量％ 0.5重量％ 3.0重量％ 2.3重量％ 62.0重量％ 2.0重量％ 4.0重量％ 100.0重量％"A，，組分(初步混合物)是普通的液體雙酚A (或環(huán)氧-酚醛清漆 (novolac) ) EP基礎(chǔ)樹脂，其主要任務(wù)是調(diào)節(jié)最終產(chǎn)品的適當粘度，而"B" 組分的任務(wù)是保證耐化學(xué)性，所以通常根據(jù)儲存材料的特性來選擇。兩種類 型的溶劑(溶劑I和溶劑II,例如乙醇和曱乙酮)具有不同的揮發(fā)特性，通 過改變它們的比例，可以調(diào)節(jié)溶解的時間、粘度和儲藏壽命。防起泡劑和消 泡劑是加工助劑，而觸變劑有利于在垂直表面上層疊。將在上述混合配方基礎(chǔ)上得到的最終樹脂("C"組分)，23。C下的布魯 克菲爾德粘度值為4000mPa.s，與23'C下具有粘度值為約1000mPa's的胺交 聯(lián)劑以2:1的比例混合。最終產(chǎn)品的儲藏壽命(100g， 25。C下)為52分鐘。該材料用來進行層疊，也就是以這種方式浸漬包含導(dǎo)電檢測器的紙，從 而使層疊材料覆蓋檢測器除了進行電連接的端點(即，在這種情況下的螺旋 線的末端)之外的所有部分。在已經(jīng)建立電連接之后，這些末端隨后也被層 疊。
在將如上制造的監(jiān)測層部分施加到金屬容器壁上之前，對內(nèi)壁表面進行機械清潔，該表面被化學(xué)整備并用噴射式噴霧(jetspray)進行清理。在以下步 驟中，使該經(jīng)清潔的表面變得"平坦，，，即，將具有高填充材料含量的觸變 性塑性物料-漿液(mortar)-施加到該經(jīng)清潔的表面上，以使邊緣和凹痕平滑， 并通過形成厚度約為500-1000 um的中間粘結(jié)層-粘結(jié)橋，獲得其上可施加 該預(yù)鑄監(jiān)測層的平坦表面。該粘結(jié)橋?qū)拥牟牧先缦轮频迷诘谝徊襟E中，將兩種類型的環(huán)氧樹脂溶解在基于下列混合物配方的粘 性材料中EP樹月旨I (液體) EP樹月旨II (液體) 防起泡劑填充材料I (細粉) 染料膏(基于EP,綠色) 二氧化鈦(顏料) 填充材料II (固體，價格低) 觸變劑 消泡劑 溶劑I 溶劑II20.0重量％ 20.0重量％ 0.5重量％ 15.0重量％ 1.5重量％ 3.0重量％ 32.5重量％ 2.0重量％ 0.5重量％ 3.0重量％ 2.0重量％ 總計100.0重量％在23。C下該混合物的粘度值約為7000mPa's。需要I型EP樹脂來調(diào)節(jié) 粘度，而需要II型EP樹脂以確保耐化學(xué)性。例如可以使用滑石作為I型填 充材料，和例如使用重晶石作為II型填充材料。在這種情況下，也需要以適 當比例使用的兩種溶劑(例如乙醇、曱苯)，以調(diào)節(jié)揮發(fā)度和粘度。例如可 以4吏用Aerosil作為觸變劑。將以這種方式得到的30重量％粘性材料以3.3:1的比例與下列混合物進 行混合。有機胺交聯(lián)劑 70.0重量％填充材料，重晶石 23.0重量％溶劑 4.0重量°/0
加工化合物 0.5重量％觸變劑 2.5重量％總計 100.0重量％ 在23。C下該混合物的粘度值約為7500mPa.s。填充材料例如可以為重晶 石，溶劑例如可以為曱乙酮，加工化合物例如可以為Byk，且觸變劑例如可 以為Aerosil。最終產(chǎn)品的儲存壽命為66分鐘(100g最終產(chǎn)物，23。C下)，從而有足夠 的時間施加該基底層。在設(shè)置該層之前，將預(yù)鑄的監(jiān)測層部分通過印刷以一定的方式固定在粘 結(jié)橋上，從而使它們沿著它們的邊緣彼此重疊。進行層壓處理，從而使形成檢測器的螺旋線的兩個自由端和電/電子連接 所需的連接帶保持清潔，其上沒有層壓材料(之后，將會對這些點進行層壓 處理)，但是層壓材料應(yīng)該能夠完全覆蓋螺旋圖案的所有其余部分(參見圖 6)。作為可替換的解決方案，為了更牢固地固定監(jiān)測層部分，還可以使用施 加在"安全沉積"層上的中間粘結(jié)層。在這種情況下，監(jiān)測層部分作為預(yù)鑄 造工藝的一部分被層壓，在適當?shù)谋砻嬲麄渲?，將該設(shè)置的層壓材料固定 在容器壁或"安全沉積"層上。在施加了監(jiān)測層部分之后，將檢測器一螺旋一的自由端電連接，根據(jù)一 定次序結(jié)合(按照位置排列形成包括數(shù)字(numbers)的圖并連接壁紙)。通過 特定的處理(所謂的基于導(dǎo)電熱熔融的粘結(jié)和/或鉚接)來實現(xiàn)連接。該粘結(jié) 劑通過可電加熱槍的方法(在約180°C)施加到表面上。檢測該施加的監(jiān)測 層的電連接點或帶，以及整個檢測器的電性能，必須檢測設(shè)備、接觸和連接 是否都處于完好的狀態(tài)。在這一步驟之后，將覆蓋層施加到監(jiān)測層之上，這樣設(shè)置之后就可以獲 得完整的涂層。覆蓋層可以釆用與上述粘合橋相同的材料。在粘著和粘附強度方面，對以上述方法制造的涂層進行^r測，發(fā)現(xiàn)在給 定的條件下，粘著和粘附強度平均為92.5kg/cm2,這可以視為優(yōu)異(德國 Erichsen的Elcometer粘附力測試儀)。斷裂表面表明該材料主要在其層中且 部分在鋼表面發(fā)生斷裂(斷裂圖像)。從該最終的監(jiān)測系統(tǒng)的單獨連接的表面引出的扁平電纜沿著容器的底
部(它們也可以被層壓)，并且它們在容器的汽包蓋處引出，同時應(yīng)當記住 的是，這些電纜顏色需要與給定的壁紙表面銜接。對照電特性的改變，該電纜可以連接到電/電子數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)評估、數(shù) 據(jù)處理、計算機化的評估、警報和顯示單元。對單獨的監(jiān)測層部分進行連續(xù)監(jiān)視，并一個接一個進行^r測。由于該值也可能自身發(fā)生改變，例如作為環(huán)境溫度、材料溫度或壓力的改變的結(jié)果，所以根據(jù)單個測量值，對可能電特 性改變的下限和上限值進行確定。只有偏差和大的改變延展超出了該預(yù)先確 定的范圍才視為警報。在危險的情況下，該用于進行評估的計算機系統(tǒng)發(fā)出 警報，確定在容器中損壞的監(jiān)測層部分的序列號(或者位置)，并且向總承 包商的移動電話發(fā)送關(guān)于該缺陷的信息，同時為用戶顯示在該位置的缺陷。 如果施加到該容器表面上的監(jiān)測層部分或復(fù)合系統(tǒng)損壞，例如，其上發(fā)生了 毛細裂縫，隨之容器中儲存的介質(zhì)可以到達監(jiān)測層并在某些地方使之中斷， 或者其可以到達導(dǎo)電層之間并使電路中斷成為絕緣體。其通過電子計算機化 的測量儀器系統(tǒng)進行檢測。實施例2在所有方面與實施例1所述工藝相同，除了在該情況下，在覆蓋層上還 施加了具有抗靜電特性和好的耐化學(xué)性的第四、內(nèi)部雜化樹脂基覆蓋層?；谙铝谢旌吓浞絹碇圃煸搶佣嘣季郯滨渲伭?5.0重量％填充材料 15.0重量％導(dǎo)電炭黑 0.5重量％觸變劑 1.5重量％溶劑I 20.0重量％溶劑II 6.0重量％粉末金屬(導(dǎo)電添加劑) 20.0重量％總計 100.0重量％兩種溶劑例如可以為曱苯和曱乙酮，填充材料例如可以為碳酸4丐，顏料 例如可以為二氧化鈦。將23。C下粘度值〉5000mPa.s的所得粘性材料與23°C 下粘度值約為1600mPa's的交聯(lián)劑以5:1的比例混合。將該粘性材料用已經(jīng)
公知的方法施加到覆蓋層表面上，靜置讓其固化。在汽油中測定該固化的灰色抗靜電層的耐化學(xué)性，并且發(fā)現(xiàn)測試在23。C下持續(xù)了 12周(2016小時)，沒有導(dǎo)致在重量或邵氏D硬度值(約73) 上的任何顯著變化。實施例3重復(fù)根據(jù)實施例1的工藝，但為了制造檢測器的導(dǎo)電材料，使用了炭黑、 石墨及其混合物。實施例4在所有方面與實施例1所述工藝相同，除了在該情況下，沒有將具有檢 測器的基底層的全部寬度都進行浸漬，而只是浸漬了部分寬度。將基底層朝 向容器壁的表面用柔性環(huán)氧/呋喃雜化樹脂組合物進行涂布。由緊密粘附在金屬或其它表面上的該材料制造的固化黑色層對汽油及 汽油衍生物(例如，具有辛烷值95/98的汽油、柴油和其它燃料)具有優(yōu)異 的耐化學(xué)性。該材料只浸漬基底層(紙)的一部分，到其寬度的約10%的程 度，并且其壓根沒有浸漬檢測器材料，同時基底層也可以用它很好地涂布， 從而只用樹脂浸漬了該承載材料的孔到如上所述的很小的程度，即它們還保 持"干"。實際上當在監(jiān)測系統(tǒng)中檢測到所需緊密度不足，從而通過毛細裂 縫儲存在容器中的介質(zhì)到達基底層(紙)的孔中，并改變其電特性(例如， 介電常數(shù)、性能、電阻等)(這些可以容易地檢測到)時，可以使用這樣的 結(jié)構(gòu)。實施例5重復(fù)根據(jù)實施例l的工藝，但在這種情況下，作為紙基底層的替代，可 以使用紙狀的塑料薄片，更準確的說，是厚度300jam的柔性EVA共聚物基 擠出薄片基底層。實施例6在所有方面與實施例1所述工藝相同，唯一的區(qū)別在于作為通過插入粘 結(jié)層(粘結(jié)橋)來在制備的容器壁上施加監(jiān)測層的替代，在這種情況下，將
包含檢測器的基底層用層壓材料在現(xiàn)場浸漬，在其位置處直接固定在容器壁 上，該層壓層起到膠粘劑的作用，將監(jiān)測層固定在容器壁的表面上。在這種情況下，仍然根據(jù)實施例1制備層壓材料，唯一的區(qū)別在于組分"A"根據(jù)下列的組分進行制備將該最終產(chǎn)物組分"C" (23X:下的粘度值約為8000mPa's)與23。C下粘 度值為1000mPa.s的有機胺交聯(lián)劑以2:1的重量比例混合。在100g最終產(chǎn)品 的情況下，25。C時的儲藏壽命為52分鐘。主要由于組分"A，，的高固體樹脂含量，該材料以高的粘結(jié)強度粘附在 金屬支撐壁上，并且如果在現(xiàn)場對具有檢測器的基底層進行層壓，層壓材料 也起到EP膠粘劑的功能，并且如上面已經(jīng)指出的，它使如實施例1中所述 的粘結(jié)橋不再是必需的。在所有方面與實施例1所述工藝相同，除了在該情況下，通過將涂層施 加到底板內(nèi)表面和用來儲存廢料的增強型混凝土罐的側(cè)壁上來形成監(jiān)測系 統(tǒng)。為了制造該表面，對該混凝土進行研磨或拋光，如果必要，使用合成樹 脂漿液使該混凝土變得光滑。監(jiān)測層也可以通過現(xiàn)場層壓來制造。本發(fā)明具有下列有利的效果該系統(tǒng)完全適合于用來檢測在容器內(nèi)、外表面上的損壞或孔洞，也就是 說它甚至可以檢測例如由于容器外表面腐蝕引起的孔洞，而對于這種情況， 設(shè)計用于類似目的的較早的解決方案卻一點也不適合。缺陷的準確位置使在 最小的成本和生活勞動要求下最簡單而快速地維修該缺陷成為可能其不必 像其它公知的系統(tǒng)那樣物理去除整個涂層、研磨該涂層，所有需要做的只是 基于數(shù)字圖，在容器涂層上確定需要維修的區(qū)域，且在容器壁上存在孔的情基于雙朌A的EP液體樹脂 固體EP樹脂(熔點60-80°C) EP反應(yīng)性稀釋劑(縮水甘油醚型) 溶劑45.0重量％ 20.0重量％ 30.0重量％ 5.0重量％ 100.0重量％總計:實施例7 況下，需要將新的監(jiān)測層固定到給定涂層部分并電連接到系統(tǒng)上。校準該給 定的新表面的電特性和改變的"容許"范圍，作為這樣的結(jié)果，原來直接固 定在容器壁上的監(jiān)測層可以完全用在其頂部上新形成的且集成在復(fù)合層上 的新"電路"完全代替。很顯然本發(fā)明并不限于上述系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，或者實施例中所述的實施 方法，但它可以在權(quán)利要求限定的保護范圍之內(nèi)以幾種不同的方式來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.用于檢測壁的缺陷或/和涂層中缺陷的系統(tǒng)，所述壁用來封閉儲存物質(zhì)的空間，在所述壁的內(nèi)側(cè)具有所述涂層，所述系統(tǒng)具有嵌入在其涂層中的檢測器，且檢測設(shè)備與該檢測器以操作的方式連接，其特征在于-所述涂層(2)具有直接或間接固定在壁(1)內(nèi)表面上的監(jiān)測層(14)，該涂層由具有檢測器(17)部分(parts)的監(jiān)測層(14)部分組成，該檢測器(17)部分彼此獨立地與該檢測設(shè)備(11)以操作的方式相連接；-在每一個監(jiān)測層(14)部分中，所述檢測器(17)部分由施加到多孔柔性基底層(16)上的導(dǎo)電材料制造，所述基底層(16)至少部分浸漬有包含合成樹脂的作為粘合材料的后硬化層壓材料(18)；-每一個檢測器(17)部分單獨與電檢測設(shè)備(11)電連接；以及-將由合成樹脂制備的、耐機械和任選的耐化學(xué)作用的覆蓋層(15)施加到所述監(jiān)測層(14)上。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述檢測器(17)部分由合成樹 脂和粉末金屬的混合物組成的固體材料制造。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于在單個監(jiān)測層(14)部分上 的檢測器(17)部分由線形圖案形成，該線形圖案具有彼此間隔一定距離的部 分和每個用于電連接的至少兩個點(17a、 17b)，該線形圖案如通過印刷、例 如絲網(wǎng)印刷形成的螺旋線圖案。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于所述基底層(16) 的兩個面都配置有檢測器(17)。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于對相鄰的監(jiān)測層(14) 部分進行設(shè)置，以使至少它們的邊緣彼此重疊。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于將具有抗靜電特 性和/或良好的耐化學(xué)性的基于雜化樹脂的合成樹脂層施加到該覆蓋層(15) 上。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于將基于合成樹脂 的粘合劑層插入在該監(jiān)測層(14)與壁(1)內(nèi)表面之間。
8. 用來制造用于檢測壁的缺陷或/和涂層中缺陷的系統(tǒng)的方法，所述壁 用來封閉儲存物質(zhì)的空間，在所述壁的內(nèi)側(cè)具有所述涂層，在所述方法的工 藝過程中，制作包含檢測器的涂層，并且將該檢測器與檢測設(shè)備連接，其特 征在于，沿著壁(l)的內(nèi)表面，以下列方式形成包含該檢測器(17)的監(jiān)測層(14):單獨的監(jiān)測層(14)部分具有檢測器(17)部分，該監(jiān)測層(14)部分的至少 一個表面由具有適合于建立電連接的孔(17a、 17b)的導(dǎo)電性材料制成，施加 到柔性基底層(16)上，將該監(jiān)測層(14)部分直接或間接固定在壁表面上，并 且在固定它們之前或/和同時，使用包含合成樹脂的作為粘合材料的后硬化層 壓材料(18)對其至少部分進行浸漬。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于使用下列物質(zhì)作為基底層 柔軟且具有彈性的紙，優(yōu)選為厚濾紙，實踐中為由天然或人造材料制造的編 織織物；或者多孔薄片，如粘附在環(huán)氧樹脂上的EVA共聚物薄片。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于所述檢測器的材料如下 制備-將60-40重量％的EP樹脂與40-60重量％的溶劑和/或稀釋劑混合，得 到流體粘性材料；-將10-35重量％的以這種方式得到的材料與6-25重量％的溶劑、40-60重量％的粉末金屬以及任選的1-4重量°/。的觸變劑混合，該粉末金屬優(yōu)選銅、銀或鎳粉或者它們的混合物；-將后一混合物以2-16:1、優(yōu)選為6:1的比例與交聯(lián)劑混合；以及-將以這種方式得到的粘性材料以連續(xù)層的形式或/和以通過在彼此旁邊延伸的線條形成的圖案例如螺旋圖案的形式，涂覆在載體的至少 一個表面上，該涂覆方式優(yōu)選為印刷工藝、例如絲網(wǎng)印刷。
11. 如權(quán)利要求8-10中任一項所述的方法，其特征在于將70-98重量％ 的EP樹脂與2-10重量％的溶劑和/或稀釋劑混合，直到得到粘性材料，將該 粘性材料以1-6:1、優(yōu)選為2:1的重量比例與優(yōu)選的有機胺交聯(lián)劑混合，將以 這種方式得到的層壓用材料完全浸漬包含檢測器的基底層，而且也密封所述 檢測器；在該合成樹脂固化之后，將該產(chǎn)生的監(jiān)測層部分用膠粘劑固定在容 器壁上；或者將包含該檢測器的載體材料完全用該得到的最終產(chǎn)品浸漬，并 在樹脂固化之前使用該層壓用材料本身作為膠粘劑將其施加到壁表面上。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于使用20-30重量％的第一液 體雙酚A型EP樹脂和50-80重量。/。的適合提高最終產(chǎn)品耐化學(xué)性的第二EP 樹脂來制備所述混合物。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于向所述混合物中加入 0.1-0.5重量％的防止起泡劑、0.1-1.0重量％的消泡劑和任選的0.1-3.0重量％ 的基于EP的染料膏以及1-4重量％的觸變劑。
14. 如權(quán)利要求11-13中任一項所述的方法，其特征在于使用兩種類型 的溶劑， 一種溶劑為1-5重量％的揮發(fā)性溶劑，實踐中為曱乙酮，且另一種 溶劑為1-5重量％的低揮發(fā)性溶劑，優(yōu)選乙醇。
15. 如權(quán)利要求11-14中任一項所述的方法，其特征在于用于將該固化-預(yù)鑄-監(jiān)測層部分固定到容器壁上的材料如下制備-將40-60重量％的EP樹脂溶解在2-10重量％的溶劑中，形成粘性材 料，向其加入30-60重量％的填充材料，以制成第一混合物；-將60-80重量°/。的有機交聯(lián)劑溶解在1-5重量％的溶劑中，形成粘性材 料，向其加入15-25重量％的填充材料，以制成第二混合物；一將第一和第二混合物以2-10:1、優(yōu)選為3.3:1的重量比混合在一起；和-在壁表面與預(yù)鑄監(jiān)測層部分之間涂覆形成粘結(jié)橋的該膠粘劑，并使所 述膠粘劑層固化。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于使用比例均為20-30重量％ 的兩種類型的EP樹脂來制備所述第一混合物；兩種類型的溶劑都以1-5重 量％的比例使用；且任選地將0.1-1.0重量％的防止起泡劑、0.1-3重量％的基 于EP的染料膏、1-5重量％的顏料，優(yōu)選為氧化鈦、1-4重量％的觸變劑， 優(yōu)選為Aerosil、以及0.1-1重量％的消泡劑加入該混合物中。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于使用曱乙酮作為溶劑 制備所述第二混合物，并向其中加入0.1-1重量％的加工化合物和0.5-5重量 %的觸變劑。
18. 如權(quán)利要求15-17中任一項所述的方法，其特征在于使用滑石或/ 和重晶石或/和高嶺土或/和二氧化硅粉末或/和碳酸鈣作為填充材料。
19. 如權(quán)利要求8-18中任一項所述的方法，其特征在于將所述基底層 的一側(cè)用環(huán)氧/呋喃雜化樹脂組合物浸漬作為層壓用材料，僅在其部分寬度、 優(yōu)選為10-20%的寬度上進行浸漬，并在其固化之后，將所 述監(jiān)測層部分的 層壓表面固定在容器壁上。
20. 如權(quán)利要求8-19中任一項所述的方法，其特征在于所述覆蓋層由 根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項制備的材料制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測壁、特別是容器壁的缺陷或/和涂層中缺陷的系統(tǒng)，該壁用來封閉空間，在該空間中一般儲存液體材料，在壁內(nèi)側(cè)具有涂層。在眾多生活領(lǐng)域中，所有類型的不同物質(zhì)，如化學(xué)品、溶劑、石油和石油餾分等都需要以一定的方式儲存，以排除這些物質(zhì)進入環(huán)境或者環(huán)境中的其它物質(zhì)與該儲存的物質(zhì)相混合的可能性。在大多數(shù)情況下，這樣的物質(zhì)儲存在由不同材料，大多數(shù)是金屬，制造的容器中，其壁上可能由于腐蝕或其它損壞而出現(xiàn)孔，并且通過這些出現(xiàn)的孔，物質(zhì)可以從外面進入容器中或從容器內(nèi)流到環(huán)境中，從而該儲存的物質(zhì)可能變得不再適合使用，或者可能發(fā)生嚴重的環(huán)境污染。為了防止損壞，現(xiàn)使用不同的監(jiān)測系統(tǒng)來盡可能地檢測容器壁上出現(xiàn)的孔。
文檔編號B32B3/22GK101111753SQ200580047473
公開日2008年1月23日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者伊姆里·托特, 拉茲洛·卡拉夫茲基, 拉茲洛·瓦爾加 申請人:H.維爾斯股份公司