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)：
滲透檢驗方法自1934年開始發(fā)展以來，已成為工業(yè)生產(chǎn)中用來檢測工件表面微細裂縫的一種重要手段。有關(guān)這種檢測方法的工藝、設備等已經(jīng)有了較多的研究，但這種滲透檢測會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力工程以后，那些經(jīng)滲透檢驗方法檢測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造成金屬材料，特別是不銹鋼表面的點針狀腐蝕、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。對它們的游離態(tài)與化合態(tài)的含量都要嚴格控制。例如法國RCC-M-F6423標準規(guī)定，滲透探傷劑中氯、硫的含量不得超過200PPm，中國標準Q/UCAB005-1999[B3100(1999)3031]中規(guī)定，氯的含量不超過100PPm，氟、硫的含量不超過50PPm。
核工業(yè)中，重要部件的金屬材料多數(shù)會受高溫、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、交變應力場下工作的，環(huán)境更加惡劣。這時，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候都要敏感。滲透探傷劑中有害元素除與核動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。特別對于液化天然氣運輸船或液氯、液溴甲烷、二氧化硫、環(huán)氧乙烷等運輸船，因其運送的液貨對環(huán)境的危害是極大的，必須嚴格監(jiān)管。按照《國際散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造和設備規(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。而對制造這類運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。所以嚴格控制這類液貨運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。
試驗研究及實踐考察表明，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，除了氟、氯、硫的影響，鈉和磷對其的破壞作用也較大。鈉離子易與鹵素無素結(jié)合成鹽類，例如NaCl，這類物質(zhì)促使金屬表面形成嚴重的孔蝕。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作用。而液貨運載工具(如LNG船)的工作溫度可達到-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，對于液貨運載工具特別如液化天然氣(LNG、CNG)工程用滲透探傷劑，除要嚴格控制氟、氯、硫三種有害元素的含量外，也必須嚴加控制鈉、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)及其控制標準問世。國內(nèi)曾有滲透探傷劑專利，例如CN87101195，但其對于有害雜質(zhì)未作過要求說明。國外ASME-SD-129(ASTM D129-95，ASME美國機械工程師學會)對硫有過限制，ASME-SD-808(ASTM D80895)對氯有過限制。當前所用的滲透探傷劑絕大多數(shù)對有害元素氟、氯、硫未加控制，只有極少數(shù)(例如船牌核級著色滲透探傷劑)對氟、氯、硫有控制，而對于重要的有害元素鈉、磷的控制，至今還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)報道。
此外，作為制造液貨運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產(chǎn)生嚴重的螯合作用，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—主要是碳氫化合物及其衍生物，削弱了鎳基合金的防銹能力，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，使得液貨運輸和儲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產(chǎn)生嚴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，以適應液化天然氣工程和核動力工程等鎳基不銹鋼工程對探傷清洗液的要求。
為實現(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 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)純或化學純的原料，對原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進行分析，不超過1200PPm的方可使用；②稱量原料根據(jù)上述配方計算并稱量各原料；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提純處理通過定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對第③步驟溶解均勻的溶液進行提純處理；⑤對提純的溶液中的有害元素進行檢測，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時，為合格，否則再重復第④步驟提純處理。
對提純?nèi)芤河泻υ貦z測合格后，進行靈敏度檢驗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行測試，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計以及在配制中采取的嚴格提純處理工藝，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95PPm，氟、硫不超過45PPm，鈉、磷不超過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力工程標準的限量以下，還控制了有害元素鈉、磷的含量，滿足當前要求較高的工程—液化天然氣(LNG、CNG)工程金屬表面微細裂縫等缺陷檢測的需要，也適合核動力工程檢測金屬表面的微細裂縫用，當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“-”指未作要求說明3、本發(fā)明提供的探傷用清洗液清洗能力適當，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，對提高檢測靈敏度有重要作用；該探傷用清洗液亦能與多種金屬表面良好濕潤，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靈敏度α高，可達0.0001mm，寬深比η可達1/10以上，高于一般滲透探傷劑(國際上公布的一般的滲透探傷劑，如日本榮進株式會社的產(chǎn)品，所能達到的檢測靈敏度最高為0.0005mm，寬深比為1/60。注工程上衡量檢測水平的高低，α值越小越好，η值越大越好)。
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例1本探傷用清洗液的組成配方如下序號 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)純或化學純的原料，對原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進行分析，不超過1200PPm的方可使用；②稱量原料按照上述配方計算并稱量各原料；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提純處理通過定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對第③步驟溶解均勻的溶液進行提純處理；⑤對提純的溶液中的有害元素進行檢驗，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時，為合格，否則再重復第④步驟提純處理；
⑥靈敏度檢驗，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行測試，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。
實施例2本探傷用清洗液的組成配方如下序號 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。
其制備方法同實施例1。
實施例3本探傷用清洗液的組成配方如下序號 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)純或化學純的原料，對原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量進行分析，不超過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提純處理通過定性濾、定量濾、偶極膜濾或大孔離子樹脂吸附方法對第③步驟溶解均勻的溶液進行提純處理；⑤對提純的溶液中的有害元素進行檢測，氯＜95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時，為合格，否則再重復第④步驟提純處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于對提純?nèi)芤河泻υ貦z測合格后，進行靈敏度檢驗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行測試，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力工程的無損檢測使用，且對鎳基不銹鋼不起螯合作用，檢測靈敏度高，寬深比大。
文檔編號C23G5/032GK1644766SQ20041009320
公開日2005年7月27日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者陳時宗, 王建喜 申請人:滬東中華造船(集團)有限公司