Жидкость для очистки контролируемой поверхности от избытка пенетранта при капиллярном контроле люминесцентным методом Российский патент 2017 года по МПК C09K11/06 

Изобретение относится к капиллярной дефектоскопии неразрушающего контроля деталей, а именно к составам жидкостей, применяемых для очистки контролируемой поверхности от избытка пенетранта. Контроль проводится для выявления невидимых или слабо видимых невооруженным глазом дефектов, выходящих на контролируемую поверхность. Сущность метода заключается в следующем: на предварительно очищенную поверхность контролируемой детали наносится слой индикаторного пенетранта. Под действием капиллярных сил жидкость проникает в поверхностный дефект и удерживается в нем. После определенного промежутка времени, достаточного для проникновения в дефект, поверхность должна быть очищена от избытка пенетранта с помощью очищающей жидкости. Под действием проявителя, который наносится на поверхность, индикаторный пенетрант извлекается из дефекта и образует индикаторный рисунок дефекта.

Метод широко используется при производстве деталей из различных материалов, при техническом обслуживании и в эксплуатации. Чувствительность и качество контроля существенно зависят от состава, свойств и качества дефектоскопических материалов, в том числе и состава очищающих жидкостей, которые используются в контроле.

Известна очищающая жидкость ОЖ-1, которая применяется как средство для очистки поверхности при люминесцентной дефектоскопии. Главным недостатком очищающей жидкости ОЖ-1 является использование в ее составе в качестве основного компонента этилового спирта высокой очистки. Этиловый спирт по ряду своих показателей является не лучшим компонентом очищающих жидкостей, т.к в силу своей высокой активности является известным гасителем люминесценции, что может снизить чувствительность контроля. Любое загрязнение используемого спирта усиливает этот эффект. Кроме этого, в состав ОЖ1 входит поверхностно-активное вещество ОП7 (ОП10), которое не поддается утилизации, и сброс промывной воды с наличием этого вещества в сточные воды допускается в ограниченном количестве.

Известно применение нагретого водного раствора неонола АФ 9/12 для удаления водосмываемого пенетранта /Патент РФ №2263900, G01N 21/91, опубл. 10.11.2005/. Недостатком этой очищающей жидкости является то, что она предназначена для удаления излишков только водосмываемого пенетранта и может вызывать коррозию деталей из низколегированных сталей. Для снижения коррозионного действия детали после обработки дефектоскопическими материалами подлежат антикоррозионной обработке, что удлиняет и удорожает процесс контроля.

Известна очищающая жидкость ОЖ-7А для удаления избытка пенетранта ЛЖ-18НВ при люминесцентной дефектоскопии с поверхности контролируемых деталей. Жидкость ОЖ-7А состоит из воды, этилцеллозольва и неонола АФ 9/12. Этилцеллозольв - моноэтиловый эфир этиленгликоля и относится к III классу опасности, что требует мер по обеспечению техники безопасности и промышленной санитарии. Жидкость ОЖ7, которая имеет в своем составе воду, вызывает коррозию стальных деталей, что требует дополнительной антикоррозионной обработки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является очищающая жидкость для удаления пенетранта при проведении капиллярной дефектоскопии /патент РФ №2033605, G01N 21/91, опубл. 20.04.1995/. В состав указанной очищающей жидкости входит живичный скипидар и изопропиловый спирт при соотношении компонентов 1:1. Живичный скипидар представляет собой смесь эфирных масел высокой очистки из различных пород хвойных деревьев. Высокая очистка повышает стоимость скипидара и очищающей жидкости. И соответственно стоимость контроля в целом. По токсичности скипидар относится к III классу опасности и обладает раздражающим кожу действием; по пожароопасности - относится к легковоспламеняющимся веществам. За счет наличия живичного скипидара очищающая способность жидкости снижается, что снижает чувствительность метода. Очищающая жидкость по патенту РФ №2033605 выбрана в качестве прототипа.

Задачей настоящего изобретения является разработка очищающей жидкости для люминесцентной дефектоскопии, лишенной указанных недостатков, а также достижение следующих технических результатов: улучшение очищающей способности (т.е. в качественном удалении избытка индикаторного пенетранта), увеличение времени сохраняемости рисунка дефектов контролируемых деталей сложной конфигурации, имеющих внутренние карманы и полости, а также в повышении чувствительности контроля.

Для устранения указанных недостатков очищающей жидкости, используемой патенту РФ №2033605, и достижения заявленных технических результатов предлагается жидкость (ОЖ-1М) для очистки поверхности от избытка пенетранта при люминесцентной дефектоскопии, включающая растворитель и поверхностно активное вещество неонол АФ 9/12.

Отличительной особенностью заявляемой жидкости является то, что в качестве растворителя жидкость содержит изопропиловый спирт и неонол АФ 9/12 при следующем соотношении компонентов: неонол от 15 до 25, масс %, изопропиловый спирт - остальное.

Предложенный выше состав очищающей жидкости ОЖ-1М обладает дополнительно низкой токсичностью и пожарной опасностью, что достигается за счет замены скипидара поверхностно-активным веществом неонол.

Замена живичного скипидара поверхностно-активным веществом неонол АФ 9/12 снижает пожарную опасность, токсичность состава. Неонол АФ9-12 является высокоэффективным неионогенным поверхностно-активным веществом, умеренно опасным по степени воздействия на организм человека. Очищающая жидкость ОЖ-1М за счет отсутствия в составе живичного скипидара является менее пожароопасной и токсичной. Кроме того, загрязненная жидкость ОЖ-1М имеет повышенную способность к биологическому разложению.

Примеры реализации заявленного изобретения следующие.

Пример 1. Цель исследования - оценить очищающую способность жидкости ОЖ-1М, т.е. как эффективно удаляется пенетрант с различных металлических поверхностей в процессе капиллярного люминесцентного контроля. В эксперименте использованы следующие объекты:

- полированные круглые образцы из титанового сплава;

- шлифованные азотированные образцы прямоугольной формы из листовой стали марки 11Х11Н2В2МФ (ЭИ 962), изготовленные ОАО «Пермские моторы».

- стальные лопатки ротора компрессора (из той же стали), бывшие в эксплуатации

- окисленные лопатки ротора турбины из сплавов ЖС6, ЖС6У-ВИ и ЭП-220ВД, как монолитные так и полые бывшие в эксплуатации.

Образцы и лопатки последовательно обрабатывали пенетрантом ЛЖ-6А, промывали водой, потом очищающей жидкостью ОЖ-1М, затем снова водой (как предусмотрено процессом люминесцентного контроля согласно ОСТ 90282-79). В эксперименте режимы обработки объектов указанными жидкостями были выбраны наиболее жесткими в пределах, предусмотренных стандартом. Пенетрант на образцы и лопатки наносили кистью, выдерживали в течение 3-5 минут, после этого (для предотвращения его загустения) дополнительно наносили второй слой пенетранта. Его удаляли с 4 поверхности объектов эксперимента промывкой водой с температурой около 30°С в течение 15 с (по ОСТ 90282-79 это время может составлять до 15 мин.). Затем объекты погружали в очищающую жидкость ОЖ-1М и выдерживали в ней до 15 мин. После этого образцы и лопатки снова мыли водой с температурой около 30°С в течение 60 с (по ОСТ 90282-79 это время не должно превышать 15 мин) и осматривали при облучении ультрафиолетовыми лучами. Результаты исследования представлены в таблице 2.

В результате исследований выявлено (см. таблицу 2), что на полированных образцах из титанового сплава, на шлифованных азотированных стальных образцах, на лопатках компрессора и на всех лопатках турбины дефекты проявились в виде сплошных ярких линий на бархатисто-черном фоне, что соответствует особо высокому уровню чувствительности по ОСТ 1 90243-83. А так же это свидетельствует о том, что пенетрант не вымылся с образцов в связи со значительным увеличением времени пребывания в очищающей жидкости ОЖ-1М.

Пример 2. Проведен эксперимент на способность жидкости ОЖ-1М удалять красную проникающую жидкость «К» с металлической поверхности. Ранее для удаление данной жидкости использовалась масло-керосиновая смесь. Но как показывает опыт, существуют затруднения при удалении пенетранта (жидкости «К») при контроле методом цветной дефектоскопии деталей сложной формы, с которых эту жидкость сложно или невозможно удалять масло-керосиновой смесью.

В данном эксперименте жидкость «К» наносили кистью на плоские стальные пластины в 3 слоя с выдержкой после нанесения 1-го и 2-го слоев в течение 1,0…1,5 мин. Не допуская высыхания последнего слоя, на пластины кистью наносили очищающую жидкость ОЖ-1М, выдерживали 30…40с и пластины промывали водой.

При этом жидкость «К» удалялась с поверхности пластин. Следовательно, очищающая жидкость ОЖ-1М способна удалять проникающую жидкость «К».

Таблица 3. Сравнительная оценка данных по удалению жидкости «К»

Пример 3.

Проводилась сравнительная оценка на контрольных образцах 2 типа (согласно EN 3452) с пятью центрами растрескивания и натурных деталях с естественными дефектами в количестве 50 штук. В качестве пенетранта использовалась эталонная проникающая жидкость ЛЖ6А, для проявления индикаций - эталонный проявитель ПР1. Результаты представлены в таблице 4. Результаты контроля в данном эксперименте показывают следующее:

1) За счет фонового свечения (см. графу 3), которое появляется после промывки поверхности очищающей жидкостью, принятой за прототип, ухудшается яркость, что принципиально важно при оценке индикаций;

2) Четкость рисунков индикаций (графа 5), которая зависит от качества промывки, при использовании очищающей жидкости ОЖ1М, также выше;

3) Увеличение времени обработки деталей с 1 минуты до 5 минут без снижения качества контроля, является существенным преимуществом при обработке крупногабаритных деталей и деталей сложной конфигурации;

4) Качество люминесцентного контроля (графа 9) при использовании очищающей жидкости ОЖ1М также повышается: из 50 образцов с натурными дефектами дефекты проявились на всех образцах в отличие от контроля с очищающей жидкостью, принятой за прототип, где не проявились дефекты на 10 образцах.

Пример 4. В данном опыте проводили измерение времени обработки деталей по классической технологии (ГОСТ 9 909) и с использованием очищающей жидкостью ОЖ-1М. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Полученные данные свидетельствуют о том, что использование очищающей жидкостью ОЖ-1М приводит к увеличению времени обработки контролируемых деталей сложной конфигурации, имеющих внутренние карманы и полости. Так, вместо 1 минуты по классической технологии появляется возможность проведения контроля от 5 до 15 минут. Таким образом, увеличивается время сохраняемости рисунка дефектов контролируемых деталей сложной конфигурации. При использовании жидкость ОЖ-1М не наблюдается вымывание пенетранта из дефектов и снижение чувствительности контроля.

Так же одним из главных показателей, который выделяет заявленную жидкость, это ее внедрение и серийное использование в практике люминесцентного контроля. Ни одна из представленных жидкостей в имеющихся патентах не введена в комплект ЛЮМ-1ОВ и серийно не применяется ни на одном из авиастроительных предприятий.

Изобретение относится к капиллярной дефектоскопии неразрушающего контроля деталей, а именно к составам жидкостей, применяемых для очистки контролируемой поверхности от избытка пенетранта. Жидкость содержит растворитель и поверхностно активное вещество неонол АФ 9/12. Изобретение обеспечивает улучшение очищающей способности очищающей жидкости, увеличение времени сохраняемости рисунка дефектов контролируемых деталей сложной конфигурации, имеющих внутренние карманы и полости, а также в повышения чувствительности контроля. 5 табл., 4 пр.

     Жидкость для очистки поверхности от избытка пенетранта при люминесцентной дефектоскопии, включающая растворитель и поверхностно активное вещество неонол АФ 9/12, отличающаяся тем, что в качестве растворителя используется изопропиловый спирт, в качестве вещества, повышающего смывающую способность используется неонол АФ9/12 при следующем соотношении компонентов, % масс:

неонол АФ 9-12 15 - 25

изопропиловый спирт остальное