ПЕНЕТРАНТ ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1997 года по МПК C09K11/06 G01N21/91 

Изобретение относится к люминесцентным составам (пенетрантам), находящим применение в авиационной и автомобильной отраслях промышленности для обнаружения поверхностных дефектов в металлических изделиях. Пенетрант преимущественно предназначен для контроля изделий с грубо обработанной поверхностью (класс обработки ниже ▿ 5), он обеспечивает I и II класс чувствительности на ГОСТ 18442-80.

Цель изобретения повышение чувствительности и надежности выявления дефектов.

В предложенной композиции N-метилпирролидон является основным растворителем люминофоров, керосин введен для улучшения смачивающей способности пенетранта, дибутилфталат обеспечивает гомогенность композиции. N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты имеет спектральную область люминесценции с максимумом при 530 нм и хорошо растворяется в предложенной композиции. Повышение концентрации люминофора-акцептора позволило увеличить содержание 4-метил-7-диэтиламинокумарина (люминофора-донора). Повышение концентрации люминофоров в композиции позволило снизить предельную толщину светящегося слоя пенетранта, повысить интенсивность люминесценции в тонких слоях, что гарантируют выявление более тонких дефектов. Однако указанный эффект достигается только при определенном сочетании введенных люминофоров и при взаимосвязи с другими компонентами композиции.

Выбор указанных выше ингредиентов в приведенных диапазонах позволил улучшить технические характеристики пенетранта (табл. 1). Интенсивность его люминесценции в таких условиях повысилась на 50% предельная толщина светящегося слоя уменьшилась в два раза. Оба эти фактора повышают чувствительность системы и надежность обнаружения дефектов с раскрытием менее 1 мкм. При предельной толщине светящегося слоя пенетрантом могут выявляться дефекты порядка 0,5 мкм. Повышение интенсивности люминесценции пенетранта увеличит контрастность светящихся дефектов на темном фоне контролируемой поверхности и, как следствие этого, ускорит и облегчит их обнаружение, что приведет к повышению производительности труда дефектоскописта. Пенетрант люминесцирует в благоприятной для зрения области спектра (530 нм), легко удаляется с контролируемой поверхности водой, что позволяет применять его для контроля изделий с классом обработки поверхности ниже 5.

Используемый в пенетранте в качестве люминофора-акцептора N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламино-нафталевой кислоты в литературе не описан. Его получают следующим образом. Растворяют 5 г 4-хлор- или 4-бромнафталевого ангидрида в 20 мл γ-метоксипропиламина, полученную массу кипятят 3 ч, охлаждают, выливают в 100 мл воды, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат и перекристаллизовывают из бензола. Выход 4,4 г (70%).

Пример приготовления пенетранта. N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты и 4-метил-7-диэтиламинокумарин нагревают при перемешивании в смеси N-метилпирролидона и дибутилфталата до полного растворения, добавляют керосин и смачиватель, перемешивают до однородности, охлаждают и фильтруют через два слоя бязи.

Метод контроля с помощью предлагаемого пенетранта заключается в том, что детали обезжиривают в бензине, затем прогревают при 120-140^oC. Подготовление таким образом детали обрабатывают пенетрантом, выдерживают 5-10 мин, избыток пенетранта удаляют с контролируемой поверхности распыленной водой (35-40^oC). Детали протирают салфетками из бязи или сушат сухим сжатым воздухом и на поверхность наносят проявитель, а через 20-30 мин осматривают в ультрафиолетовом свете. Места дефектов обнаруживают по яркому зеленовато-желтому свечению на темном фоне контролируемой поверхности.

В табл. 1 приведены характеристики пенетрантов предложенного состава и про прототипу. В табл. 2 приведены характеристики пенетрантов, полученных при предельных значениях содержания ингредиентов и вне заявленных пределов.

Из табл. 2 следует, что нарушение заявляемых граничных значений содержания пенетранта делает его непригодным вследствие нестабильности композиций (составы 1, 8-10) или неблагоприятной для зрения голубой люминесценции тонких дефектов (состав 2). Нестабильность композиций 8 и 9 обусловлена избыточным содержанием люминофора и смачивателя, 1- пониженным содержанием N-метилпирролидона, являющегося основным растворителем люминофоров, 10 нарушением соотношения жидких компонентов пенетрантов. Голубая люминесценция тонких дефектов в составе 2 обусловлена избыточным содержанием люминофора-донора, нарушением соотношения люминофоров желтого и голубого свечения. Содержание люминофоров в составе 11 ниже предельного значения приводит к снижению интенсивности люминесценции в тонких слоях, увеличению предельной толщины светящегося слоя, снижению чувствительности пенетранта. Состав 12 с пониженным содержанием смачивателя неудовлетворительно смывается водой, на поверхности детали остается фон, мешающий контролю. Снижению содержания керосина ниже предельного значения в составе 13 ухудшает смачивающую и проникающую способность пенетранта, а следовательно, и его выявляющую способность.

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии металлических изделий, включающий 4-метил-7-диэтиламинокумарин, N-метил-пирролидон, керосин, дибутилфталат, люминофор-акцептор и смачиватель, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности метода и надежности выявления дефектов, он содержит в качестве люминофора-акцептора N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты, а в качестве смачивателя - смесь моноалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля С₈ - С_1 0, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты - 1,5 - 2,0
4-метил-7-диэтиламинокумарин - 0,3 - 0,8
Смесь моноалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля С₈ - С_1 0 - 4,5 - 5,5
N-метилпирролидон - 42 - 50
Керосин - 6,0 - 8,0
Дибутилфталат - Остальноет

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии металлических изделий, включающий 4-метил-7-диэтиламинокумарин, N-метил-пирролидон, керосин, дибутилфталат, люминофор-акцептор и смачиватель, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности метода и надежности выявления дефектов, он содержит в качестве люминофора-акцептора N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты, а в качестве смачивателя смесь моноалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля С₈ С_1 0, при следующем соотношении ингредиентов, мас.

N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты 1,5 2,0
4-Метил-7-диэтиламинокумарин 0,3 0,8
Смесь моноалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля С₈ - С_1 0 4,5 5,5
N-Метилпирролидон 42 50
Керосин 6,0 8,0
Дибутилфталат Остальноет