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

Изобретение относится к пенетрантам для люминесцентной дефектоскопии, применяемым в различных отраслях машиностроения для обнаружения поверхностных дефектов в металлических изделиях. Пенетрант предназначен преимущественно для контроля изделий с классом обработки поверхности ниже 4 и контроля изделий в условиях эксплуатации.

Целью изобретения является повышение интенсивности люминесценции пенетранта, снижение его токсичности и улучшение водосмываемости.

В предложенном пенетранте для люминесцентной дефектоскопии основным растворителем люминофоров является N-метилпирролидон. Трипропиленфениловый эфир полиэтиленгликоля (неонол АФ_c9-6) придает пенетранту гелеобразующие свойства, которые проявляются в том, что при смывке пенетранта после пропитки водой он превращается на поверхности изделий в гель. Образование геля способствует более равномерному и полному удалению пенетранта с поверхности изделия, предотвращает коагуляцию люминофора и образование нежелательного люминесцентного фона на контролируемой поверхности. При этом гель задерживает вымывание пенетранта из устья дефекта. Неонол АФ_c9-6 является также хорошим растворителем для люминофора-акцептора, его применение в сочетании с N-метилпирролидоном позволяет увеличить концентрацию люминофора-акцептора, а также концентрацию люминофора-донора, повысить интенсивность люминесценции в тонких слоях.

Введение воды в состав пенетранта позволяет снизить расход дефицитных органических растворителей, повысить в два раза концентрацию в пенетранте водорастворимого смачивателя, что в сочетании с другими составляющими улучшает смачивающую способность и водосмываемость пенетранта и приводит к снижению его токсичности и пожароопасности.

Выбор ингредиентов в приведенных граничных значениях позволяет улучшить технические характеристики пенетранта (см.табл.1). Интенсивность люминесценции пенетранта в тонких слоях улучшается приблизительно на 50% что повысит надежность выявления тонких дефектов, приведет к росту производительности труда контролера. Улучшается водосмываемость пенетранта: пенетрант удалятся с контролируемой поверхности быстрее приблизительно в 1,5 раза, чем состав по прототипу (см. табл.1), что позволяет применять его для контроля изделий с классом обработки поверхности ниже ▿ 4. Пенетрант люминесцирует в благоприятной для зрения области спектра (530 нм), малотоксичен: ПДК 1000 мг/м³ для наиболее токсичного ингредиента, входящего в его состав (N-метилпирролидон), для пенетранта-прототипа ПДК 0,5 мг/м³ (трибутилфосфат). Низкая токсичность пенетранта и высокая температура вспышки (98^oC) позволяют использовать его для контроля в условиях эксплуатации.

Пример 1. N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты и 4-метил-7-диэтиламинокумарин нагревают при перемешивании в N-метилпирролидоне до полного растворения, затем медленно добавляют воду и смачиватели, перемешивают до однородности, охлаждают и фильтруют через два слоя бязи.

Метод контроля с помощью предлагаемого пенетранта заключается в том, что дефектоскопируемые деталь или узел промывают в бензине, тщательно протирают салфетками из бязи или обдувают сухим чистым воздухом. Подготовленные таким образом детали и узлы обрабатывают пенетрантом (наносят кистью 2-3 раза), выдерживают 15-20 мин, затем избыток пенетранта удаляют водой, протирают детали салфетками из бязи и наносят проявитель. Через 20-30 мин осматривают детали в ультрафиолетовом свете. В местах дефектов наблюдается яркое желто-зеленое свечение.

В качестве гидрофильного смачивателя используют моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля фракции C₈ -C₁₀ (ОП-7).

В табл. 1 приведены составы пенетрантов, полученные при соблюдении граничных значений ингредиентов и с нарушением их; в табл. 2 характеристики пенетрантов предлагаемого, базового объекта и состава по прототипу.

Из табл. 2 следует, что нарушение граничных значений ингредиентов, входящих в состав предлагаемого пенетранта, делает его непригодным вследствие нестабильности композиций (составы 4, 9 12), плохой удаляемости пенетранта (составы 1 и 3) или недостаточно высокой интенсивности люминесценции (состав 2). Нестабильность композиций обусловлена недостаточным содержанием воды (состав 4), что приводит к плохой растворимости водорастворимого смачивателя; избытком смачивателей (составы 10 и 11), воды (состав 12) или люминофоров (состав 9). Плохая удаляемость составов 1 и 3 обусловлена пониженным содержанием смачивателей водонерастворимого и водорастворимого, что приводит к потере гелеобразующей способности этих составов, а следовательно, к ухудшению смывки, образованию фона, мешающего контролю.

Предварительные испытания пенетранта показали целесообразность его внедрения в производство и использование в дефектоскопии изделий, в основном, в условиях эксплуатации.

Предложенный состав имеет интенсивность люминесценции приблизительно в 1,5 раза выше, чем состав по прототипу и приблизительно в 10 раз выше, чем базовый объект. Пенетрант приблизительно в 1,5 раза быстрее удаляется водой с контролируемой поверхности, чем состав по прототипу, менее токсичен (ПДК 100 мг/м³), чем состав по прототипу (0,5 мг/м³), менее пожароопасен (Т_всп 98^oC), чем базовый объект. В связи с этим расширяется область его использования для контроля изделий в условиях эксплуатации, в горячих цехах, а также для контроля крупногабаритных изделий, контроль которых вызывает затруднения при использовании токсичных и пожароопасных дефектоскопических материалов.

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии, включающий люминофор-акцептор и люминофор-донор - 4-метил-7-диэтиламинокумарин, гидрофильный смачиватель - моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля фракции С₈ - С₁₀, липофильный смачиватель и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности, снижения токсичности и улучшения водосмываемости, пенетрант в качестве люминофора-акцептора содержит N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламинофталевой кислоты, в качестве растворителя - дистиллированную воду и N-метилпирролидон при следующем соотношении компонентов, мас.%:
N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты - 1,5 - 2,0
4-Метил-7-диэтиламинокумарин - 0,3 - 0,7
Моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля фракции С₈ - С₁₀ - 9 - 12
Трипропиленфениловый эфир полиэтиленгликоля - 15 - 25
Вода дистиллированная - 10 - 22
N-Метилпирролидон - Остальноее

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии, включающий люминофор-акцептор и люминофор-донор 4-метил-7-диэтиламинокумарин, гидрофильный смачиватель моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля фракции С₈ С₁₀, липофильный смачиватель и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности, снижения токсичности и улучшения водосмываемости, пенетрант в качестве люминофора-акцептора содержит N-метоксипропилимид 4-метоксипропиламинофталевой кислоты, в качестве растворителя - дистиллированную воду и N-метилпирролидон при следующем соотношении компонентов, мас.

N-Метоксипропилимид 4-метоксипропиламинонафталевой кислоты 1,5 2,0
4-Метил-7-диэтиламинокумарин 0,3 0,7
Моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля фракции С₈ С₁₀ - 9 12
Трипропиленфениловый эфир полиэтиленгликоля 15 25
Вода дистиллированная 10 22
N-Метилпирролидон Остальноер