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

Изобретение относится к составам люминесцентных жидкостей (пенетрантов), которые находят применение в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности для обнаружения поверхностных дефектов в металлических изделиях, преимущественно для особо точного контроля изделий (1 класс по ГОСТ 18442-80) с классом обработки поверхности выше 5.

Чувствительность люминесцентных пенетрантов помимо других факторов зависит от критической (минимальной) толщины светящегося слоя пенетранта и интенсивности его люминесценции в тонких слоях. Минимальный размер (раскрытие) дефекта, выявляемого пенетрантом, соизмерим с минимальной толщиной люминесцирующего слоя пенетранта.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности выявления дефектов с раскрытием менее 1 мк на контролируемых металлических изделиях.

Примеры 1-9. Приготовление пенетранта проводят следующим образом. 1,8-Нафтоилен-1,2-бензимидаол и бензилбензоат нагревают до 60-70^oC и выдерживают до полного растворения люминофора. Затем обогрев прекращают, добавляют смачиватель (полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракций C₁₀-C₁₈ синтанол ДС-10) и жидкий парафин (смесь алканов фракции C₉H₂₂, ТУ 38-101531-79), перемешивают до получения однородного продукта, охлаждают и фильтруют через бязь.

Метод контроля с помощью предлагаемого пенетранта заключается в том, что детали обезжиривают в бензине, затем прогревают при 120-140^oC. Подготовленные таким образом детали обрабатывают пенетрантом, выдерживают 5-10 мин, затем избыток пенетранта удаляют с контролируемой поверхности сначала водой (35-40^oC), затем 3-5%-ным водным раствором моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля (ОП-7) при 40^oC. После этого детали протирают салфетками из бязи и наносят на их поверхность проявитель. Через 20-30 мин осматривают детали в ультрафиолетовом свете. В местах дефектов наблюдается яркое желто-зеленое свечение.

Выявляющую способность измеряют на деталях с азотированным никелевым покрытием, имеющих искусственные вальцовочные трещины раскрытием от 0,4 до 3,0 мкм.

В табл. 1 приведены характеристики пенетрантов, полученных при соблюдении граничных значений ингредиентов и с нарушением их.

Пример 10 (базовый вариант). За базовый объект выбран пенетрант, включающий мас. люминофор 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол 0,6-0,7; смачиватель полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот (синтамид-5) 3,0-3,5; растворители дикумилметан 35-40, керосин 13-16, диметилфталат остальное. Этот пенетрант используется в промышленности для контроля изделий с высоким классом обработки поверхности.

Пример 11. Пенетрант по прототипу содержит, мас. 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол 0,7-0,8; моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля (ОП-7) 4,5-5,5; 2(3),5(6)-дибензилтолуол (армотерм) 69-74; керосин остальное.

По результатам испытаний пенетрантов по примерам 1-11 следует, что в разработанной композиции пенетранта 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол имеет высокую растворимость в 1,5 раза выше, чем у базового состава и состава по прототипу. Повышение концентрации люминофора позволяет снизить предельную толщину светящегося слоя пенетранта, а значит и его интенсивность люминесценции в тонких слоях, что позволит обнаруживать более тонкие дефекты. Указанный эффект достигается только при определенном взаимозависимом соотношении ингредиентов.

Из табл. 1 следует, что нарушение заявляемых граничных значений ингредиентов, входящих в состав предлагаемого пенетранта, делает его непригодным. Так, например, в составе 1 наблюдается ухудшение люминесцентных характеристик (интенсивность люминесценции и предельная толщина светящегося слоя), вызванное уменьшением содержания люминофора ниже предельного значения; в составе 2 уменьшение содержания смачивателя ухудшает удаляемость пенетранта с поверхности детали, остается фон, мешающий контролю; состав 3 имеет недостаточную смачивающую и проникающую способность, что отрицательно сказывается на выявляющей способности. Составы 7, 8 и 9 нестабильны вследствие избыточного содержания люминофора, смачивателя и жидкого парафина.

Испытания пенетранта показали целесообразность его внедрения в производство и использование в заводском экземпляре: предложенный состав имеет более высокую интенсивность люминесценции (158%), чем составы базовый и по прототипу (100 и 123% соответственно); он люминесцирует в более тонких слоях (0,8 мкм), чем составы базовый и по прототипу (1 и 0,9 мкм соответственно). Чувствительность предложенного пенетранта выше, он может выявлять дефекты раскрытием менее 1 мкм с большей надежностью, чем составы базовый и по прототипу. Выявляющая способность его 120% состава по прототипу 112% и базового 100%
Предложенный состав менее пожароопасен (т.всп. 98^oC), чем составы базовый и по прототипу (т.всп. 53 и 54^oC соответственно). Это расширяет область использования пенетранта для контроля в горячих цехах (см. табл. 2).

Пенетрант будет использоваться преимущественно для особо точного контроля изделий ответственного назначения с высоким классом обработки поверхности (выше 5). Ассортимент дефектоскопических составов для указанного класса обработки весьма ограничен и в настоящее время представлен двумя вышеописанными составами (базовый объект и прототип).

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии, включающий 1,8-нафтоилен-1', 2'-бензимидазол, смачиватель и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности выявления дефектов с раскрытием менее 1 мкм на контролируемых металлических изделиях, в качестве смачивателя он содержит полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции С_1 0 - С_1 8, в качестве растворителя бензилбензоат и дополнительно содержит жидкий парафин - смесь алканов фракции С₉Н₂₂ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
1,8-Нафтоилен-1',2'-бензимидазол - 1,1 - 1,8
Полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции С_1 0 - С_1 8 - 5 - 7
Жидкий парафин - 16 - 24
Бензилбензоат - Остальное

Пенетрант для люминесцентной дефектоскопии, включающий 1,8-нафтоилен-1', 2'-бензимидазол, смачиватель и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности выявления дефектов с раскрытием менее 1 мкм на контролируемых металлических изделиях, в качестве смачивателя он содержит полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции С_1 0 С_1 8, в качестве растворителя бензилбензоат и дополнительно содержит жидкий парафин - смесь алканов фракции С₉-Н₂₂ при следующем соотношении компонентов, мас.

1,8-Нафтоилен-1',2'-бензимидазол 1,1 1,8
Полиэтиленгликолевые эфиры первичных жирных спиртов фракции С_1 0 С_1 8 5 7
Жидкий парафин 16 24
Бензилбензоат Остальное$