Пенетрант на водной основе для контроля поверхностных и сквозных дефектов

 

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля материалов и изделий. Изобретение позволяет в составе набора обнаруживать поверхностные трещины с раскрытием 0,3 - 0,6 мкм и сквозные дефекты с потоком примерно 10^-2 л · мкм рт.ст./с за счет того, что в качестве красителя используется п-аминобензоат-1,4-диметил-5-(4 -диэтил-амино)-азофенил -1,2,4-триазолия, в качестве смачивателя - изопропиловый спирт и дополнительно введен кислотный буфер, например уксусная кислота.

Изобретение относится к проникающим составам для дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения поверхностных и сквозных дефектов при контроле ответственных изделий и конструкций в любой отрасли хозяйства.

Известны индикаторные пенетранты красного цвета для проведения капиллярного контроля цветным методом [1, 2]. Указанные пенетранты изготовлены либо на основе органических растворителей, большей частью пожароопасных и (или) экологически вредных, либо на водной основе, но имеют недостаточно высокую оптическую плотность, не обеспечивают высокую интенсивность индикаторных следов, а следовательно, не обеспечивают высокую чувствительность контроля.

Это является следствием того, что круг органических водорастворимых красителей, пригодных для использования в составе пенетрантов, сильно ограничен требованием отсутствия или очень малого содержания (менее 1% в концентрате пенентранта) хлора или серы, тогда как основную массу водорастворимых красителей составляют сульфокислоты и ионные соединения, содержащие в качестве противоиона хлор - или сульфатанион.

Известен индикаторный пенетрант на водной основе с использованием красно-фиолетового красителя, позволяющий проводить контроль с выявлением поверхностных дефектов типа трещин со средней шириной раскрытия 1-2 мкм и сквозных дефектов с потоком по газу более 10^-3 л·мкм рт.ст./с, имеющий состав [3] , мас.%: Диантипирил (4-диметиламинофенил) карбения азотнокислый - 2,7 Натрий азотнокислый - 0,5 Вещество вспомогательное ОП-7 (или ОП-10) - 0,01 Вода дистиллированная - Остальное Недостатком известного пенетранта (прототипа) является относительно низкая чувствительность проведения капиллярного контроля - выявление трещин с раскрытием 1-10 мкм, что соответствует 2 классу чувствительности (ГОСТ 18442).

Задачей изобретения является создание пенетранта на водной основе, обладающего более высокой чувствительностью, т. е. позволяющего проводить контроль с выявлением поверхностных дефектов типа трещин с раскрытием менее 1 мкм, что соответствует 1 классу чувствительности (ГОСТ 18442).

Эта задача решается за счет того, что в пенетранте на водной основе для контроля поверхностных и сквозных дефектов, содержащем водорастворимый краситель и смачиватель, в качестве красителя используется п-аминобензоат-1,4-диметил-5-(4-диэтиламино)-азофенил-1,2,4-триазолия, в качестве смачивателя - изопропиловый спирт и дополнительно введен кислотный буфер, например уксусная кислота, при следующем соотношении компонентов, мас.%: п-Аминобензоат-1,4-диметил-5-(4-диэтиламино)-азофенил-1,2,4- триазолия - 2-3 Изопропиловый спирт - 2-3 Уксусная кислота (ледяная) - 3-4 Вода дистиллированная - Остальное
Концентрации красителя, спирта и кислоты подбирались, исходя из требований смачиваемости контролируемых поверхностей, высокой оптической плотности и стабильности во времени исследуемых растворов, а также по результатам капиллярного контроля на контрольных образцах, проводившегося с целью определения пороговой чувствительности. Уменьшение или увеличение содержания ингредиентов в пенетранте, указанного в формуле изобретения, ведет к ухудшению смачиваемости поверхности, изменению оптической плотности пенетранта и его стабильности, а следовательно, к уменьшению чувствительности и надежности контроля.

При использовании пенетранта для обнаружения поверхностных дефектов он наносился на подготовленную к контролю поверхность образцов с дефектами (трещинами с заданной средней шириной раскрытия), выдерживался, удалялся очистителем (водой), после чего на поверхность наносилось проявляющее покрытие (проявитель), которое высушивалось, а высушенная поверхность проявителя осматривалась с целью обнаружения индикаторных следов. Чувствительность контроля при проведении его по указанной схеме составляла 0,3-0,6 мкм при надежности не менее 0,95, что соответствует 1 классу чувствительности (ГОСТ 18442).

При использовании пенетранта в качестве проникающей жидкости для обнаружения сквозных дефектов при контроле герметичности он наносился на подготовленные к контролю образцы со сквозными дефектами (трещинами или капиллярами с заданным потоком по воздуху) и выдерживался в течение времени, необходимого для появления индикаторного следа на высохшем слое сорбента, нанесенного на противоположную поверхность. При глубине сквозных дефектов 10 мм и значении потока по воздуху через дефект примерно 10^-2 л·мкм рт.ст./с индикаторный след надежно фиксировался через примерно 30 мин.

Пример приготовления пенетранта
К 5 ч. сухого красителя (п-аминобензоат-1,4-диметил-5 (4-диэтиламино)-азофенил-1,2,4-триазолия) загружают 4,5 ч. воды, добавляют 4,7 ч. изопропилового спирта и 5,8 ч. ледяной уксусной кислоты. Получают 20 ч. красителя в жидкой форме с колористической концентрацией 20%.

К 1,2 ч. красителя в жидкой форме загружают 8,8 ч. воды. Получают 10 ч пенетранта, оптическая плотность которого при разведении в 1000 раз и при измерении в слое толщиной 5 мм при λ = 540 мм не менее D = 0,9.

Предлагаемый пенетрант на водной основе является высокочувствительным дефектоскопическим материалом. Верхняя пороговая чувствительность при проведении капиллярного контроля набором материалом с использованием данного пенетранта составляет примерно 0,3 мкм; при контроле герметичности выявляются сквозные дефекты с потоком по воздуху примерно 10^-2 л·мкм рт.ст./с.

Обладая высокой чувствительностью и пожаробезопасностью, пенетрант позволяет проводить капиллярный контроль и контроль герметичности материалов и изделий более широкого сортамента, в том числе конструкций ответственного назначения, к которым предъявляются требования отсутствия поверхностных дефектов по 1 классу чувствительности ГОСТ 18442, конструкций с затрудненными условиями вентиляции, исключающими применение при контроле материалов, содержащих вредные и пожароопасные органические растворители. Применение указанного пенетранта ведет в свою очередь также к повышению экологичности капиллярных методов неразрушающего контроля.

Формула изобретения

Пенетрант на водной основе для контроля поверхностных и сквозных дефектов, содержащий водорастворимый краситель и смачиватель, отличающийся тем, что в качестве красителя используется п-аминобензоат-1,4-диметил-5-(4-диэтил-амино)-азофенил-1,2,4-триазолия, в качестве смачивателя - изопропиловый спирт и дополнительно введен кислотный буфер, например уксусная кислота, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
п-Аминобензоат-1,4 -диметил-5-(4-диэтиламино)-азофенил-1,2,4- триазолия - 2 - 3
Изопропиловый спирт - 2 - 3
Уксусная кислота (ледяная) - 3 - 4
Вода дистиллированная - Остальноем