Результат интеллектуальной деятельности: Низкотемпературная контактирующая жидкость

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии металлических конструкций и сооружений при отрицательной температуре, а именно низкотемпературной контактирующей жидкости (НКЖ), предназначенной для акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контроле рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков съемными средствами дефектоскопии при отрицательной температуре атмосферного воздуха.

В настоящее время в дефектоскопах в качестве контактирующей жидкости используют растворы этилового спирта в воде в разных пропорциях:

- спирт этиловый ректифицированный технический ГОСТ 18300-87;

- спирт этиловый технический ГОСТ 17299-78;

- спирт этиловый синтетический денатурированный ТУ 38402-62-117-98;

- денатурированная спиртосодержащая продукция (денатурат).

Температура замерзания водно-спиртовой смеси с содержанием спирта 40 % минус 28°С (Источник: https://znaytovar.ru/new3006.html). При работе в холодный период времени при температуре ниже 28°С отсутствует возможность выявления дефектов при ультразвуковом неразрушающем контроле рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков съемными средствами дефектоскопии. Кроме того вышеуказанные спирты в чистом виде относятся к классу легковоспламеняющихся жидкостей и вредны для здоровья в случае несанкционированного нецелевого их использования.

Известна контактная жидкость для ультразвукового контроля, содержащая воду, целевые добавки и спирт (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1525566, МПК G01N 29/04, опубл. 30.11.1989).

В качестве целевых добавок известная контактная жидкость содержит керосин или бензин, хлористый кальций и натрий, синтетическую моющую пасту, уротропин, диспергатор и антистатик. Жидкость используют преимущественно для контроля нефтепромыслового оборудования, труб и штанг, загрязненных асфальтосмолпарафиновыми отложениями.

Контактная жидкость, содержащая метиловый спирт, керосин, бензин не применима для использования при контроле рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков по экологическим соображениям, так как она содержит не биоразлагаемые компоненты, которые c мест замера попадают в почву, загрязняя её, что отрицательно сказывается на экологической обстановке.

При использовании известной контактной жидкости на рельсах при низкой температуре окружающей среды (минус 30°С и ниже) вода вымораживается, растворители (метиловый спирт, керосин и бензин) испаряются из раствора на рельсе, а соли (хлориды кальция, магния, натрия) выпадают из раствора, нарушая стабильность акустического контакта. В результате этого не в полном объеме регистрируются дефекты рельсов и болтовых стыков. Кроме того, при низких температурах на ветру соли могут выпадать в трубках системы подачи жидкости из бака дефектоскопа к блоку преобразователей (резонаторов) ультразвуковых дефектоскопов, искажая результаты замеров.

Известна незамерзающая контактирующая жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, принятая в качестве прототипа, содержащая воду и растворенные в ней целевые добавки (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 366 940, МПК G01N 29/28, опубл. 10.09.2009).

Известная контактная незамерзающая жидкость для ультразвуковой дефектоскопии металлических конструкций и сооружений при отрицательной температуре, в качестве минеральных солей содержит смесь хлоридов металлов (хлористый магний и/или хлористый кальций), имеющих низкую температуру застывания в водном растворе, а в качестве комплексных целевых добавок жидкое стекло, синтерол АМФ-10, карбамид, полиакриламид и нитрит натрия.

Недостатком известной контактной незамерзающей жидкости является искажение при её использовании фактических результатов дефектов рельсов и болтовых стыков, так как жидкость содержит в большом количестве воду, которая при эксплуатации на рельсах при низкой температуре окружающей среды (минус 30°С и ниже) и ветре вымораживается, а соли металлов (хлориды кальция, магния, натрия) выпадают из раствора, забивая трубки и нарушая стабильность акустического контакта.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание низкотемпературной контактирующей жидкости, обеспечивающей повышение точности замеров при низких температурах ниже 30°С и высокую степень акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контакте рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков съемными средствами дефектоскопии.

Технический результат достигается тем, что низкотемпературная контактирующая жидкость содержит воду и растворенные в ней целевые добавки и спирт, при этом в качестве спирта она содержит спирт изопропиловый и этиленгликоль или пропиленгликоль технический, а в качестве целевых добавок поверхностно активное вещество - додецилсульфат натрия и косметическую отдушку, при следующем соотношении компонентов в мас. %:

Предлагаемая НКЖ не содержит солей металлов, выпадающих из раствора на рельсах и соединительных элементах дефектоскопов при низких температурах окружающей среды. Предлагаемый состав НКЖ включает в себя спирт изопропиловый, имеющий более низкую температуру замерзания (минус 89°С), ПАВ и этиленгликоль (пропиленгликоль) технический с отдушкой.

Предлагаемая НКЖ обеспечивает повышение точности замеров при низких температурах ниже 30°С и высокую степень акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контакте рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков съемными средствами дефектоскопии.

Предлагаемая НКЖ включает спирт изопропиловый абсолютированный ГОСТ 9805-84, этиленгликоль ГОСТ 19710-83 или пропиленгликоль технический ТУ 2422-069-05766801-97 или аналогичный, воду питьевую в количестве, поверхностно активное вещество (ПАВ) в виде додецилсульфата натрия и отдушку, например «Bubble Gum» или «Зеленая трава», «Зеленое яблоко», «Грейпфрут».

Наличие спирта изопропилового обеспечивает низкую температуру замерзания НКЖ (до минус 60°С). Добавление в НКЖ этиленгликоля (пропиленгликоля) технического позволяет улучшить пятно контакта НКЖ с поверхностью рельса. Наличие в НКЖ додецилсульфата натрия обеспечивает смачиваемость контактируемой поверхности, а отдушка приглушает специфический запах изопропилового спирта.

Предлагаемую НКЖ изготавливают путем физического смешения спирта изопропилового абсолютированного, этиленгликоля или пропиленгликоля технического, воды питьевой, поверхностно активного вещества (ПАВ) додецилсульфата натрия и отдушки «Bubble Gum» или Зеленая трава», «Зеленое яблоко», «Грейпфрут» в ниже приведённом порядке. В таблице 1 приведены примеры изготовления незамерзающей контактирующей жидкости.

Вначале воду питьевую смешивают с додецилсульфатом натрия и перемешивают в течение 0,5 часа. Возможен разогрев до 40-60°С для полного растворения додецилсульфата натрия в воде, после чего повторно отбирают пробу для визуального контроля на наличие осадка. Затем пробу фильтруют, так как незначительное количество нерастворенного додецилсульфата натрия в виде осадка может исказить показания дефектоскопа.

Остальные компоненты поочередно добавляют в указанном порядке: спирт изопропиловый, этиленгликоль или пропиленгликоль технический, отдушка «Bubble gum» или «Зеленая трава», «Зеленое яблоко», «Грейпфрут».

Все работы с НКЖ проводят с использованием приточно-вытяжной вентиляции, вдали от огня и источников искрообразования при соблюдении герметизации оборудования, аппаратов, процессов слива и налива. Приготовленную НКЖ испытывают и при положительных результатах анализов направляют на фасовку в ёмкости. В таблице 2 приведены характеристики предлагаемой НКЖ и ГОСТы методов испытаний НКЖ.

Ёмкости с НКЖ хранят на складах с естественной вентиляцией в условиях, исключающих воздействие атмосферных осадков, в соответствии с правилами хранения огнеопасных веществ.

Испытания НКЖ проводили на Свердловской железной дороге на станции Сургут на участке пути перегона Сургут – Силинский с 699 км по 702 км. С целью определения качества ультразвукового неразрущающего контроля рельсов выполнен анализ результатов контроля рельсов участка пути протяженностью 3км. На испытаниях были использованы предлагаемая НКЖ и спирт ректификованный технический (ГОСТ 18300-87).

По результатам анализа дефектограмм контроля рельсов дефектоскопом РДМ-22 № 727 определено, что количество невыявленных дефектов с использованием жидкости НКЖ в 3-3,5 раза меньше, чем при использовании спирта ректификованного технического. В результате проведённых испытаний была определена устойчивость представленного образца НКЖ к сохранению агрегатного состояния и рабочих качеств и возможность проведения рельсовой дефектоскопии при низких температурах.