Низкотемпературная контактирующая жидкость

Авторы патента:

G01N29/28 - обеспечивающие акустическую связь

Владельцы патента RU 2753897:

Общество с ограниченной ответственностью "НПО "АЛЬФА-ТЕХНОЛОДЖИ" (RU)

Использование: для обеспечения акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контроле рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков съемными средствами дефектоскопии при отрицательной температуре атмосферного воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что низкотемпературная контактирующая жидкость включает в свой состав следующие компоненты (мас.%): этиленгликоль или пропиленгликоль 20-40, этилцеллозольв 5-10, нитрит натрия 0,2-0,5, формиат натрия 0,2-0,5, синтанол или неонол 0,1-0,5, вода до 100. Технический результат: обеспечение надежного акустического контакта с контролируемым объектом при низких температурах ниже минус 50°С, повышение стабильности физических свойств низкотемпературной контактирующей жидкости (НКЖ) при упрощенном составе, а также возможность длительного хранения контактной жидкости, в процессе которого сохраняются все свойства и качества.

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

Согласно техническим требованиям к НКЖ, разработанным ОАО «Российские железные дороги», «Жидкость незамерзающая контактирующая для рельсовой дефектоскопии» от 17 апреля 2017 г. N 731р, НКЖ должна соответствовать следующим требованиям:

- обеспечивать стабильный акустический контакт между электроакустическими (пьезоэлектрическими) преобразователями съемного дефектоскопа и поверхностью головки рельса (стрелочного перевода);

- не разрушать материалы, из которых изготовлены рабочие органы применяемого дефектоскопного оборудования (резинотехнические изделия, органическое стекло и металлические элементы), электрических контактов и соединений, а также уплотнительных колец пьезоэлектрических преобразователей (как в нерабочем, так и в рабочем состоянии этого оборудования);

- свободно поступать через шланги подачи жидкости к искательным системам (блокам преобразователей) дефектоскопного оборудования и обеспечивать его работоспособность, полноту и достоверность выявляемых дефектов при температуре атмосферного воздуха от плюс 10°С до минус 50°С;

- не должна оказывать электрохимическое влияние на рельсовые цепи устройств сигнализации, централизации и блокировки и другие элементы инфраструктуры;

- нанесение НКЖ на рельсы не должно влиять на превышение нормативных значений тормозного пути подвижного состава.

Известно много разных композиций низкотемпературной контактирующей жидкости, имеющих в качестве основы хлориды металлов (SU 1379721, 07.03.1988; SU 1471117, 07.04.1989; SU 1525566, 30.11.1989; SU 1631406, 28.02.1991). Согласно описаниям этих изобретений, используемые в составе НКЖ хлориды металлов и карбамид вызывают коррозию рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков. При применении этих контактных жидкостей при низких температурах происходит их кристаллизация из водных растворов, что приводит к дополнительному загрязнению маслами и смазками и требует дополнительного удаления загрязнений с использованием большого количества спирта. Еще одним недостатком предлагаемой НКЖ является увеличенное время высыхания нанесенной контактной жидкости, что влияет на длину тормозного пути подвижного состава. Кроме того, через небольшой промежуток времени на контролируемой поверхности появляются следы коррозии.

Многие НКЖ содержат спирты, которые в случае нецелевого использования наносят огромный вред здоровью человека, в частности метиловый спирт (SU 1652905, 30.05.1991; RU 2366940, 10.09.2009; RU 2652380, 26.04.2018). Также известна контактная жидкость, содержащая пропиленгликоль, этиловый или бутиловый спирты (SU 1455870, 23.10.90). Известны контактные жидкости, описанные в патентах RU 2685457, 18.04.2019; RU 2694721, 16.07.2019, содержащие изопропиловый спирт, действующие раздражающе на слизистую органов дыхания. Они токсичны, вызывают сильные головные боли, а также серьезное угнетение центральной нервной системы, оказывая наркотическое воздействие на человека.

Наиболее близкой по составу к заявляемому решению является контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, раскрытая в патенте RU 2685457, 18.04.2019. В состав контактирующей жидкости входят следующие компоненты (мас.%): спирт изопропиловый (44-93,4), этиленгликоль или пропиленгликоль (5,0-30,0), додецилсульфат натрия (0,1-3,0), отдушка (0,5-3,0) и вода питьевая (1,0-20,0). Наличие изопропилового спирта обеспечивает низкую температуру замерзания НКЖ (до минус 60°С). Добавление в НКЖ этиленгликоля (пропиленгликоля) является дополнительным компонентом, понижающим температуру замерзания, регулирующим вязкость раствора, что позволяет улучшить пятно контакта НКЖ с поверхностью рельса. Наличие в НКЖ додецилсульфата натрия обеспечивает смачиваемость контактирующей поверхности, а отдушка приглушает специфический запах изопропилового спирта.

Общими признаками прототипа с заявляемым техническим решением являются:

- наличие в композиции этиленгликоля или пропиленгликоля в водном растворе,

- наличие поверхностно-активного вещества, который служит для смачивания поверхности рельс.

Существенным недостатком ближайшего аналога является наличие изопропилового спирта в составе контактирующей жидкости, который имеет резкий запах, а его пары действуют раздражающе на слизистую органов дыхания, вызывая сильные головные боли, а также серьезное угнетение центральной нервной системы. В следствие чего существует необходимость замены в составе НКЖ простых спиртов.

Еще одним недостатком прототипа является то, что в водных растворах НКЖ содержание растворенного кислорода увеличивается, вызывая коррозию металлов, в следствие чего нарушается стабильность акустического контакта между электроакустическими преобразователями съемного дефектоскопа и поверхностью головки рельс (стрелочного перевода).

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание низкотемпературной контактирующей жидкости, обеспечивающей повышение точности замеров при низких температурах окружающей среды (ниже минус 50°С) и высокую степень акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контакте рельсов, стрелочных переводов и сварных стыков средствами дефектоскопии, которая не содержит простейшие спирты и не вызывает коррозию металла.

Технический результат достигается тем, что в состав предлагаемой композиции входит вода, растворенные в ней целевые добавки, мас. %: многоатомный спирт и эфиры гликолей, при этом в качестве многоатомного спирта используется этиленгликоль или пропиленгликоль 20-40; в качестве вспомогательных веществ в виде ингибиторов коррозии используется нитрит натрия 0,2-0,5 и формиат натрия 0,2-0,5; неионогенное поверхностно-активное вещество неонол или синтанол 0,1-0,5; в качестве агента, понижающего температуру кристаллизации использовали этилцеллозольв (моноэтиловый эфир этиленгликоля) 5-10; вода до 100.

Эффект снижения температуры застывания достигается за счет использования сбалансированного комплекса неорганических и органических соединений, дающих синергетический эффект.

Предлагаемую НКЖ изготавливают путем смешения многоатомных спиртов и эфиров многоатомных спиртов, поверхностно-активного вещества и ингибитора коррозии. Вначале в воду вводят поверхностно-активное вещество до его полного растворения. Возможен разогрев раствора до плюс 40-50°С для ускорения растворения компонента. Затем в полученный раствор добавляют нитрит натрия и смешивают 20-30 минут.

Остальные компоненты добавляют в последовательности: многоатомный спирт, эфиры многоатомных спиртов.

Пример 1. Контактную жидкость готовят в количестве 1000 кг следующим образом. В емкость с принудительным перемешиванием загружают 199 кг воды, неонола 1 кг, ингибитор коррозии нитрит натрия 10 кг, пропионат натрия 1 кг до полного растворения. Затем в полученную однородную массу приливают 350 кг многоатомного спирта (этиленгликоля) и 350 кг эфира многоатомного спирта (этилцеллозольва) и тщательно перемешивают до получения однородного состава.

Получен прозрачный раствор НКЖ. Температура кристаллизации полученной жидкости составляет минус 81°С. Полученный продукт разливают в тару и отправляют на хранение.

Пример 2. Как в примере 1 загружают 527 кг воды, 0,67 кг неонола, 3 кг нитрита натрия, 3 кг пропионата натрия и перемешивают до полного растворения солей. Затем добавляют 233 кг многоатомного спирта и 233 кг этилцеллозольва. Полученную смесь тщательно перемешивают до получения однородной массы. Температура кристаллизации полученной НКЖ составляет минус 51°С.

Определение температуры кристаллизации контактной жидкости проводили в соответствии с ГОСТ 18995.5-73 Продукты химические органические. Метод определения температуры кристаллизации.

Полученная низкотемпературная контактирующая жидкость не оказывает корродирующего воздействия на контролируемые изделия, не является токсичной, является биоразлагаемой, обеспечивая надежный акустический контакт с контролируемым объектом при низких температурах (ниже минус 50°С). Повышение стабильности физических свойств НКЖ при упрощенном составе дает возможность длительного хранения НКЖ, сохраняя все свойства и качества.

Гарантийный срок хранения НКЖ составляет не менее трех лет. Как показали последующие исследования, все образцы при применении сохранили все физические свойства и рабочие характеристики.

Контактная жидкость предполагаемого состава соответствует санитарным нормам и правилам по ГОСТ 12.1.007-076 и относится к IV классу безопасности (вещества малоопасные).

Низкотемпературная контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, содержащая воду, этиленгликоль или пропиленгликоль и растворенные в ней целевые добавки, отличающаяся тем, что с целью понижения температуры кристаллизации она дополнительно содержит моноэтиловый эфир этиленгликоля - этилцеллозольв, в качестве целевых добавок для подавления коррозии металла нитрит натрия и формиат натрия, поверхностно-активное вещество - синтанол или неонол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

этиленгликоль или пропиленгликоль	20-40
этилцеллозольв	5-10
нитрит натрия	0,2-0,5
формиат натрия	0,2-0,5
синтанол или неонол	0,1-0,5
вода	до 100

Изобретение относится к области неразрушающего контроля с использованием контактной жидкости, которая применяется в условиях отрицательных температур при дефектоскопии железнодорожных рельсов, элементов стрелочных переводов и сварных стыков в железнодорожном транспорте и обеспечивает коэффициент трения скольжения на рельсе после нанесения контактной жидкости и при полном ее высыхании не менее 0,15.

Неспиртосодержащая контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии // 2746749

Использование: для обеспечения акустического контакта при ультразвуковом неразрушающем контроле съемными средствами дефектоскопии железнодорожных рельсов, элементов стрелочных переводов и сварных стыков при отрицательных температурах окружающего воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что неспиртосодержащая контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии содержит труднозамерзающий солевой компонент, технологические добавки и воду, а также дополнительно содержит загуститель и абразивные частицы на основе бакелита, при следующем соотношении компонентов мас.%: калий уксуснокислый марки «Ч» или калий уксуснокислый технический, с последующей очисткой раствора от механических примесей – 43-45, абразивные частицы на основе бакелита - 8-12, загуститель - 0,01-0,02, технологические добавки - 1-2 и остальное вода.

Промышленная контактная среда и способ её получения // 2739714

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии различных изделий из металла, пластика и других материалов. Сущность изобретения заключается в том, что промышленная контактная среда содержит в своем составе в определенном соотношении многоатомный спирт, этиловый эфир моно- или диэтиленгликоля, реологический модификатор, соль щелочного металла, ингибитор коррозии, консерванты и воду.

Низкотемпературная контактирующая жидкость // 2685457

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.

Контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии // 2652380

Изобретение раскрывает контактную жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, которая содержит хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе, жидкое стекло, полиакриламид, антикоррозионные добавки и воду, при этом она дополнительно содержит формиат металла или смесь формиатов металлов, имеющих низкую температуру замерзания в водном растворе, пропиленгликоль и глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас.

Устройство и способ подачи и отвода контактной жидкости в процессе ультразвукового контроля объекта, преимущественно сварного соединения // 2623191

Изобретения относятся к методам дефектоскопии объектов с использованием ультразвукового метода с фазированной антенной решеткой и могут быть использованы в технике для ручного контроля сварных соединений. Предлагаемое устройство подачи и отвода контактной жидкости включает блок датчика ультразвукового контроля (1), имеющий корпус (47), распределительный блок (2), имеющий корпус (4), с установленной внутри корпуса (4) герметичной емкостью (5) для хранения контактной жидкости, и совмещенный тракт подачи и отвода контактной жидкости (3), соединяющий распределительный блок (2) и блок датчика ультразвукового контроля (1) и представляющий собой гибкую трубку малого диаметра (34), расположенную коаксиально в гибкой трубке большего диаметра (35), при этом в корпусе распределительного блока установлены два насоса: один насос (9), соединенный с упомянутой емкостью (5) и совмещенным трактом подачи и отвода контактной жидкости (3), для подачи контактной жидкости в зону контакта датчика ультразвукового контроля и поверхности объекта контроля, а второй насос (22) - для создания разрежения в емкости (5) для отвода контактной жидкости из зоны контакта.

Устройство для согласования ультразвуковых сигналов // 2612727

Использование: для определения скорости потока различных текучих сред посредством ультразвуковых сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что узел для согласования ультразвуковых сигналов содержит ультразвуковые преобразователи, прикрепленные к одному или нескольким устройствам для согласования ультразвуковых сигналов, выполненным с возможностью присоединения к наружной поверхности трубы.

Устройство и способ определения на месте параметров качества и/или свойств неорганических систем связующих веществ // 2558643

Использование: для определения на месте параметров качества и/или свойств неорганических систем связующих веществ. Сущность изобретения заключается в том, что система связующих веществ находится в приемном элементе, который имеет по меньшей мере одну стенку с зондом, и имеется контактный материал для компенсации возможных воздушных зазоров между системой связующих веществ и зондом, отличающееся тем, что между системой связующих веществ и зондом расположена камера для контактного материала, адаптирующегося к сжатию, усадке или расширению системы связующих веществ.

Акустический блок дефектоскопа // 2504767

Использование: для дефектоскопии и толщинометрии. Сущность: заключается в том, что акустический блок дефектоскопа содержит платформу с возможностью ее перемещения вдоль исследуемого объекта, электроакустические преобразователи и проводник акустических колебаний, выполненный в виде тела вращения с упругой внешней поверхностью, ось вращения которого закреплена в платформе с обеспечением постоянного пятна контакта образующей его внешней поверхности с исследуемым объектом, направления излучения/приема электроакустических преобразователей проходят через указанное пятно контакта и имеют заданные углы излучения/приема, при этом форма образующей внешней поверхности проводника акустических колебаний соответствует форме сканируемой поверхности исследуемого объекта, электроакустические преобразователи закреплены на платформе так, чтобы иметь постоянный контакт с внешней поверхностью проводника акустических колебаний.

Способ одностороннего акустического согласования сред с плоской границей контакта // 2426984

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в конструкциях ультразвуковых устройств и в технологиях применения ультразвука. .