微乳渗透剂的研制

教教徒弟

众所周知，油和水两种互不相溶液体，在加入少量表面活性剂和机械搅拌下，能相互乳化形成乳状液，随表面活性剂HLB值不同或几种表面活性剂复配出HLB值不同，以及温度影响，乳状液可形成水包油型（O-W），即分散相为油，外连续相为水；油包水型（W-O）即分散相为水，外连续相为油，也可形成双重乳状液，W-O-W型即分散相为油包水，外连续相为水，双重乳状液，O-W-O型分散相为水包油，外连续相为油的乳状液，分散相液珠大小，通常为0.1-10μm。乳状液能反射可见光，是不透明乳白色的液体，体系是不稳定的。
如果在油和水加入足够浓度的表面活性剂（通常20-30%），就能形成上述O-W、W-O、W-O-W、O-W-O类型胶团溶液，胶团溶液仍是不透明的，但胶团溶液较为稳定。
1 Y' ^: w: @- w8 \% w6 k7 g$ M2 ?6 d当上述胶团溶液，加入助表面活性剂（如醇类）或者采用特殊的表面活性剂，由于助表面活性剂和特殊表面活性剂对胶团交联作用，就能形成10nm-100nm纳米级胶团溶液，即称为微乳。微乳是透明状。它的形成是自发，热力学体系是稳定的。有关微孔形成和制造机理可参阅资料（1）或其他相关资料。
微乳渗透探伤剂
+ d( B1 W/ Q$ O  K以水、油、染料和足够浓度表面活性剂、助表面活性剂也可形成微乳渗透探伤剂，也可采用油溶性水洗型渗透液和水基性渗透液加入足够浓度表面活性剂和助表面活性剂也能形成微乳渗透探伤液。这样微乳渗透探伤液，由于水和水溶性染料加入，大大提高渗透液的闪点，发挥了水溶性荧光染料和着色染料亮度高的优点，并大大降低了探伤液制造成本。
" a, t3 j. d4 S7 w6 Z$ U微乳渗透探伤液配比：
8 K  ]- v7 S' k（1）法：水:油:表面活性剂、助表面活性剂=1:1:1，配制成微乳后，再加入油溶性及水溶性染料，即形成微乳型渗透探伤液。
（2）法：油溶性水洗型渗透液:水基性渗透液:表面活性剂、助表面活性剂=1:1:1，配制成微乳型渗透探伤液。
: `5 t' x" L* Q微乳渗透探伤液探伤工艺：渗透→水洗→烘干→显像。
我们自制两种油溶性水洗型渗透探伤剂，分别闭口杯闪点第一种＞73℃，第二种＞105℃的荧光渗透液和着色渗透液，并相应配制成微乳渗透探伤液，并和美国Met-l-Chek公司92B水洗型荧光渗透液，日本着色渗透液，进行性能测试比较，见荧光渗透液性能比较表，荧光渗透液激发荧光波长和强度曲线图，着色探伤液性能比较表。
$ i; V, ^- t' E, c8 l' Q主要测试项目仪器试验标准
项目
: Y) m2 J1 ^3 Y仪器型号及产地
& H. x- ^, X7 K9 V6 C2 e试验标准
; w* j1 \0 P5 b( l( }闭口杯闪点
9 c/ y. j3 C4 ]* e" L2 U3 zSYM-261上海永茂石油仪器厂
. f( f1 R+ ]0 j4 ^7 |# wGB/T261-83石油产品闪点测定法（闭口杯法）
% I; ]0 e% `! X9 R粘度
* _0 P9 w% D4 |6 P- |8 O毛细管粘度计，浙江椒江玻璃仪器厂
) w+ G$ X0 X' I6 `. o' GGB/T256-88石油产品运动粘度测定法
荧光亮度
) {8 k. \& s* ]* r5 WF-4500荧光分光光度计，日本Hitachi
美国无损检测手册渗透卷
灵敏度试块（1）
( a+ }8 D4 Z3 L) I8 W五点式Mil-STD-6866美国Met-l-Chek公司
ZB J04 003-87控制渗透探伤材料质量的方法
灵敏度试块（2）
) S0 l" }5 D1 n' ^( w& K) eYM-C云马飞机厂
ZB J04 003-87控制渗透探伤材料质量的方法
/ @7 }2 C! k& F: N0 R" s荧光渗透液性能比较表
名称
( U  t1 X0 o( m" `9 Z; n! Q" g8 I4 G1-1
8 V0 |2 `! K/ a  J7 A$ W- E( Q+ K! [1-2
2-1
6 Z1 Y. `8 |! k$ _" ~7 z! y- [2-2
! e) n- L( B1 {) Y% P& B92B（美国）
类型
水洗型
微乳型
水洗型
. I, B+ x& c9 i0 d& {# M. r8 O. E微乳型
水洗型
+ k. G/ H) x% l% e外观
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
  f  D+ W7 _6 z- x# f0 P% J黄绿色
: N8 g0 H. ^6 V# g$ e) g  u比重 20℃（克/厘米3）
0.982
+ d& {1 B4 x( }" n" L1.014
. l, H4 ^( ~' l" C' u3 H4 b5 k1 [3 p0.974
1.01
＜1
1 n# P2 T( U% M粘度 38℃（厘沲）
5.96
16.4
8.2
17.05
% H+ |* S1 A: d& }-
& W, \1 X+ d; U$ T闪点（闭口杯）
81℃
8 a+ H* Y# |4 f8 x! D85℃
105℃
6 v! s- J  L2 d9 @' q6 g. K＞100℃
/ v: c. N+ D4 W＞93℃
荧光颜色
% F: |% R1 }8 q' _6 @; h+ u强黄绿色
- M: I6 h6 y! b( b/ f  v6 a强黄绿色
强黄绿色
强黄绿色
. Q+ S, X0 J2 X" X0 L强黄绿色
荧光强度比较值
1.1
2.0
- c; z7 G$ E3 f5 q% v# R. z& K1.7
1.16
1
+ e6 i0 e: g# X) w& r: T灵敏度*
4
4
; k  @; Q) R: k" J* l4
4
% W" n; J  d( ]/ v4 z4
去除性
7 G  q5 }' _5 [可水洗
4 b# v2 k+ B) T: ^) i可水洗
+ P, k0 _5 i+ K- x可水洗
可水洗
5 [# g: u& G" D1 W: [可水洗
6 V( n" B7 u( y$ ?* y腐蚀性
- f. i+ q7 L; Z2 e! I钢30CrMoA
无
无
无
4 w* U; r1 y+ [) p  I1 g无
3 y! y+ R, T; @无
+ x. }2 j3 \% |0 p& \铝LC4
无
0 J. e3 N0 M/ G. K/ {. \6 s) b4 S! C0 J无
3 [4 Y' n- Y. t! e; L无
& f* |& o5 b0 W( w4 K无
无
镁5#
无
无
& Y3 w' ?' _. z无
无
无
*美国军标Mil-STD-6866试块
, U% f$ _1 H8 G  Z- V
日本Hitachi F4500荧光分光光度计，黑光，波长365nm
着色渗透液性能比较表
6 G. m! r4 N: z7 @8 }( K2 ^9 _5 N' g名称
' K6 j8 ?! W' d, r. ^) i1-1
1-2
& a: X% X7 v" r! [" ~9 ^2-1
2-2
日本渗透液
' o3 R4 w: P) z类型
* r) G! M8 B3 @- `水洗型
微乳型
9 D' l, D# H4 S& G' ]& m  Y4 m水洗型
微乳型
溶剂去除型
外观
: @: Z8 w; J# k7 ?0 A9 c1 N: l. |4 Q; L红色
' Q4 y9 Z$ @4 S8 |6 K# d红色
3 I, \& R( l; V8 ?$ A红色
& T9 C  E; {9 L+ p/ p) {红色
( r$ n3 {$ t+ f& E; o5 D! m红色
比重 20℃（克/厘米3）
2 K2 a. v6 m) K8 @! M0.976
# T+ o7 w3 T/ N3 n& |) g5 w- c1.01
4 @* J2 p2 y# x" o& b) H! F4 J* o0.957
. y7 l! c0 a" e! s4 n0 [! v0 \0.983
- ^( t( ^) O. P$ J-
闪点（闭口杯）
73℃
# b8 e3 [  l7 ?1 H4 V' K2 j4 O85℃
4 c6 G- T5 G+ X: q106℃
＞100℃
-
强度比较值
1
% ?  c5 l7 D4 b4 |0 h- T5 n/ r! I1
1
+ S: }$ J" v) O8 J0 Q. J0 L1
4 l7 ]; ^: J' w/ \6 |/ @( X1
灵敏度**
5 U& Z2 b- V! a- [% x  }0 o5
5
5
9 X* A" Q+ H4 U/ j" z3 y2 c' d; h' F8 s5
5
( j7 H' r. R# s去除性
9 X* z" Y- d: u" H* q$ z可水洗
7 `& s# O- T! o# ^5 d  Z可水洗
, _& x. K( o5 j* {2 u* ^/ ^可水洗
- F; a9 a$ P- h) T可水洗
-
  N$ ]- i& A: a; ~腐蚀性
; c" ~$ T$ k: z5 O& H! Q+ G钢30CrMoA
无
' f6 R; R  h) h* `5 G无
无
无
* z0 V! f' n8 _1 Q" k& ]& e无
铝LC4
无
无
无
8 L( p0 P8 V3 w0 q* ?! r% r% E+ `无
1 }5 T6 G0 s+ s) N无
镁5#
. Q+ W0 Y+ Y) K- l% L7 m无
1 q) W0 W7 s5 i. ]9 l7 D表面有吸附膜
无
; d+ {) s7 r2 [2 P: z; C表面有吸附膜
无
** YM-C试块 云马飞机厂
# j) r2 Q5 k4 W0 g1 I/ _结论：
5 C3 c' c' Z  _( |6 u（1）自制水洗型荧光渗透探伤液、着色探伤液闭口杯闪点、亮度、灵敏度、水洗性和美国Met-l-Chek 92B水洗型荧光液、日本着色探伤液性能相当，荧光液若干指标高于美国Met-l-Chek 92B水洗型荧光探伤液。
6 U2 T0 {* t$ S! f（2）微乳渗透探伤液渗透性能、灵敏度、水洗性和通用渗透液指标相当，而其使用安全性、经济性优于通用渗透探伤剂。
2 U( V; ~; z& p) [: H$ U（3）微乳形成机理有几种理论，国际上研究尚未完全成熟。随着微乳形成机理研究的进一步完善，微乳渗透探伤剂将能够进一步提高和完善。我们将继续此项研制工作。
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