焊缝检测用腐蚀凝胶、制备方法、腐蚀方法及焊缝表面裂纹检测方法技术

本发明专利技术涉及一种焊缝检测用腐蚀凝胶、制备方法、腐蚀方法及焊缝表面裂纹检测方法，属于焊缝检测技术领域，焊缝检测用腐蚀凝胶，包括以下原料：琼脂，水，98%硫酸，10%的盐酸羟胺溶液，对甲苯基硫脲，硫酸亚锡，硫脲，10%的曲拉通X

【技术实现步骤摘要】
焊缝检测用腐蚀凝胶、制备方法、腐蚀方法及焊缝表面裂纹检测方法


[0001]本专利技术涉及一种焊缝检测用腐蚀凝胶、制备方法、腐蚀方法及焊缝表面裂纹检测方法，属于焊缝检测


技术介绍

[0002]钢结构由于建设周期短、自重轻、造型美观、适应性强、维护方便等优点，近年来发展十分迅猛。目前，建筑钢结构在国民经济建设中已经占有非常重要的地位。在建筑钢结构的施工过程中，Q355D钢因具有良好的机械性能、焊接性能、加工性能和耐腐蚀性能等优点而被广泛采用，各种不同厚度的Q355D钢板根据设计要求，通过焊接的方式拼接成目标建筑和桥梁。对于钢板的对接焊缝，大多采用镀铜实芯焊丝进行气体保护焊接，但镀铜层会在焊丝熔化过程中进入熔池，当焊缝成型后也必然会存在铜元素。焊缝中铜元素的夹杂会降低焊缝的力学性能，当焊缝中铜元素含量较高时甚至更容易产生表面裂纹。
[0003]在焊接过程中焊缝产生的裂纹会极大影响钢结构整体安全性，因此必须对潜在焊接裂纹进行检测。在焊缝表面裂纹的检测方法中，液体渗透检测最为方便、经济，是在待测表面涂覆荧光染料或着色染料作为标记物渗透进表面裂纹中，待去除表面标记物后涂覆显像剂，通过特殊光源使缺陷处的标记物显现，从而探测出焊缝表面裂纹的分布状态。但是液体渗透检测结果受个人操作影响严重，不仅准确度过低，而且只能检出显著裂纹的表面二维分布，而对裂纹深度难以做出定量评价。
[0004]因此，针对焊缝表面缺陷的液体渗透检测评价体系，提升检测准确度、拓展定量评价能力至关重要。开发出具备定量评估能力的精准液体渗透检测方法，不仅对于焊接探伤领域意义重大，而且可以大大消除钢结构工程的安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是提供了一种焊缝检测用腐蚀凝胶，以解决目前渗透检测准确度低的问题。
[0006]本专利技术的第二及第三目的是提供了一种操作简单方便的焊缝检测用腐蚀凝胶的制备方法和腐蚀方法。
[0007]本专利技术的第四目的是提供了一种焊缝表面裂纹检测方法，不仅可以定性精确检测出焊缝表面的裂纹，而且可以根据电位分析结果，通过腐蚀凝胶中亚铜离子含量来定量评估裂纹深度。
[0008]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种焊缝检测用腐蚀凝胶，包括以下原料：琼脂15.0~20.0 g，水600mL， 98%硫酸2.0~5.0 mL，10%的盐酸羟胺溶液20.0~50.0 mL，对甲苯基硫脲0.3~1.5 g，硫酸亚锡0.1~0.5 g，硫脲50.0~80.0 g， 10%的曲拉通X
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100溶液200 mL和0.05%邻菲罗啉衍生物的乙醇溶液100 mL。
[0009]上述焊缝检测用腐蚀凝胶基础上，邻菲罗啉衍生物为向红亚铜灵或者向红菲罗啉中的一种。
[0010]一种焊缝检测用腐蚀凝胶制备方法，包括以下步骤：（1）称取15.0~20.0 g的琼脂溶于600 mL沸腾的水并搅拌均匀，冷却至60 ℃后维持温度恒定；（2）向步骤（1）中依次加入98%硫酸2.0~5.0 mL，10%的盐酸羟胺溶液20.0~50.0 mL，对甲苯基硫脲0.3~1.5 g，硫酸亚锡0.1~0.5 g，硫脲50.0~80.0 g， 10%的曲拉通X
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100溶液200 mL并搅拌均匀；（3）向步骤（2）中加入0.05%邻菲罗啉衍生物的乙醇溶液100 mL混合均匀并维持溶液为60 ℃，得到热腐蚀凝胶。
[0011]一种用于检测焊缝表面裂纹的腐蚀方法，包括用所述的腐蚀剂对焊缝的进行腐蚀的步骤：清理待测焊缝表面后采用熔化的固体石蜡在待测焊缝区域外围浇筑成一个小池；将焊缝检测用腐蚀凝胶倒入小池内部并使热腐蚀凝胶覆盖小池内部焊缝所有位置，数分钟后取下冷却后的腐蚀凝胶，观察凝胶底面，如果呈现均匀色泽，则焊缝表面没有裂纹；如果存在局部条纹印记，则焊缝表面相应位置存在裂纹；其中所述的焊缝表面为单层单道的对接焊缝，且采取直线运条方式。
[0012]一种焊缝表面裂纹检测方法，包括以下步骤：S1.制作指示电极：（1）量取1.0~5.0 mL的6 mol/L浓盐酸，并分别称取0.01~0.03 g的对苯二酚、0.05~0.2 g的硫脲和0.3~1.0 g的羧基化石墨化碳纳米管，依次置于100 mL水和乙醇的混合溶剂中并超声搅拌24小时，在60 ℃下将溶剂蒸干，然后与0.1~0.5g的固体石蜡混合并加热至熔化，搅拌12~48 h后得到硫脲功能化的碳纳米管石蜡糊，其中水和乙醇的混合溶剂中水和乙醇的体积比为3:1；（2）截取内径φ 0.3 mm 、2 cm长的玻璃毛细管并利用毛细管现象填入硫脲功能化的碳纳米管石蜡糊，从另一端插入φ 0.2 mm 、3 cm长的不锈钢丝作为集流体，待碳纳米管石蜡糊冷却凝固后，除去管外的多余物，把电极在麂皮上抛光后浸入0.1%的盐酸羟胺乙醇溶液中活化12小时以上，得到指示电极；S2.按照权利要求3所述制备方法配制腐蚀凝胶；S3.焊缝的腐蚀凝胶处理：清理待测焊缝表面后采用熔化的固体石蜡在待测焊缝区域外围浇筑成一个小池；将焊缝检测用腐蚀凝胶倒入小池内部并使热腐蚀凝胶覆盖小池内部焊缝所有位置，数分钟后取下冷却后的腐蚀凝胶，观察凝胶底面，如果呈现均匀色泽，则焊缝表面没有裂纹；如果存在局部条纹印记，则焊缝表面相应位置存在裂纹；其中所述的焊缝表面为单层单道的对接焊缝，且采取直线运条方式；S4.焊缝裂纹评估：将步骤S3处理后的腐蚀凝胶中反向放置，恒定腐蚀凝胶温度为25 ℃，并使与焊缝接触的腐蚀凝胶面朝上，以银/氯化银参比电极做正极、步骤S1制作的指示电极做负极，使两个电极与无条纹印记的腐蚀凝胶接触并接入电位计，记录下读数a1 mV；将指示电极与腐蚀凝胶中的条纹印记处接触并接入电位计，记录下读数a2 mV；对比无缺陷处和缺陷处的电池电动势差值，判断焊缝表面裂纹的深度。
[0013]上述焊缝表面裂纹检测方法基础上，焊缝表面裂纹的深度不低于。
[0014]本专利技术工作原理如下：1.对苯二酚作为抗氧化剂，可以保证硫脲的稳定，通过将羧基化石墨化碳纳米管和硫脲的混合，利用羧基与氨基的相互吸引，将硫脲固定在羧基化石墨化碳纳米管表面。硫脲功能化之后的羧基化石墨化碳纳米管与液体石蜡混合并固化后作为亚铜离子的敏感膜，制作得到亚铜离子指示电极。当指示电极浸入含有亚铜离子的溶液中时，可以利用硫脲对于亚铜离子的络合吸引作用，将亚铜离子吸引固定在敏感膜表面，形成指示电极一侧荷正点的离子双层。因此，指示电极的电极电位与溶液中亚铜离子的浓度有关，溶液中的亚铜离子越多，指示电极一侧正电荷越多，电极电位越正，与参比电极形成的原电池的电动势越低。
[0015]2. 硫脲和邻菲罗啉衍生物均为亚铜离子强络合剂，亚铜离子强络合剂可以促使金属铜的活泼性急剧变强，当金属铜在硫脲等强络合剂作用下发生络合溶解氧化为亚铜离子的同时，产生的电子可以将溶液中的氢离子以及二价锡离子等阳离子还原。不仅如此，由于硫脲和对甲苯基硫脲是钢铁的缓蚀剂，因此当热腐蚀凝胶与焊缝接触时，钢铁的腐蚀受到抑制，反而不如铜活泼，基本不发生溶解氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊缝检测用腐蚀凝胶，其特征在于，包括以下原料：琼脂15.0~20.0 g，水600mL， 98%硫酸2.0~5.0 mL，10%的盐酸羟胺溶液20.0~50.0 mL，对甲苯基硫脲0.3~1.5 g，硫酸亚锡0.1~0.5 g，硫脲50.0~80.0 g， 10%的曲拉通X
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100溶液200 mL和0.05%邻菲罗啉衍生物的乙醇溶液100 mL。2.根据权利要求1所述焊缝检测用腐蚀凝胶，其特征在于：邻菲罗啉衍生物为向红亚铜灵或者向红菲罗啉中的一种。3.一种权利要求1或2所述焊缝检测用腐蚀凝胶制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）称取15.0~20.0 g的琼脂溶于600 mL沸腾的水并搅拌均匀，冷却至60 ℃后维持温度恒定；（2）向步骤（1）中依次加入98%硫酸2.0~5.0 mL，10%的盐酸羟胺溶液20.0~50.0 mL，对甲苯基硫脲0.3~1.5 g，硫酸亚锡0.1~0.5 g，硫脲50.0~80.0 g， 10%的曲拉通X
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100溶液200 mL并搅拌均匀；（3）向步骤（2）中加入0.05%邻菲罗啉衍生物的乙醇溶液100 mL混合均匀并维持溶液为60 ℃，得到热腐蚀凝胶。4.一种用于检测焊缝表面裂纹的腐蚀方法，其特征在于包括用权利要求1所述的腐蚀剂对焊缝的进行腐蚀的步骤：清理待测焊缝表面后采用熔化的固体石蜡在待测焊缝区域外围浇筑成一个小池；将焊缝检测用腐蚀凝胶倒入小池内部并使热腐蚀凝胶覆盖小池内部焊缝所有位置，数分钟后取下冷却后的腐蚀凝胶，观察凝胶底面，如果呈现均匀色泽，则焊缝表面没有裂纹；如果存在局部条纹印记，则焊缝表面相应位置存在裂纹；其中所述的焊缝表面为单层单道的对接焊缝，且采取直线运条方式。5.一种焊缝表面裂纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制作指示电极：（1）量取1.0~5.0 m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖，王国光，马壮，韩军霞，田栋，
申请(专利权)人：山东省路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：