NO770963L - Middel for p}visning av lekkasje. - Google Patents

Description

0

Foreliggende oppfinnelse vedrorer et påforingsmiddel for å

påvise lekkasje ved den luftproven som består i å fylle komprimert luft inn i hullet hos et skip, tank, trykkjele,

ror eller annen vann- eller lufttett struktur som skal

proves og så danne e;t sjikt av et skummiddel på overflaten

slik at det skummet som oppstår på denne blir en indikasjon på lekkasje fra innsiden.

Påforingsmidler for lekkasjepavisning, heretter kalt("påvisningsmiddel") som hittil er anvendt for ovennevnte formål har inneholdt dextrin lea. 5 vekt-%)og gelatin (ca. 3vekt-%) ,som hovedbestanddeler. De vil torke opp når de får stå etter luftproven og i faste skimtE ilmer som skorper over de provede områdene. Nå er det funnet at når hele overflaten som om-fatter dét provede områdene deretter påforer en anti- korrosiv maling vil deler av belegget som ligger over disse skorpe-

restene ikke klebe fast, men komme for tidlig av. For å

unngå dette er det nodveridig å borste og vaske vekk disse tilbakeblivende skorpene fullstendig for malingen. Antall arbeidstimer som kreves for slikt arbeide er enormt ved store konstruksjoner som skip. Videre vil påvisnings-.midlene'for generelt'bruk (for milde klimaer) vise seg

mindre anvendelige om vinteren på grunn av den util-

strekkelig gelatineringen av skummene de danner.

Det er det forsté formål for denne oppfinnelsen å til-

veiebringe et påvisningsmiddel som er forbedret fra tidligere kjente midler med hensyn til fjerning av de

resulterende skorper-og som er i stand til å redusere antall arbeidstimer som.kreves for fjerningen 6g forhindre muligheten '

av at den senere påforte filmen skaller av for tidlig.

Således er foreliggende oppfinnelse rettet på tilveiebring--eisen av et påforingsmiddel slik at et tilbakeblivende skorpe på overflaten enkelt kan vaskes vekk med vann.

Det andre formålet med oppfinnelsen er å tilveiébringe

et påvisningsmiddél som er en forbedring overfor de konvensjonelle midler med de ovennevnte ulemper.at de danner skorper som er vanskelige å fjerne og viser dårliger på-, vishingsvirkning om vinteren, og som reduserer antall arbeidstimer som kreves for. fjerningen, eliminerer muligheten av

at den senere pålagte filmen skailer av den provede overflaten og lett gir faste skum som onsket på den provede overflaten i den kalde årstid.

Disse pg andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil bedre forstås gjennom den folgende detaljerte beskrivelse.

Som et resultat åv foreliggende undersøkelse over påforings-midlér som ville oppfylle forannevnte formål, er det funnet

. at målene kan nås fullstendig ved

(1) tilsette: små mengder vannloselige akryl-harpiks og gelatin til loselig stivelse som hovedbestanddel og derved danne en blanding som et skumbart basismiddél, (2) tilsette en liten mengde av et overflateaktivt middel som skummiddel til blandingen og (3) opplose hele blandingen i vann og til slutt justere

.losningens pH til en verdi mellom 4. og 1G.

Spesifikt består påvisningsmiddelet ifolge oppfinnelsen av

en vandig losning som inneholder fra 1,6 til 9,6 vekt-% loselig stivelse, fra 0,04 til 0.75 vekt-% vannloselig akryl-harpiks fra 0.05 til 0.5 vekt-% gelatin og fra 0.5 til 1.0

vekt-% og skummiddel og er justert til en pH-verdi mellom 4 og

Med dette middelet oppfylles det forste formålet ved oppfinnelsen.

I videre soken etter et påvisningsmiddel som ville det andre formålet med oppfinnelsen er middelet nå funnet som kan fremstilles ved (1) tilsette små mengder vannloselig akryl-harpiks og gelatin til loselig stivelse som hovedbestanddel og derved danne r en blanding som et skumbart basismiddel, (2) tilsette en liten mengde av et overflateaktivt middel som skummiddel til blandingen,

(3) videre tilsette én kogulasjonsmodulerer, og

(4) opplose hele blandingen i vann og til slutt justere pH i losningen med en alkali til en verdi mellom 8 og 10.

Det er vesentlig at det nå er funnet en synergistisk effekt som oppstår fra tilsetningen av kogulasjonsmodulatorer og pH-justeringen med en alkali som tillater rask stivning av det dannede skum, selv ved lave temperaturer mellom 5 og 10°C.

Den foreliggende oppfinnelse bygger på de. ovenfor nevnte oppdagelser, og. påvisningsmiddelet ifolge oppfinnelsen består spesifikt av en vandig . losning som inneholder fra 1,6 til 1,9 vekt-% loselig stivelse fra 0.4 til 0.75 vekt-% vannloselig akryl-harpiks, fra 0.05 til 0.5 vekt-% gelatin,

fra 0.5 til 1,0 vekt-% skummiddel og fra 0.001.til 0.01 vekt-% av en koaguléringsmodulatorer og justeres til en pH-verdi mellom .8 og 10.

Påvisningsmiddelet ifolge oppfinnelsen fremstilles ved

forst å sette loselig stivelse gelatin til vann og opp-

varme blandingen til 50° til 60QC\ under omroring inntil begge er fullstendig opplost i sistnevnte, tilsette og grundig opplose ehvannloselig akryl-harpiks-losning i den vandige losningen og videre tilsette og opplose

ét skummiddel,en koagulasjonsmodulator om nodvendig og et pH-justeringsmiddel til losningen, og deretter la den resulterende losning kjoles ned til romtemperatur.

Sammelignet med konvensjonelle påvisningsmidler har dette ifolge oppfinnelsen et mindre gelatininnhold på fra 0,05 til 0,5 vekt-%,. hvilket gjor"at gelatinen lettere loses i vann, og dekstrineti de eksisterende midler erstattes med 1,6 til 9,6 vekt-% loselig stivelse og fra 0.04 til 0.75 vekt-% vannloselig akryl-harpiks, slik at tilbakeblivende skorpe i

belegget i påvisningsmiddelet kan fjernes ved vask med

vann i et kort tidsrom. Videre tjener den loselig stivelsen

og vannloselige akryl-harpiks som anvendes ifolge oppfinnelsen til å erstatte tapet av viskositet på grunn av

lavere anvendelse av gelatin enn tidligere og holde viskositeten til det flytende påvisningsmiddelet på et riktig nivå slik at komposisjonen danner et fast og stabilt.

form ved.lekkasjepåvisning.

Påvisningsmiddelet ifolge oppfinnelsen består av bestanddeler i mengder innenfor angitte område av grunner som nå skal forklares. "

(I) Basismiddelet som består av loselig stivelse som hoved-sakelig bestanddel og vannloselig akryl-harpiks og gelatin som hjelpestoffer varierer fra 1,8 til 10.9 vekt-% av totalvekten av påvisningsmiddelet. På prosentbasis utgjores 1,6 til 9,6 vekt-% av loselig stivelse, fra 0.15 til 3.0

vekt-% av akryl-harpiks (i form av 25% losning), og fra 0.05. til 0.5 vekt-% av gelatin. Hvis mengden av de individuelle bestanddeler i basismiddelet er under de respektive områder, vil det resulterende middelet ikke gi stabilt fast skum på defekte områder hvor lekkasjer er påvist. Hvis mengdene folgelig . overskrider disse områdene, vil det resulterende flytende middeliat være for viskost til å danne gode skum og oppnå en tilfredsstillende påvisningsvirkning. Her er et viktig trekk, som allerede nevnt;

at gelatin er betraktelig nedsatt i mengde fra de vanlige andeler i de ordinære påvis.ningsmidler til bare fra 0,05 til 0;5 vekt-% for lett å loses iv vann, og fra 1.6 til 9.6 vekt-%

loselig stivelse og fra 0,04 til 0,75 vekt-% vannloselig akryl-harpiks innfores i stedet for dekstrip slik at en hver

tilbakeblivende åkorpe av påvisningsmiddelet som forblir

vil vaskes vekk med vann i lopet av kort tid. Videre hindrer den loselige stivelsen og det vannloselige akryl-harpikset som anvendes ifolge oppfinnelsen en nedsettelse av viskositeten av påvisningsmiddelet på grunn av bruken av mindre' gelatin enn i konvensjonelle midler og holder en riktig viskositet slik at den flytende komposisjonen kan danne faste og stabile skum under lekkasjepåvisningen.

(2) Skummiddelet anvendes i en mengde fra 0.5 til 1.0vekt-%

fordi en mengde under dette området vil gi utilstrekkelig skum og dårlig påvisningsnoyaktighet mens en for stor mengde ikke anses okonomisk, skjont det ikke er skadelig for•skumningsformål.

(3) Koaguleringsmodulatoren tilsettes en mengde mellom 0.001 og

0.01 vekt-%. Hvis mengden er mindre enn den lavere grensen, resulterer det i utilstrekkelig kogulering av basismiddelet. For.meget brukt er på den annen side uokonomisk selv om det ikke har noen skadelig virkning på koguleringén.

(4) pH-justeringsmiddelet tilsettes slik at pH i det endelige middelet justeres til en verdi mellom 4 og 10, eller spesielt mellom 4 og. 6 eller når middelet anvendes om

vinteren, mellom 8 og 10. Hvis pH er utenfor området 8 til

10 f.eks., vil det resulterende skummet ikke bli fast i

kolde omgivelser (ved mellom 5Qog 10°C f.eks.), og vanske-ligheten ved å blande fast skum vil nedsette lekkasje-påvisningsefféktiviteten.

I det folgende vil substansene, som utgjor bestanddelene,

i påvisningsmiddelet ifolge oppfinnelsen beskrives i

detaljer.,(1) Loselig stivelse: - Fremstilt ved å neddykke stivelse if<ra>

7 til 8 vekt-% • saltsyre og la det stå ved normal temperatur

i syv dager, vaske vekk syren og så torke produktet ved vanlig temperatur. Et kommersielt tilgjengelig produkt, f.eks., "Soluble Starch Grade 1" (varemerke) som selges av Ishizu Pharmaceuticals Co. kan anvendes. Andelen av loselig stivelse i påvisningsmiddelet er mellom 1,6 og 9,6 vekt-% ■ f (2) Vannloselig akryl-harpiks.: - En vanndig losning av 25

vekt-%. polyakrylsyre med en molykylarvekt på nær 500.000.

Som et handelsprddukt kan "Aron A-10(H)" (varemerke) som selges av Toa Gosei Chemical Industry Co. anvendes. Mengden av vannloselig akryl-harpiks i påvisningsmiddelet

er mellom 0.04 og0.75 vekt-% (uttrykk som fast akryl-harpiks; eller mellom 0.15 og 3.0 vekt-% uttrykt....25 vekt-% vandig losning). (3) Gelatin: - Et raffinert gelatin som er kommersielt tilgjengelig for nærings- og medisinsk bruk. Mengden av gelatin i sluttmiddelet er mellom 0.05 og 0.5 vekt-%..

Den totale mengden av loselig stivelse, vannloselig akryl-harpiks og gelatin kombinert . (de tre bestanddelene danner et basismiddel)bor utgjore fra 1,8 til 10.9vekt-% av totalvekten av påvisningsmiddelet. Hvis noen av bestanddelene

i basiskomposisjonen er mindre i mengde enn det ovénfor angitte området for den spesielle bestanddel, vil ikke noe stabilt skum dannes ved det odelagte lekkasjepunktet på overflaten. Hvis derimot noen av bestanddelene fore-ligger i overskudd, vil det resulterende middelet bli

så viskost'at det ikke vil skumme adekvat ved det ode-

lagte punktet, og vil gi dårlig påvisningsvirkning.

(4) Skummmiddel: - ikke-ionisk eller kationisk overflateaktivt middel som er skumbart. F.eks. kan hvert av de folgende anvendes:

Ikke-ionisk: Palyoksyetylen alkylfenoleter som "Lipnox

NCI" (varemerke) solgt av Lion Fat & Oil Co.

Kationisk : Natrium dodesylbenzen,sulfonat som "Lipnox

.LE 110" (varemerke) solgt av Lion Fat.& Oil Co.

Mengden av skummiddelet er mellom 0.5 og 1.0vekt-% av totalvekten av påvisningsmiddelet. Hvis mengden er mindre enn dette oppstår dårlig skumbar.net med en lav påvisningsnoyaktighet, og hvis mengden overskrider området vil en okonomisk ulempe oppstå uten at det er noen uheldig effekt på. skumbarheten. (5) Koguleringsmodulator: - Et kommersielt tilgjengelig kjemikalium som "Thiouréa Grade 1" fra Ishizu Pharmaceuticals Co.'

(6) pH-justeringsmiddel: -

(i) For å justere til pH 4 - 6

F.eks. fosforsyre for kjemiske eller industrielle anvendelser. Mengden av pH-justeringsmiddel som skal innfores i påvisningsmiddelet er slik at den åstedet pH ;i middelet til en verdi mellom 4 og 6.' Ved å gjore det er det mulig å holde gelatinen, i middelet innen dens isoelektriske punktområdet og frem-bringe rask gelatinisering for å forme den forste basis hvor-på skum dannet på en lekk defekt overflate kan bli fast^

Den losélige stivelsen og akryl-harpiksen torker opp på basisen og under fremkalling av forsterkning og danner et stabilt, fast skum. Hvis pH i påvisningsmiddelet er utenfor området 4 til 6 vil det flytende skummet som dannes på den defekte overflaten knapt bli fast og gjore lekkasjepåvisningen upålitelig. Bruken av fosforsyre som pH-justeringsmiddel i middel ifolge oppfinnelsen gir en annen fordel når middelet fores på en jernoverflate ved at syren forbindes med metalloverflaten rundt det defekte området

og danner et fosfat som igjen gir beskyttelse mot rust.

(ii) For justering til pH 8 - 10

F.eks. en 1 vekt-% vandig losning av natriumb<y>droks<y>d eller kaliumhydroksyd av forste grad for kjemisk bruk. Konsentra-sjonen av denne alkali-losningen kan være tykkere eller tynnere enn 1 vekt-% forutsatt at den absolutte mengden.av alkalie justeres til å bli ekvivalent med den' for 1 vekt-%-losningen. Eksempel 1 Sveisede overflater på kargotanker i: et skip ble inspisert ./ for lekkasjedefekter ved å fylle en tank med komprimert luft i forskjellige trykk på 0.1, 0,25 og 0.3 kg/cm og.påvisnings-middelene ifolge oppfinnelsen fremstilt ifolge forskriftene som angitt i tabell I og et konvensjonelt påvisningsmiddel ble sproytet på veggene i nabotanken, begge over en sveisesone 30 m lang, og lekkasjedefektene ble påvist. Resultatene er sammenfattet i tabell II.

Som det fremgår fra tabell II var det ingen forskjell på antall lekkasjer som ble påvist, men middelét a ga faste skum som lett falt sammen mens midlene c til f ga faste skum som var like stabile som de dannes ved det konvensjonelle midlet. Midlet b dannet meget tette skum og gelatiniserte i et uvanlig kort tidsrom, d.v;s; ■. for en time ved 20C eller på en halv time ved 30C, som sammenlignet med midlene c eller f og referanse-midlet. Da det:gelatiniserte så raskt og ga faste skum på de defekte punktene, viste komposisjonen b--seg mest praktisk ut fra synspunktene påvisningseffektivitet og material-kostnader.

Midelene ifolge oppfinnelsen og teknikkens stand ble undersokt med hensyn til fjerning ved vask av dé belegg de dannet. Springvann..med trykk på 2 kg/cm2 fikk lope over filmbeleggene, i 10 sekunder og de tilbakeblivende skorpene ble veiet. Resultatene er gitt i tabell III.

Tabell III Fjernbafhet ved vask av fast belegg ■ ved å

beskytte blandingen

Sammensetning a b c d e f Konvensjonell Ikke fjernet 0.2 0.2 0.5 0.5 1.0 1.0 30 skorpe,vekt-%

beretter ble sandblåste flater av overflatestykker (.70 mm x 150 mm x 3 mm) belagt med en lang eksponeringstype vask primer til en tykkelse av belegget på rundt 20 |im og tokket i 7 dager. Beleggmidlene ifolge oppfinnelsen og teknikkens stand i tabell I ble påfort med koster, til en tykkelse på rundt 10 (im over de belagte flatene. Totalvekten av f ilm-beleggene'på hvert forsoksstykke ble målt og springvann med trykk på 2 kg/cm<2>fikk renne ned over stykket. Etter torking ble overflaten videre dekket med en klorert-gummi-anti-rustmaling og overtrékksmalinger av epoksy og fjærku11epoksy typen. Hvert således overtrukket stykte ble torket ved vanlig temperatur i syv dager. Så ble adhesjonen av beleggene undersokt.. Tabell IV viser resultatene.

Bemerkning: Betydning av forsoksverdiene: - Hvert overtrukket stykke ble skåret langs rette linjer på langs og r tvers, med intervaller, på 2 mm for å gi 25 kvadrater med en skarpeggét kniv, hver linje med dybde til

overflaten av metallunderlaget. Klebende cellofan-tape ble' klebet- på for å dekke det undersokte forsøksområdet og så plutselig skrelt av. Antallet kvadrater hvori beleggene står imot avrivningen og forble på plass letalt ( og uttrykt som teller).

Hvor teller, og nevner er like, forble beleggene fullstendig, jo mindre telleren er jo mer belegg ble revet vekk, hvilket indikerer dårligere feste.

(På grunn av skjæringsmonsteret er dette kaldt dambrikke forsoksmetode.)

Som det fremgår av forsøksresultatene er midlet ifolge oppfinnelsen betraktelig forbedret fra de konvensjonelle når det gjelder lett fjerning ved vask av tilbakeblivene skorper av beleggene som ble anvendt for lekkasjepåvisning ved luft-forsok. Den når således påvisningsvirkning som er godt sammenlignbar med midlene fra teknikkens stand, uten å svekke feste av overtrekksmalingene det minste. Ved disse trekkene er foreliggende oppfinnelse av stor fordel for industrien.

Eksempel 2

Midler fremstilt ifolge oppfinnelsen ble anvendt for instruk-sjon av sveisesoner i ballasttanker i en oljetanker med

hensyn til lekkasjedefekter. Med hensynt til påliteligheten av påvisning var de på ingen måte konvensjonelle påvisningsmidler underlegne ved vinterbruk.

Forsøksprosedyren var som folger. Hver ballasttank ble fylt med komprimert luft med forskjellig trykk på 0.1, 0.25 og 0.3 kg/cm på vanlig måte, og hver av påvisningsmidlene i

ifolge oppfinnelsen fremstilt i overensstemmelse med de forskrifter som er gitt i tabell V ble sproytet ove-r en 20 m.lang sveisesone på motsatt side av tankveggen, og belegget ble inspisert for enhver indikasjon på lekkasje. Temperaturen til stålplatene som dannet tanken var 7C under forsokstiden. På samme måte som ovenfor beskrevet ble konvensjonelle midler for milde og kalde årstider også påfort dé samme overflatene for.sammenlignirigsformål. Resultatene er vjst i tabell VTj

Oe numeriske verdiene i tabell VI representerer antall, defekte lekkas j epunkte: som . orsmå nåieliuller som resulterte fra ufullstendig gjennom-tregning av elektroder og utblåsningshull i sveisekulene.

Som det er kJart fra resultatene var forsoksmiddelet

ifolge oppfinnelsen fullstendig likeverdig for noyaktig påvisning som det konvensjonelle midlet ved vinterbruk. Middelet ifolge teknikkens stand for milde klimaer hadde tendens til å vise dårlig påvisningsvirkning ved lave temperaturer om vinteren. Dette er å tilskrive den okede

viskositeten av væskemiddelet. og at skummene ikke gelatini-serer ved.lave temperaturer. Dette betyr at midlene ifolge oppfinnelsen har bedre påvisningsvirkning enn det konvensjonelle for milde klimaer. Midlene A , B, og Ci tabellene V. og VI har tifredsstillende skumbarhet men derés skum faller lett sammen i tidens lop. Det er derfor anvendelige hvor overflaten skal inspiseres etter defekter innen en time eller to. Midlene D, E, F gir skum ved defekte punkter der skummene blir faste og forblir lenge med mindre de vaskes vekk. De muliggjor visuell inspeksjon ved enhver passende tid etter.påforingen av beleggmiddelet og bidrar således sterkt til forenklingen av inspeksjonsprosessen.

Det viktigste trekket ved middelet ifolge oppfinnelsen er fjernbarheten ved vask av tilbakeblivende skorper av faste skum hvilket ble eksperimentelt påvist på folgende måte. Overflatene som var dekket med forskjellige påvisnings-komposisjoner vasketmed rennende vann med trykk.på 2 kg/cm<2>i 10 sekunder og restene av overflatene ble veiet.

Resultatene som ble oppnådd er oppfort i tabell VII. De konvensjonell midlene levnet rester som var store nok til ' å oppdages ved det blotte bye, mens rester ifolge oppfinnelsen levnet spor eller nesten usynlige rester hvilket indikerer en stor forbedring av fjernbarhet ved vask.

For å fastslå graden av skadelig virkning de tilbakeblivende skorpene av midlene ifolge oppfinnelsen kunne ha på heftet av overtrekksmalingene ble fblgende forsbk gjennomfbrt.

Sandblåste stykker av stålplater (hver måler'70 mm x 150 mm x

3 mm) ble overtrukket med en lang eksponeringstype vaske-primer til en bel eggs tykkelse på rundt 20 [ im og beleggene

ble tbrket ved vanlig temperatur i 24 timer. Væskemidlene

A til F ifolge oppfinnelsen ble fort på de tbrkede flatene

til en tykkelse på rundt 10 (im hver og tbrket ved 5C til 7C

i syv dager. Springvann med trykk på 2 kg/cm 2fikk strbmme

oppover de belagte overflatene i 10 til .15 sekunder.

Fuktigheten tbrket vekk, og klorert gummi, ren epoksy og tjærekullepbksy malinger ble bragt på overflaten og tbrket ved 20C i syv dager. Deretter ble adhesjonen av beleggene

undersbkt ved dambrikke undersøkelsesmetoden ( som beskrevet i eksempel 1) . - For sammenligningsformål ble lignende forsbk utfort med de konvensjonelle midlene for milde klimaer og for vinter. Resultatene er oppfort i tabell VII

(med de numeriske verdier uttrykt i %)

Som det vil fremgå fra tabellen, ble det vist at midlene ifolge oppfinnelsen var forbedringer overfor midlene

ifolge teknikkens stand ved at beleggrestene de levner- ikke har noen mulighet for å påvirke adhesjonen av overtrekkene. Dette må henfores, som allerede bemerket, til den betraktelige forbedring i evne til fjerning ved vask av beleggrestene som muliggjores ved den foreliggende oppfinnelse.

Claims (7)

1. Påforingsmiddel for lekkasje-påvisning ved en luftprove karakter Is ert ved at den består av en vandig losning som inneholder fra 1,6 til 9,6 vekt-% loselig stivelse, fra 0,04 til 0,75 vekt-% vannloselig akryl-harpiks, fra 0,05 til 0,5 vét-% gelatin og fra 0,5 til 1,0 vekt-% skummiddel og er justert til en pH-verdi mellom 4 og 10.

2. Middel ifolge krav 1,karakterisert vedat nevnte pH av nevnte vandig losning justeres til en verdi mellom 4 og 6.

3. Middel ifolge krav "1,karakterisert vedat det videre inneholder fra 0.001 til 0.01 vekt-'% av en koagulasjonsmodulator og som justeres til en pH-verdi mellom 8 og 10 ved tilsetning av en liten mengde av et alkalisk reagens,

4. Middel ifolge krav 1,karakterisert vedat den- totale mengden av nevnte loselig stivelse, vannloselig akryl-harpiks og gelatin er mellom 1,8 .og 10, 9 vekt-%.'*

5. Middel ifolge krav 1,karakterisert vedat nevnte skummiddel er et ikk-ionisk eller kattonisk overflateaktivt middel som er skumbart.

6. Middel ifolge krav 2,karakterisert vedat nevnte reagens til justering av pH til en verdi mellom 4 og 6 av fosforsyre for kjemisk eller industrielt bruk.

7. Middel ifolge krav 3,karakterisert vedat nevnte middel for å justere pH til en verdi mellom 8 og 10 er en vandig losning av natriumhydroksyd eller kalium-hydrpksyd.