CN1644302A-焊接防飛濺劑及其制備方法

[21]申請(qǐng)?zhí)?00410093210.6[43]公開日2005年7月27日[11]公開號(hào)CN1644302A[71]申請(qǐng)人滬東中華造船(集團(tuán))有限公司地址200129上海市浦東大道2851號(hào)[74]專利代理機(jī)構(gòu)上海新天專利代理有限公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社出版21、一種焊接防飛濺劑，其特征在于其原料組成如下：序號(hào)原料重量百分比(%)③硝酸鈣1～6④鐵釩鋁5～182、權(quán)利要求1所述的焊接防飛濺劑的制備方法，其特征在于包括下列①篩選原料：各原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量不超過1200PPm②稱量原料：根據(jù)權(quán)利要求1所述配方計(jì)算并稱量各原料；③常溫操作，按權(quán)利要求1中所列原料順序依次投入，從第二原料開始，待前一種原料混合均勻后，再投入下一種原料，直至所有原料投入完④提純處理：通過定性濾、定量濾、偶極膜濾、大孔離子樹脂吸附對(duì)第③步驟所得溶液進(jìn)行提純處理；⑤檢驗(yàn)：氯<95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時(shí)，為合格，否則再部分或全部重復(fù)第④步驟提純處理。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于對(duì)提純?nèi)芤簷z測(cè)合格后，進(jìn)行防飛濺效果檢驗(yàn)：按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/UCAB007-98《焊接防飛濺劑》3技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及化學(xué)涂料，特別涉及一種焊接防飛濺劑及其制備方法，用背景技術(shù)焊接施工是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用極為廣泛的一種工藝。例如：海洋船舶、鐵道交通、石油化工、鍋爐容器、五金建筑等等，到處都有焊接的場(chǎng)合。焊接時(shí)，焊條與被焊接的金屬鋼材接觸，因大電流產(chǎn)生弧光高溫，使焊條、欲連接的兩塊金屬(一般稱為母材)三者在局部范圍內(nèi)熔化，這三者的液態(tài)金屬在范德瓦爾斯力、液體表面張力、分子化學(xué)親合力、分子熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散力等因素的作用下，迅速相混，融為一體(中部當(dāng)然以焊條金屬“焊花”是焊接時(shí)產(chǎn)生的飛濺物。焊接時(shí)，局部熔化了的金屬(一般是焊條、母材的混合體)常常會(huì)有外界氣體或混入的非金屬夾雜物釋放的一接觸母材，即把熱量傳給母材，使母材在接觸點(diǎn)也迅速熔化，飛濺物與為了保證焊接質(zhì)量，防止因焊縫斷裂而造成災(zāi)難，必須對(duì)焊縫內(nèi)部需要進(jìn)進(jìn)行鏟除、加以修補(bǔ)，以防后患。檢查用的超聲波一般采用橫波，從焊縫兩旁的母材表面射入，令人生厭的焊接飛濺物使超聲探頭無法放置，檢查200410093210.6說明書第2/7頁4目前，工業(yè)上去除飛濺物的方法一般是使用砂輪打磨。打磨是一項(xiàng)重體力勞動(dòng)，特別在打磨仰面部位時(shí)，不僅要舉起沉重的砂輪機(jī)，還要忍受鋼板表面也磨得坑坑洼洼、毛糙不平。在這樣的表面上進(jìn)行超聲檢測(cè)，不僅會(huì)損壞價(jià)格昂貴的探頭，而且粗糙表面也會(huì)大量消耗超聲能量，使超聲檢測(cè)的靈敏度大大降低，致使危險(xiǎn)性缺陷不能被發(fā)現(xiàn)，后果也是不可想象除此以外，還有一種采用化學(xué)試劑(防飛濺劑)防止飛濺的方法：在焊接施工之前將該防飛濺劑噴灑在焊縫兩旁的母材表面，于母材表面形成一層保護(hù)膜，在焊接時(shí)阻隔焊花與母材之間的粘附。這種方法節(jié)省勞力、不損母材，使焊接后焊花不會(huì)粘在母材上。但在母材表面使用化學(xué)試劑后對(duì)焊縫質(zhì)量以及母材有無影響呢?如果是飛濺物清除得很干凈，但焊縫和焊接防飛濺劑到底對(duì)焊縫和母材有些什么影響?雖然一般的鋼材在焊接施工后，經(jīng)力學(xué)試驗(yàn)及無損檢測(cè)證明，防飛濺劑對(duì)焊縫質(zhì)量不構(gòu)成有害作用。將使用與不使用防飛濺劑的試樣進(jìn)行對(duì)比，其焊縫的機(jī)械強(qiáng)度沒有什么變化，也無額外生成氣孔、夾渣、裂縫、未融合、未焊透等缺陷的可能。這是直接顯現(xiàn)出的影響。還有潛在即所謂慢性的影響，要等焊接工件但隨著工業(yè)發(fā)展，對(duì)于特別是諸如特種船舶制造、核電工程等等要求高的行業(yè)，凡是施加到機(jī)件上去的化學(xué)試劑、涂料等，其所含有害元素對(duì)機(jī)件研究發(fā)現(xiàn)，試劑或涂料中有害元素會(huì)造成金屬材料——特別是鎳鉻基不銹鋼表面的點(diǎn)針狀腐蝕、晶粒邊界腐蝕、穿晶裂紋等。在日后的運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)造成腐蝕、引起泄漏、誘發(fā)惡性事故的發(fā)生。特別是焊接防飛濺劑，它目前，主要的一些鎳基不銹鋼，例如殷鋼(36%的鎳鋼)已成為化工、液貨化學(xué)品包裝、運(yùn)輸工具的主要材料。而這類包裝、運(yùn)輸工具，特別是液化天然氣運(yùn)輸船、液氯、液溴甲烷、二氧化硫、環(huán)氧乙烷等運(yùn)輸船，因200410093210.6說明書第3/7頁5為其運(yùn)載的貨物對(duì)環(huán)境的危害是極大的，對(duì)它們的包裝、運(yùn)輸工具必須嚴(yán)格監(jiān)管。按照《國(guó)際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》即IGC規(guī)則 LiquefiedGasesinBulk)規(guī)定，運(yùn)載工具的材料不能與液貨發(fā)生腐蝕、低溫脆裂、高溫蠕變、高壓屈服等而造成爆破、燃燒等事故。但是，制造這類運(yùn)載工具的不銹鋼材料焊接時(shí)，采用的焊接防飛濺劑中所含的一些有害元素，正是能直接形成或是間接促使形成腐蝕、脆裂、蠕變的基本因素。所以嚴(yán)格控制這類液貨運(yùn)載工具在建造時(shí)使用的焊接防飛濺劑中有害元素在核工程文件(例如HAF文件)中公布了三種有害元素，它們是：氟、氯、硫。對(duì)它們的游離態(tài)與化合態(tài)的含量都要嚴(yán)格控制。例如：法國(guó)RCC-M-F6423標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滲透探傷劑中氯、硫的含量不得超過200PPm,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)Q/UCAB005-1999[B3100(1999)3031]中規(guī)定，氯的含量不超過100PPm,氟、硫的含量不超過50PPm。核工業(yè)中，重要部件的金屬材料多數(shù)會(huì)受高溫、高壓、高通量輻射。而液化天然氣(LNG、CNG)工程中的金屬材料是處在高壓、極低溫、交變應(yīng)力場(chǎng)下工作的，環(huán)境更加惡劣。這時(shí)，金屬(特別是直接與液化天然氣接觸的內(nèi)膽)的低溫冷脆比任何時(shí)候都要敏感。焊接防飛濺劑中有害元素除與核動(dòng)力工程中具有相同的不良作用之外，還有引發(fā)低溫冷脆的危害性。所以嚴(yán)格控制LNG、CNG工程用焊接防飛濺劑中有害元素的含量已試驗(yàn)研究及實(shí)踐考察表明，誘發(fā)不銹鋼等金屬破壞的有害元素除了早15,Weinheim;VerlagChemie1992,SMetalle.ZweiteVolligneubBerlin,Heidelberg.New銹鋼材料，常溫至低溫(-20℃以下)狀態(tài)時(shí)，除了氟、氯、硫的影響，鈉200410093210.6說明書第4/7頁6這類物質(zhì)促使金屬表面形成嚴(yán)重的孔蝕。游離態(tài)的鈉離子也是形成晶粒邊界腐蝕的重要因素之一。磷離子在熱脆、冷脆中能起極大的促進(jìn)作用。而液貨運(yùn)載工具(如LNG船)的工作溫度可達(dá)到-163℃,大大低于-20℃,可見環(huán)境更加惡劣，發(fā)生脆裂的可能性更大。因此，對(duì)于液貨運(yùn)載工具特別是液化天然氣(LNG、CNG)工程用焊接防飛濺劑，除要嚴(yán)格控制氟、如殷鋼(36%的鎳鋼)與現(xiàn)有的焊接防飛濺劑接觸后都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的螯合作用，其表面被接觸區(qū)域變色發(fā)黑，即其鎳基合金表面嵌入了非金屬一主要是碳?xì)浠衔锛捌溲苌?，消弱了鎳基合金的防銹能力，在螯合層與內(nèi)層金屬之間、螯合區(qū)與非螯合區(qū)的分界線上都會(huì)產(chǎn)生“原電池”現(xiàn)象，造成金屬的腐蝕，在低溫環(huán)境下降低鎳基不銹鋼的韌性、破壞蠕變性能使其本發(fā)明的目的在于提供一種焊接防飛濺劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有焊接防飛濺劑中氟、氯、硫、鈉、磷等有害無素含量高，而且現(xiàn)有焊接防序號(hào)原料重量百分比(%)①芐性醇20～72②鈦干10～20③硝酸鈣1～6④鐵釩鋁5～18⑤鋅氧粉2～8⑥錳酸鐵2～8⑦多基纖維素7①篩選原料：各原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量不超過1200PPm的方可使用；④提純處理：通過定性濾、定量濾、偶極膜濾、大孔離子樹脂吸附對(duì)⑤檢驗(yàn)：氯<95PPm、氟≤45PPm、硫≤45PPm、鈉≤100PPm、磷≤100PPm時(shí)，為合格，否則再部分或全部重復(fù)第④步驟提純處理。對(duì)提純?nèi)芤簷z測(cè)合格后，進(jìn)行防飛濺效果檢驗(yàn)：按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/UCAB007-98《焊接防飛濺劑》采用本發(fā)明提供的焊接防飛濺劑防止焊接時(shí)的飛濺：在焊接施工之前將該焊接防飛濺劑噴灑(或刷)在焊縫兩旁的母材表面，很快于母材表面形成一層保護(hù)膜，焊接時(shí)阻隔焊花與母材之間的粘附。當(dāng)溫度較低的小顆粒焊花濺落時(shí)，直接被阻隔，當(dāng)場(chǎng)滾落；當(dāng)部分溫度較高的大粒焊花濺落時(shí)，盡管它將保護(hù)膜溶化了，但是由于保護(hù)膜的成分與母材的理化性質(zhì)不能清除。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明提供的焊接防飛濺劑因其配方的設(shè)計(jì)以及其制備方法的應(yīng)用，降低了所含氟、氯、硫、鈉、磷有害元素的含量，確保該焊接防飛濺劑中的單體、游離態(tài)、化合態(tài)的下列有害元素的含量控制為：氯含量不超過95PPm,氟、硫不超過45PPm,鈉、磷不超過100PPm。顯然，本發(fā)明提供的焊接防飛濺劑除將氟、氯、硫三種有害元素的含量控制在核動(dòng)力工程標(biāo)準(zhǔn)的限量以下之外，還控制了有害元素鈉、磷的含量，大大降低了對(duì)焊縫、母材金屬長(zhǎng)期的有害影響，滿足當(dāng)前要求較高的工程—液化天然氣 (LNG、CNG)工程焊接施工的需要，也適合核動(dòng)力工程焊接施工用，當(dāng)然也適合于普通工程使用；200410093210.6說明書第6/7頁8基不銹鋼工程(如LNG、核動(dòng)力等工程)的焊接防飛濺用，其與現(xiàn)有焊接氟氯硫鈉磷螯合船牌焊接防飛濺劑(PPm)一一一一一重本發(fā)明焊接防飛濺劑(PPm)未見注：“一”指未作要求說明磨清除焊接飛濺物，不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了粉塵傷害，而且不損傷母材，保證母材表面仍舊平整如初，有利于進(jìn)行超聲波檢測(cè)，從而保證了實(shí)施例1:序號(hào)原料重量百分比(%)①芐性醇20②鈦干20③硝酸鈣6④鐵釩鋁18⑤鋅氧粉8①篩選原料：各原料中的氟、氯、硫、鈉、磷的含量不超過1200PPm待前一種原料混合均勻后，再投入下一種原料，直至④提純處理：通過定性濾、定量濾、偶極膜濾、大孔離子樹脂吸附方