[发明专利]一种铁路钢轨探伤用超声波耦合剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种铁路钢轨探伤用超声波耦合剂及其制备方法。本发明耦合剂包括如下质量百分比的原料组成：甲醇20～45％、乙二醇2～10％、水50～70％、羟乙基纤维素0.3‑1％。本发明耦合剂透波性更稳定和良好；同时具有阻燃性、超耐低温性、20～30分钟自主挥发性，且不会对铁轨造成危害；成本较低，安全性好；粘度适中，与铁轨容易产生亲水性，易形成膜；并具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种铁路钢轨探伤用超声波耦合剂及其制备方法，属于耦合剂技术领域。

背景技术

铁路钢轨超声波探伤是当前用于钢轨伤损检测的主要检测方式，应用历史已有60年以上，一直发挥着不可替代的安全保障作用。其中，超声波探头检测作业中不可或缺的耦合剂，对检测效果和稳定性有直接的关键作用。然而在铁路钢轨长期探伤检测中，通常使用水、酒精或水和酒精混合体作为耦合剂，不仅检测性能不够稳定，而且存在酒精易燃易爆的安全隐患；并且酒精、水挥发较快，二次探伤时，需要重新喷涂耦合剂；同时存在材料成本高，作业效率低，尤其冬天易结冰等缺点；另外，一般情况下，铁轨表面存有油污，上述耦合剂与铁轨产生疏水效应，而且粘度小，涂刷不均匀，也非常容易从铁轨上滚落下来。

为了解决上述问题，现有技术中已有关于复合耦合剂的开发研究。如，中国专利文献CN108287198A公开了一种钢轨超声波探伤耦合剂及其配制方法，该耦合剂由以下按照质量百分比的原料组成：甲醇5％～17.5％、乙二醇22％～41％、甘油3.5％～12％、亚硝酸钠1.5％～12％、尼泊金乙酯0.8％～7％、磷酸氢二钠0.8％～6％、蒸馏水37％～56％、色粉3.5％～12％。该发明制备的耦合剂有以下缺点：(1)亚硝酸钠、磷酸氢二钠为金属盐，对铁轨会造成原电池效应，从而对铁轨造成严重的电腐蚀，这些金属盐也会对水泥枕木造成化学腐蚀；(2)甘油在常温下很难挥发，涂刷在铁轨上会存留很长时间，而甘油的润滑效果会对火车刹车造成安全隐患；(3)粘度很小，与铁轨会产生疏水效果，在铁轨上易滚落下来，不易形成均匀的膜。又如，中国专利文献CN108132307A公开了一种钢轨探伤工业耦合剂，其按重量份计，包括以下组分：乙二醇40-60份；水40-50份；甘油3-8份；防锈剂1-2份，该发明中的钢轨探伤工业耦合剂还包括三羟甲基丙烷，基于所述钢轨探伤工业耦合剂的总重量，所述三羟甲基丙烷的重量含量为0.5wt％-3wt％。该钢轨探伤工业耦合剂具有优异的透声效果、防锈防腐蚀性能和耐低温性能；该发明同样存在上述不足，即：(1)甘油在常温下很难挥发，涂刷在铁轨上会存留很长时间，而甘油的润滑效果会对火车刹车造成安全隐患；(2)粘度很小，与铁轨会产生疏水效果，在铁轨上易滚落下来，不易形成均匀的膜。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种铁路钢轨探伤用超声波耦合剂及其制备方法。本发明耦合剂透波性更稳定和良好；同时具有阻燃性、超耐低温性、20～30分钟自主挥发性，且不会对铁轨造成危害；成本较低，安全性好；粘度适中，与铁轨容易产生亲水性，易形成膜；并具有较好的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种铁路钢轨探伤用超声波耦合剂，包括如下质量百分比的原料组成：甲醇20～45％、乙二醇2～10％、水50～70％、羟乙基纤维素0.3-1％。

根据本发明优选的，所述铁路钢轨探伤用超声波耦合剂，包括如下质量百分比的原料组成：甲醇30～39.2％、乙二醇5％、水55～64.6％、羟乙基纤维素0.4-0.8％。

优选的，所述铁路钢轨探伤用超声波耦合剂，包括如下质量百分比的原料组成：甲醇35％、乙二醇5％、水59.4-59.6％、羟乙基纤维素0.4-0.6％。

上述铁路钢轨探伤用超声波耦合剂的制备方法，包括步骤：将甲醇、乙二醇和水混合均匀后，分批加入羟乙基纤维素，搅拌至羟乙基纤维素完全溶解后即得铁路钢轨探伤用超声波耦合剂。

根据本发明优选的，所述搅拌速率为1～3转/秒。

根据本发明优选的，羟乙基纤维素分4批加入。